1、1课时训练 18 核酸是遗传物质的证据、DNA 分子的结构和特点一、选择题1.(2018 浙江选考十校联盟 3 月适应性考试)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,噬菌体侵染细菌实验是其中一个经典实验,该实验说明( )A.DNA 是遗传物质 B.蛋白质是遗传物质C.噬菌体不含蛋白质 D.噬菌体不含 DNA答案 A解析 噬菌体侵染细菌的实验证明了 DNA 是遗传物质,A 项正确。蛋白质不是遗传物质,B 项错误。噬菌体的外壳含有蛋白质,C 项错误。噬菌体的遗传物质是 DNA,肯定含有 DNA,D 项错误。2.(2018 浙江杭州学军中学高三 3 月选考)下列关于生物体内 DNA 分子中(A+T
2、)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是( )A.碱基序列不同的双链 DNA 分子,后一比值不同B.前一个比值越大,双链 DNA 分子的稳定性越高C.当两个比值相同时,可判断这个 DNA 分子是双链D.经半保留复制得到的双链 DNA 分子,后一比值等于 1答案 D解析 双链 DNA 分子中,互补碱基两两相等,即 A=T,C=G,则 A+C=G+T,即 A+C 与 G+T 的比值为 1。因此碱基序列不同的双链 DNA 分子,后一比值相同,A 项错误;DNA 分子中,C 和 G 之间有 3 个氢键,A 与 T之间有 2 个氢键,则 C 与 G 的含量越高,DNA 稳定性越高。
3、因此前一个比值越大,C 与 G 的含量越低,双链 DNA 分子的稳定性越低,B 项错误;当两个比值相同时,这个 DNA 分子可能是双链,也可能是单链,C项错误;经半保留复制得到的 DNA 分子,后一比值等于 1,D 项正确。3.(2018 浙江省 3 月超级全能生考试)下列关于埃弗里所做的肺炎双球菌离体转化实验的叙述,错误的是( )A.实验结果可证明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质B.S 型肺炎双球菌是利用宿主细胞中的核糖体合成自身的蛋白质C.实验方法是设法分开 DNA 和蛋白质,然后让其单独作用进行对比D.该实验是通过观察培养基上形成的不同菌落特征来判断转化是否成功的答案 B解析 埃
4、弗里及其同事做的肺炎双球菌的转化实验证明,噬菌体的遗传物质是 DNA,而不是蛋白质,A项正确;S 型肺炎双球菌是利用自身的核糖体合成自身的蛋白质的,B 项错误;实验思路是将 S 菌的DNA 和蛋白质分开,然后让其单独作用进行对比,C 项正确;该实验是通过观察培养基上形成的不同菌落特征来判断转化是否成功的,D 项正确。4.用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验,其过程和结果如图所示。下列关于该实验的叙述错误的是( )2A.该实验说明 R 型菌是无毒的B.该实验说明 R 型菌在一定条件下可转化为 S 型菌C.加热杀死的 S 型菌无致死性是因为其蛋白质已变性失活D.在一定条件下 R 型菌实现转化是因
5、为其发生了基因突变答案 D解析 注射 R 型细菌到小鼠体内,小鼠存活,说明 R 型细菌无毒,A 项正确。将加热杀死的 S 型细菌和R 型细菌混合,能够重新出现 S 型细菌,说明在一定条件下 R 型细菌能被 S 型细菌中的某种物质转化,B项正确。加热杀死 S 型细菌,S 型细菌的毒性消失,说明其表达毒性的相应蛋白质类物质失活变性,C项正确。一定条件下,R 型转化为 S 型细菌是基因重组,D 项错误。5.科学家赫尔希和蔡斯以噬菌体为实验材料,进行了一系列实验。如图为用 32P 标记的 T2噬菌体侵染大肠杆菌(T 2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验,下列叙述错误的是( )A.锥形瓶中的培养液是
6、用来培养大肠杆菌的,其内的营养成分中不含 32PB.测定发现在搅拌、离心后的悬浮液中含有 0.8%的放射性,可能的原因是培养时间较短,有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌,仍存在于培养液中C.当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌、离心后的悬浮液中也有放射性,最可能的原因是复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来D.在培养基中加入用 32P 标记的脱氧核苷酸作为合成 DNA 的原料,再接种 T2噬菌体,其体内的 DNA 会被标记上 32P答案 D解析 锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,其内的营养成分中不含 32P,A 项正确。测定发现在搅拌、离心后的悬浮液中含有 0.8%的放射性,可能的原因是培养
7、时间较短,有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌,仍存在于培养液中,B 项正确。当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌、离心后的悬3浮液中也有放射性,最可能的原因是复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来,C 项正确。T 2噬菌体必须寄生在活细胞中,不能用培养基培养,D 项错误。6.在一对等位基因中,一定相同的是( )A.氢键数目 B.碱基数目C.遗传信息 D.基本骨架答案 D解析 等位基因是通过基因突变形成的,基因中碱基对数目和排列顺序可能不同,氢键数目也可能不相同,所携带的遗传信息不同,A、B、C 项错误;等位基因都是有遗传效应的 DNA 片段,都以磷酸、脱氧核糖交替排列形成基本骨架,D 项正确。7
8、.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下 4 个实验:S 型菌的 DNA+DNA 酶加入 R 型菌注射入小鼠;R 型菌的 DNA+DNA 酶加入 S 型菌注射入小鼠;R 型菌+DNA 酶高温加热后冷却加入 S 型菌的 DNA注射入小鼠;S 型菌+DNA 酶高温加热后冷却加入 R 型菌的 DNA注射入小鼠。以上 4 个实验中小鼠存活的情况依次是( )A.存活、死亡、存活、存活B.存活、死亡、死亡、存活C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、存活、存活、死亡答案 A解析 S 型菌的 DNA+DNA 酶,DNA 被水解,对后面加入的 R 型菌没有转化作用,R 型菌无毒,注射入小鼠体内,小鼠存活;R
9、 型菌的 DNA+DNA 酶,R 型菌的 DNA 被水解,但不影响 S 型菌起作用,注射后小鼠死亡;高温杀死 R 型菌,加入 S 型菌的 DNA 无转化对象,小鼠存活;高温杀死 S 型菌,加入 R 型菌的 DNA 不影响小鼠存活。8.下列关于噬菌体侵染细菌实验、肺炎双球菌转化实验的叙述,正确的是( )A.噬菌体侵染细菌实验证明了 DNA 是主要的遗传物质B.噬菌体侵染细菌实验中,T 2噬菌体的 DNA 是用 32P 直接标记的C.S 型菌的 DNA 经 RNA 酶处理后,不能使活的 R 型菌转化成 S 型菌D.肺炎双球菌活体转化实验,可推测转化因子存在于 S 型菌中且有较高的热稳定性答案 D解
10、析 噬菌体侵染细菌实验证明 DNA 是遗传物质,并没有证明 DNA 是主要的遗传物质,A 项错误。噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此 T2噬菌体的 DNA 是不能用 32P 直接标记的,B 项错误。根据酶的专一性原理,RNA 酶不能水解 DNA,因此 S 型菌的 DNA 经 RNA 酶处理后没有发生变化,仍能将 R 型细菌转化为 S 型细菌,C 项错误。肺炎双球菌活体转化实验,将加热杀死的 S 型细菌与 R 型细菌混合后注入小鼠体内,小鼠死亡,且在死亡小鼠中分离出 S 型细菌,由此可推测转化因子存在于 S 型菌中且有较高的热稳定性,D 项正确。9.如图表示 DNA 分子的
11、某一片段的平面图解,据图判断下列叙述正确的是( )4A.S 为核糖B.两条链为正向平行关系C.两条链的 A+T 含量相等D.DNA 分子如果 A+T 含量高,则 DNA 分子的稳定性髙答案 C解析 S 为脱氧核糖,A 项错误。两条链反向平行,B 项错误。设 DNA 分子中,一条链中的 A、T 数量分别用 A1、T 1表示,另一条链中的 A、T 数量分别用 A2、T 2表示,根据碱基互补配对原则可知,A1=T2、T 1=A2,因此 A1+T1=A2+T2,即两条链的 A+T 含量相等,C 项正确。A 和 T 之间有 2 个氢键,C 和 G之间有 3 个氢键,因此 DNA 分子中 C 和 G 的含
12、量越高,DNA 分子越稳定,D 项错误。10.下图为某同学在学习 DNA 的结构后制作的含有两个碱基对的 DNA 片段(“”代表磷酸基团),下列为几位同学对此图的评价值得肯定的是( )A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”B.乙说:“只有一处错误,就是 U 应改为 T”C.丙说:“至少有三处错误,其中核糖应改为脱氧核糖”D.丁说:“如果说他画的是 RNA 双链则该图就是正确的”答案 C解析 DNA 中含有的戊糖应为脱氧核糖,而不是核糖;不含碱基 U,而是含碱基 T;两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确,应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键。倘若为 RNA,则
13、 RNA 一般为单链,即使呈现双链,其外侧也不该表现为磷酸基团与磷酸基团之间直接相连。故丙值得肯定。二、非选择题11.如图是 DNA 双螺旋结构模型的建构过程图解(15),请据图探讨相关问题。(1)物质 1 是构成 DNA 的基本单位,与 RNA 的基本单位相比,两者成分方面的差别是 。图 2 化学键为 。 (2)图 3 和图 4 中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链,如果 DNA 耐高温的能力越强,则 (填“GC”或“AT”)碱基对的比例越高。 5(3)RNA 病毒相比 DNA 病毒更容易发生变异,请结合图 5 和有关 RNA 的结构说明其原因: 。 (4)图 5 中的 DNA 分子片段中,游离
14、的磷酸基团有 个,若大肠杆菌的 DNA 分子的碱基 G 为 x 个,占其碱基总量的比例是 y,则该 DNA 分子的碱基之间的氢键数目是 。 答案 (1)物质 1 中的五碳糖是脱氧核糖,特有的碱基是 T,而 RNA 的基本单位中的五碳糖是核糖,特有的碱基是 U 磷酸二酯键 (2)GC (3)DNA 的双螺旋结构较 RNA 单链结构更稳定 (4)2 (1+1/y)x解析 (1)DNA 与 RNA 相比,主要区别是 DNA 中的五碳糖是脱氧核糖,特有的碱基是 T,而 RNA 的基本单位中的五碳糖是核糖,特有的碱基是 U。DNA 分子中,两个脱氧核苷酸分子之间通过磷酸二酯键相连。(2)DNA 分子中氢
15、键越多,DNA 分子越稳定,CG 之间有 3 个氢键,AT 之间有 2 个氢键。(3)DNA 分子是双链螺旋结构,其结构稳定性较强,而 RNA 一般是单链结构,更容易发生变异。(4)由于每条 DNA单链中含有 1 个游离的磷酸基团,故图中 DNA 分子片段中,游离的磷酸基团有 2 个。该 DNA 分子中鸟嘌呤数目为 x,因此 GC 碱基对为 x,腺嘌呤=胸腺嘧啶=(x/y-2x)2,由于 GC 碱基对之间的氢键是 3 个,AT 碱基对之间的氢键是 2 个,因此 DNA 分子的碱基之间的氢键数是 3x+(x/y-2x)22=(1+1/y)x。12.欲探究禽流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RN
16、A,请根据以下提供的实验材料与用具,提出实验思路,预测实验结果并进行分析。材料用具:显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA 酶、RNA 酶等。(说明:活鸡胚的培养方法不做要求)(1)实验思路: 。 (2)预测实验结果及结论: 。 (3)从注射的物质看,该实验所依据的生物学原理是 。从实验结果的检测看,该实验所依据的生物学原理是 。 答案 (1)实验过程中可设计两组实验,即 A 组和 B 组,用显微注射技术,向 A 组活鸡胚细胞中注射适量的禽流感病毒的核酸提取物与 DNA 酶;向 B 组活鸡胚细胞中注射等量的禽流感病毒的核酸提取物与 RNA 酶(2)若 A 组活鸡胚中有禽流感病毒产生
17、,B 组中没有禽流感病毒产生,则禽流感病毒的遗传物质是 RNA;若 A 组活鸡胚中无禽流感病毒产生,B 组中有禽流感病毒产生,则禽流感病毒的遗传物质是DNA(3)酶具有专一性 核酸控制生物的性状6解析 (1)本实验的目的是探究禽流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA,因此实验过程中可设计两组实验,即 A 组和 B 组,用显微注射技术,向 A 组活鸡胚细胞中注射适量的禽流感病毒的核酸提取物与DNA 酶;向 B 组活鸡胚细胞中注射等量的禽流感病毒的核酸提取物与 RNA 酶。(2)若 A 组活鸡胚中有禽流感病毒产生,B 组中没有禽流感病毒产生,则说明禽流感病毒的核酸提取物能被 RNA 酶降解,禽流感病毒的遗传物质是 RNA;若 A 组活鸡胚中无禽流感病毒产生,B 组中有禽流感病毒产生,则说明禽流感病毒的核酸提取物能被 DNA 酶降解,禽流感病毒的遗传物质是DNA。(3)从注射的物质看,该实验所依据的生物学原理是酶具有专一性,即 DNA 酶能分解 DNA,而 RNA酶能分解 RNA。从实验结果的检测看,该实验依据的生物学原理是核酸控制生物的性状。
