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第3章习题课题型1证明遗传物质的经典实验【例】下列有关遗传物质探究实验的相关叙述，正确的有()①格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型菌的DNA将无毒的R型菌转化为有毒的S型菌②赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验过程：标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性③赫尔希和蔡斯的实验可同时用32P和35S标记噬菌体，仅通过一组实验就能证明DNA是遗传物质④赫尔希和蔡斯的实验是分别用含有32P和35S的培养基培养噬菌体再侵染大肠杆菌⑤肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是主要的遗传物质A.一个B.两个C.三个D.四个A[变式1]某人在琼脂固体培养基上利用肺炎双球菌做了系列实验，实验结果如下图所示。相关叙述不正确的是()A．与R型菌混合前必须将加热杀死的S型菌慢慢冷却B．该实验能够证明加热杀死的S型菌体内有某种物质仍然具有生理活性C．该实验证明了S型菌体内的DNA是遗传物质D．第1、2、3组实验是该实验的对照组C解析：A.与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却，以防止高温杀死R型菌。B.加热杀死的S型菌与正常的R型菌混合，培养出现了S型菌落；C.该实验只能证明S型菌体内存在某种物质(即转化因子)能使正常R型菌转化成S型菌，但不能确定该转化因子究竟是何种物质，因为加热杀死的S型菌中既有DNA又有蛋白质和荚膜多糖；D.第1组和第2组分别体现了R型菌和S型菌菌落的形态，第1组还说明了R型菌不可能自己变异成S型菌，第3组作为对照，说明了加热杀死的S型菌不会死而复生，第4组加热杀死的S型菌与正常R型菌混合培养，出现了S型菌，在第1、2、3组的对照下，说明出现的S型菌既不是R型菌变异而来，也不是加热杀死的S型菌死而复生，只可能是加热杀死的S型菌体内存在的某种物质(即转化因子)使部分正常R型菌转化成S型菌。[变式2]某生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析不正确的是()A．理论上，b中不应具有放射性B．b中放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关C．若b中具有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质C解析：用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在细菌外。搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，沉淀物b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则沉淀物b中不含放射性。本实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质。沉淀物b中理论上不具有放射性，与①过程中培养时间的长短无关。[变式3]艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，②放射性同位素标记法。有关叙述正确的是()A．两者都运用了①和②B．前者运用了①，后者运用了②C．前者只运用了②，后者运用了①和②D．前者只运用了①，后者运用了①和②解析：艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的设计思路都是设法将DNA与蛋白质区分开，单独的、直接地研究它们在遗传中的作用，后者还运用了放射性同位素标记法。D题型2DNA分子的结构及碱基比率计算A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链【例】DNA的一条链中，（G+T）/（A+C）=2，（A+T）/（G+C）=0.5，则该DNA分子中另一条互补链上同样的碱基比例分别为：（）A.2和2B.0.5和0.5C.2和0.5D.0.5和2BA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链G1C2T1A2A1T2C1G2DNA双链1链2链2：12：11：21：2A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链[变式1]在一个DNA分子中，A与T之和占全部碱基总数的42%，若其中一条链的C占该链碱基总数的24%，T占30%，则另一条链上C、T分别占该链碱基总数的（）A.34%、12%B.42%、12%C.58%、34%D.34%、30%A42%42%58%24%34%30%12%12%34%42%？？[变式2]某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子()A.另一条链上含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶3∶2∶1B.四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7C.碱基排列方式共有4100种D.含有4个游离的磷酸基B1:2:3:41:2:3:4ATTAGCCG2链1链1链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，2链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中，A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7解析：该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条链A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，A错误整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，B正确；该DNA分子含有100个碱基对，30个A-T碱基对，70个G-C碱基对，碱基排列方式小于4100种，因为若A-T、G-C碱基对数不定则碱基排列方式为4100种，C错误；一个DNA分子由两条DNA链组成，含2个游离的磷酸基，D错误。必须关注的DNA分子结构的五个关键点（1）DNA分子的特异性是由碱基对特定的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有两种A-T、C-G。（2）并不是所有的脱氧核糖都连两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连一个磷酸基团。（3）双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。（4）每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。（5）在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。题型3DNA复制及相关计算DNA复制为半保留复制，若将一个亲代DNA分子复制n代，则(1)子代DNA分子数为2n个①含有亲代链的DNA分子数为2个;②含子代链的DNA有2n个；③只含子代链的DNA分子数为(2n－2)个;④只含亲代链的DNA分子数为0个。(2)子代脱氧核苷酸链数为2n＋1条①亲代脱氧核苷酸链数为2条;②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n＋1－2)条。(3)消耗脱氧核苷酸数若1个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则：①复制n次需要消耗该种脱氧核苷酸数为m×(2n－1)。②第n次复制需要消耗该某种脱氧核苷酸数为(m×2n－m×2n－1)＝m×2n－1。做题时要看准是“含”还是“只含”；是“DNA分子数”，还是“链数”；是“复制n次”，还是“第n次复制”。【例】将15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中,让其复制三次,则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）A．1/2，7/8、1/4B．1/4，1、1/8C．1/4，7/8、1/8D．1/8，1、1/8B亲代第一代第二代第三代15N/15N15N/14N14N/15N15N/14N14N/15N15N/14N14N/14N14N/14N14N/14NDNA半保留复制图解分析14N/14N14N/14N14N/14N14N/14N14N/14N14N/15N[变式1]用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含15N和14N，c只含14N。下图中有关这三种DNA分子的比例正确的是()D解析：1个DNA分子连续繁殖4代，形成16个子代DNA分子，其中有两个DNA分子含一条母链和一条新合成的子链(15N/14N)，其他14个DNA分子中两条链都是新合成的(14N/14N)，故选D[变式2]某含1000个碱基对的DNA分子双链均被标记，其中腺嘌呤400个，将该DNA分子置于不带标记的培养基中连续复制3次，则下列叙述错误的是()A．子代DNA分子中带放射性标记的占总数的1/4B．带放射性标记的DNA分子只有一条链被标记C．第3次复制需要消耗鸟嘌呤2400个D．子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占1/4DATTAGCCG400个400个600个600个DNA分子双链中含1000个碱基对=2000个碱基对第3次复制需要消耗鸟嘌呤：m×2n－1=600×23－1=2400解析：亲代DNA分子两条链均被标记，连续复制3次共得到8个DNA分子，其中有2个带有标记，A正确；因为DNA分子为半保留复制，所以带标记的DNA分子中只有一条链被标记，B正确；1个DNA分子中A、T均为400个，则G、C各600个，第3次复制，需要消耗G的数量为：m×2n－1=600×23－1=2400(个)，C正确；1个DNA分子有2条脱氧核苷酸链，子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占2/16＝1/8，D错误。[变式3]将一个不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，碱基数目为n)放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养一段时间后，检测到a、b两种类型的DNA如图所示(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。预测该实验的结果为()A.第一次复制产生的DNA全为b类型B.第二次复制产生的DNA中两种类型都有，且a、b比例为1∶3C.若DNA含有a个胸腺嘧啶，则复制m次需要的胞嘧啶的数目为(2m－1)(n－a)/2D.复制m次产生放射性的脱氧核苷酸链数为2m＋1－2D(2m－1)(n-2a)/2ATTAGCCGa个a个(n-2a)/2个(n-2a)/2个解析：因DNA复制为半保留复制，故第一次复制产生的DNA全为a类型，A错误；第二次复制产生的DNA有a、b两种类型，且比例为1∶1，B错误；该DNA碱基数目为n，若T为a个，则一个DNA分子中含有的C的数目是(n－2a)/2，因此复制m次共需要C的数目为(2m－1)(n－2a)/2，C错误；复制m次后，脱氧核苷酸链数为2×2m，即2m＋1，其中只有2条不含放射性，故含有放射性的脱氧核苷酸链数为2m＋1－2，D正确。[变式4]若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体()A．一定有35S，其中有1个含有32PB．一定有35S，其中有2个含有32PC．一定有32P，其中有1个含有35SD．一定有32P，其中有2个含有35SB解析：噬菌体侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内部的是（1个32P标记）DNA，蛋白质外壳留在大肠杆菌外面，侵入内部后，以大肠杆菌为场所，利用大肠杆菌的酶和原料（35S标记的氨基酸），合成噬菌体的DNA和蛋白质。另外，DNA复制为半保留复制。因此，子代噬菌体的DNA中有2个含有32P，子代噬菌体的蛋白质一定有35S1．下图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是()A．构成DNA分子的基本单位是⑦B．解旋酶可以切断⑤C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键D．⑥构成DNA分子中基本骨架B解析：图中⑦是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④，A错误；解旋酶可以切断氢键⑤，将DNA解旋，B正确；复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而①②之间的键是同一个核苷酸内的化学键，C错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架，D错误。2．关于DNA分子结构与复制的叙述，正确的是()A．DNA分子中含有四种核糖核苷酸B．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基C．DNA复制不仅需要氨基酸做原料，还需要ATP供能D．DNA复制不仅发生在细胞核中，也可发生于线粒体、叶绿体D解析：DNA分子的基本单位是4种脱氧（核糖）核苷酸而不是核糖核苷酸，A错误；DNA分子左链末端和右链首端的脱氧核糖只连接一个磷酸，B错误；DNA复制所需的原料不是氨基酸，而是脱氧（核糖）核苷酸，C错误；真核生物中，DNA主要存在于细胞核，少量存在于细胞质，D正确。3．下列关于DNA结构及复制的叙述，正确的是()A．DNA的特异性由碱基的数目及空间结构决定B．DNA分子中一个磷酸可与两个核糖相连C．DNA分子的两条链均