2024年高中生物新教材同步学案 必修第二册 第3章　重点突破练(三)（含解析）

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重点突破练(三) 题组一　噬菌体侵染细菌的实验 1．在证明DNA是遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验发挥了重要作用。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　) A．实验中可用15N代替32P标记DNA B．实验中保温时间属于自变量 C．噬菌体增殖所需原料来自大肠杆菌 D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质 答案　C 解析　由于噬菌体的蛋白质和DNA都含有N，因此实验中不能用15N代替32P标记DNA，A错误；实验中保温时间属于无关变量，B错误；噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，D错误。 2．如图表示以大肠杆菌和T2噬菌体为材料进行的实验研究。下列相关叙述正确的是(　　) A．步骤①的目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核和线粒体DNA中 B．步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，其中只有DNA有标记 C．步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度通常会影响该实验结果 D．离心后上清液中含有较强的放射性 答案　B 解析　步骤①将大肠杆菌接种到含32P的培养液中，获得含32P的大肠杆菌；大肠杆菌是原核生物，没有线粒体，所以32P主要分布在细菌的拟核DNA中，A错误；让T2噬菌体去侵染32P标记的大肠杆菌，目的是获得32P标记的T2噬菌体，T2噬菌体中的P几乎都存在于DNA分子中，所以只有DNA有标记，B正确；短时间保温的目的是让T2噬菌体去侵染大肠杆菌，但是搅拌程度一般不会影响实验结果，实验结果都是放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，C、D错误。 3．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行以下4个实验：①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；④用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上4个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位依次是(　　) A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 B．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液 D．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液 答案　B 解析　①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，35S将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记噬菌体的DNA，将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，3H将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；④用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于14C标记噬菌体的DNA和蛋白质，蛋白质外壳出现在上清液中，14C标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，所以离心后在沉淀物和上清液中均能检测到放射性。故选B。 4．如图a～e表示用35S标记的T2噬菌体侵染细菌的过程，下列有关叙述正确的是(　　) A．a～e依次为吸附、注入、合成、组装和释放 B．c时细菌内部分DNA分子具有放射性 C．d、e时分别搅拌离心，后者上清液中放射性较强 D．搅拌是为了把噬菌体DNA和蛋白质分离 答案　A 解析　35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，其在T2噬菌体侵染细菌时并未进入细菌体内，因此c时细菌内DNA分子都没有放射性，B错误；由B项分析可知，d、e时分别搅拌离心，两者上清液中放射性一样强，C错误；搅拌是为了使吸附在细菌上的噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，D错误。 题组二　DNA的结构、复制及相关计算 5．(2023·河南焦作高一统考)如图为某链状DNA分子部分结构示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．甲、丙端是该DNA分子片段两条链的5′端 B．该DNA中碱基配对的方式储存了遗传信息 C．图中虚线框内代表的结构也存在于RNA中 D．每个脱氧核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基 答案　A 解析　游离磷酸基团端为DNA的5′端，羟基端为3′端，因此甲、丙端是该DNA片段的5′端，乙、丁端是该DNA片段的3′端，A正确；DNA中碱基的排列顺序储存了遗传信息，碱基配对方式是相同的，B错误；DNA中的五碳糖为脱氧核糖，而RNA中的五碳糖为核糖，因此图中虚线框内代表的结构不会存在于RNA中，C错误；DNA中大多数脱氧核糖都与2个磷酸基团相连接，但每条链末端的1个磷酸基团只连接1个脱氧核糖，D错误。 6．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　) A．DNA双螺旋打开的过程需要酶，不需要能量 B．1个DNA分子连续复制2次，可形成4个DNA分子 C．DNA复制形成的子链与母链的方向相同 D．DNA分子复制时解旋酶与DNA聚合酶作用于相同的化学键 答案　B 解析　DNA的解旋既需要能量也需要酶，A错误；1个DNA分子连续复制2次，则可形成1×22＝4(个)DNA分子，B正确；DNA复制形成的子链与母链是互补配对的，子链和母链形成双螺旋结构，构成子代DNA分子，两条链的方向相反，C错误；解旋酶作用于氢键，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键，D错误。 7.DNA分子是双螺旋结构，如图表示DNA分子的一个片段。下列有关说法错误的是(　　) A．DNA聚合酶作用于①部位 B．解旋酶作用于②部位 C．把此DNA放在含15N的培养液中复制3代，子代中含15N的DNA占75% D．该DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中 答案　C 解析　把此DNA放在含15N的培养液中复制3代，子代中含15N的DNA占100%，C错误。 8．(2022·河北衡水高一月考)一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤与鸟嘌呤数目之比为2∶1，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的(　　) A．32% B．24% C．14% D．28% 答案　A 解析　已知DNA分子的一条链上，A∶G＝2∶1，且A＋G的和占DNA分子碱基总数的24%，而该链的碱基总数占DNA分子碱基总数的1/2，所以该链中A＋G的和占该链的碱基总数的48%，从而推出该链中A占该链的碱基数目的32%，另一条链上的T和该链中的A相等，即另一条链上的胸腺嘧啶占该链碱基数目的32%，A符合题意。 9．用15N标记一个含有100个碱基对的DNA分子，该DNA分子中有胞嘧啶60个。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，其结果可能是(　　) A．含14N的脱氧核苷酸链占总链数的15/16 B．复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C．含15N的脱氧核苷酸链占总链数的1/8 D．子代DNA分子中嘌呤数与嘧啶数之比是2∶3 答案　A 解析　含15N标记的DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，得到24＝16(个)DNA分子，由于DNA分子的半保留复制，含15N的脱氧核苷酸链有2条，占总链数的1/16，含14N的脱氧核苷酸链占总链数的15/16，A符合题意，C不符合题意；根据已知条件，可知每个DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸(100×2－60×2)÷2＝40(个)，则复制过程中需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为40×(24－1)＝600(个)，B不符合题意；每个双链DNA分子中的嘌呤数和嘧啶数相等，两者之比是1∶1，D不符合题意。 10．(2023·江苏泰州高一期末)线粒体DNA(mtDNA)是线粒体中的遗传物质，mtDNA是一种环状双链DNA分子。某mtDNA分子中含有1 000个碱基，其中一条链上A＋T所占的比例为40%。下列有关说法错误的是(　　) A．磷酸和脱氧核糖交替排列构成该mtDNA的基本骨架 B．该mtDNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸基团相连 C．该mtDNA分子连续复制3次，会消耗4 200个胞嘧啶脱氧核苷酸 D．该mtDNA分子两条链上(A＋C)/(G＋T)的值互为倒数 答案　C 11．科学家在研究DNA复制时，提出了DNA的半不连续复制模型(如图所示)，以图中b链为模板时，最终合成的互补链实际上是由许多沿5′－端到3′－端方向合成的DNA片段连接起来的。下列叙述错误的是(　　) A．a链、b链都可作为模板，其互补链的合成方向均为5′－端到3′－端 B．前导链和后随链的合成都需要模板、原料、能量、酶等基本条件 C．复制形成的两个DNA分子会在有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期分开 D．DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，保持了遗传信息的连续性 答案　C 解析　复制后形成的两个DNA分子存在于同一条染色体的姐妹染色单体上，会在有丝分裂的后期和减数分裂Ⅱ的后期分开，C错误。 12．某研究小组测定了多个不同双链DNA的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA中碱基数目比值的关系图。下列表示正确的是(　　) 答案　C 解析　DNA中eq \f(A＋C,T＋G)应始终等于1；一条单链中eq \f(A＋C,T＋G)与其互补链中eq \f(A＋C,T＋G)互为倒数，一条单链中eq \f(A＋C,T＋G)＝0.5时，互补链中eq \f(A＋C,T＋G)＝2；一条单链中eq \f(A＋T,C＋G)与其互补链中eq \f(A＋T,C＋G)及DNA中eq \f(A＋T,C＋G)都相等。 13．1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验，如图是实验的部分步骤。请据图回答下列问题： (1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是_________________________________ _______________________________________________________________________________。 实验时，用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌________(填“带有”或“不带有”)放射性。 (2)实验过程中，搅拌的目的是__________________________________________。搅拌5 min，被侵染细菌的成活率为100%，而上清液中仍有32P放射性出现，说明________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体，其中带有32P标记的噬菌体有________个，出现该数目说明DNA的复制方式是________________。 (4)在35S组实验中，保温时间和上清液放射性强度的关系为________(填序号)。 (5)该实验证明了________________________________________________________________。 答案　(1)在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体即可获得　不带有　(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　保温时间过短，有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，经离心后分布于上清液中　(3)2　半保留复制　(4)④　(5)DNA是遗传物质 解析　(3)由于DNA的复制方式是半保留复制，最初带有32P标记的噬菌体DNA的两条链只参与形成两个DNA分子，所以100个子代噬菌体中，只有2个噬菌体带有32P标记。(4)35S标记噬菌体的蛋白质，由于噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体的DNA进入大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面，因此无论保温时间长短，上清液中的放射性不变，故选④。 14．据图分析回答下列问题： (1)填出图中部分结构的名称：②________________________、⑤___________________。 (2)DNA分子的基本骨架是由___________________________________________________ 和______________________交替连接组成的。 (3)碱基通过__________________连接成碱基对。 (4)如果该DNA片段有200个碱基对，氢键共540个，胞嘧啶脱氧核苷酸有________________个，该DNA分子复制3次，需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸______________个，复制过程中需要的条件是原料、模板、__________、____________酶和____________酶等。一个用15N标记的DNA分子，放在14N的环境中培养，复制4次后，含有14N的DNA分子总数为______________个。 答案　(1)脱氧核苷酸单链片段　腺嘌呤脱氧核苷酸　(2)磷酸　脱氧核糖　(3)氢键　(4)140　420　能量　解旋　DNA聚合　16 解析　(4)如果一个DNA片段有200个碱基对，氢键共540个，由于C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，设C的含量为x，则3x＋2×(200－x)＝540，解得胞嘧啶脱氧核苷酸有140个，则腺嘌呤脱氧核苷酸有60个；该DNA分子复制3次，需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸数为(23－1)×60＝420(个)。一个用15N标记的DNA分子，放在14N的环境中培养，复制4次后，根据DNA分子半保留复制的特点，子代DNA分子都含有14N，即含有14N的DNA分子总数为24＝16(个)。