高二生物《遗传的物质基础》知识点总结及练习题含答案

高二生物《遗传的物质基础》知识点总结及练习题
一、DNA是主要的遗传物质
1.肺炎链球菌分两种，一种细菌的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑叫作S型细菌；另种细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙叫作R型细菌；在这两种细菌中，S型细菌可以使人或小鼠患肺炎，小鼠并发败血症，是有致病性的，当它侵染人体后不容易被人体吞噬细胞吞噬。

R型细菌不能引发上述症状，无致病性。

2.格里菲思从第四组实验的小鼠体中分离出了有致病性的S型活细菌，而且其后代也是有致病性的S型细菌，这表明无致病性的R型活细菌在与加热杀死的S型活细菌混合后，转化为有致病力的S，而且这种性状是可以遗传的。

格里菲思推论:型细南混合后，转化为有致病性的在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质即“转化因子”，将无致病性的R型活细菌转化为有致病性的S型细菌，这个过程属于基因重组，由无荚膜R型菌转化成有荚膜的S型菌，这个荚膜的合成体现了基因通过控制酶的合成控制代谢从而控制生物的性状。

3.证明DNA是遗传物质，赫尔希和蔡斯的实验设计思路是：设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。

4.艾弗里等人将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物，将细胞提取物加入有R型活细菌的培养液中，能出现S型活细菌。

在细胞提取物中用DNA酶处理后，细胞提取物失去了转化活性。

艾弗里得出的结论是DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

5.T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA，T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在噬菌体遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。

其中蛋白质外壳所需的氨基酸来自于大肠杆菌，合成蛋白质外壳的核粒体来自于大肠杆菌。

当肺炎链球菌侵入人体后，利用人体的氨基酸合成蛋白质，合成蛋白质时所用的核糖体来自于肺炎链球菌。

6.实验中分别需要蛋白质外壳含3s的噬菌体或DNA中含3P的噬菌体，培养方法分别是用含有放射性同位素35S或放射性同位素32P的培养基分别培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌分别培养T,噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。

7.用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心。

搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现，用35S标记的一组感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中，原因是35S外壳没有进人细菌的内部，因此放
射性主要在上部，可能有一部分35S 的外壳和大肠杆菌没有分开，被带到试管底部使沉淀物中含有少量的放射性；用32P 标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中，原因是噬菌体的DNA注人到大肠杆菌内部，上部有一些放射性的原因可能保温时间短，一部分含有32P的噬菌体还没有把DIN注人到大肠开菌内部，也可能是时间过长含32P的噬菌体已经释放出来，使上清液中有少部分的放射性，实验表明DNA是遗传物质。

8.RNA是遗传物质的证据，提取烟草花叶病毒的蛋白质不能使烟草感染病毒;提取烟草花叶病毒的RNA能使烟草感染病毒。

二、DNA的分子结构
1、DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

2、构成DNA公字分子的基本骨架脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧；碱基排列在内侧。

3、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律: A (腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对:C (鸟嘌呤) 一定与C (胞嘧啶)配对。

碱基这种一一对应的关系叫作碱基互补配对原则，通过这原则保证了遗传信息传递的准确性。

三、DNA的复制
1.沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说，DNA分子复制方式被称作半保留复制。

2.1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，证实了DNA是以半保留方式复制的。

3. DNA的复制时间是有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。

4.复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫做解旋。

然后，以解开的每一条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。

同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。

新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。

5. DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，DNA分子的复制特点是半保留复制，复制的条件是需要模板、原料、能量和酶等，复制过程中DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行。

6. DNA复制的意义是将遗传信息从亲代细胞传给了子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。

一、选择题
1．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，如图表示相关实验。

下列相关叙述错误的是（）
A．图1中加热杀死的S型细菌的DNA仍具有活性
B．S型细菌的DNA进入到R型细菌后，R型细菌发生基因重组
C．图2中用35S标记T2噬菌体，上清液中的放射性较高
D．图2中细胞外出现32P是由于保温时间过长，子代噬菌体释放
【答案】D
【解析】图1中加热杀死的S型细菌的DNA仍具有活性，才能转化R型细菌，A正确；S型细菌的DNA进入到R型细菌后，R型细菌活动了S型细菌的DNA，则发生了基因重组，B正确；用35S标记T2噬菌体的蛋白质，蛋白质外壳没有进入细胞，搅拌离心后上清液中的放射性较高，C正确；图2中被侵染细菌的存活率曲线基本保持在100％，表明细菌没有裂解，无子代噬菌体释放，D错误。

2．1928年格里菲思和1944年艾弗里分别进行了肺炎链球菌的体内和体外转化实验，1952年赫尔希和蔡斯开展了噬菌体侵染细菌的实验，并进一步观察了子代噬菌体的放射性标记情况。

经过了近30年多位科学家的努力，证明了DNA就是遗传物质，下列有关说法正确的是（）
A．肺炎链球菌体内和体外转化实验都用到了自变量控制中的“减法原理”
B．噬菌体侵染细菌实验中用到的细菌也是肺炎链球菌
C．格里菲思体内转化实验证明了R型菌转化成S型菌是因为S型菌的DNA
D．赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质
【答案】D
【解析】格里菲思的肺炎链球菌转化实验，将加热杀死的S型菌加入R型活菌，用到了“加法原理”，艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物，是人为的去除某种因素的影响，体现了“减法原理”，A错误；噬菌体侵染细菌实验中用到的细菌是大肠杆菌，B错误；格里菲思体内转化实验证明了R型菌转化成S型菌是因为S型菌有转化因子，没有证明转化因子是DNA，C错误；赫尔希和蔡斯对噬菌体进行不同元素的同位素标记实验，通过对比证明了DNA是噬菌体的遗传物质，D正确。

3．“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，不同个体间存在串联数目的差异，表
现出高度的个体特异性。

“小卫星DNA”中有一小段序列在所有个体中都一样，称为“核心序列”。

若把“核心序列”串联起来作为分子探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱，被称作“DNA指纹”。

下列叙述错误的是（）
A．“DNA指纹”中杂交带的位置在亲子代中不会发生变化
B．不同个体的“小卫星 DNA”中嘌呤碱基所占比例相同
C．利用同一个体的不同组织细胞得到的“DNA指纹”相同
D．不同个体的“小卫星DNA”中的“核心序列”碱基排序相同
【答案】A
【解析】“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，不同个体间存在串联数目的差异，表现出高度的个体特异性，所以“DNA指纹”中杂交带的位置在亲子代中会发生变化，A错误；DNA符合碱基互补配对原则，“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，则不同个体的碱基比例都相同，所以不同个体的“小卫星 DNA”中嘌呤碱基所占比例相同，B正确；同一个体的所有细胞都来源于相同的受精卵，则同一个体的不同组织细胞得到的“DNA指纹”相同，C正确；“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，则不同个体的“小卫星DNA”中的“核心序列”碱基排序相同，D正确。

4．下列有关生物体内DNA分子碱基比例的叙述，错误的是（）
A．同源染色体上的两DNA分子（A+T）/（G+C）的值互为倒数
B．不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G）/（T+C）的值一般相同
C．同一个体的不同细胞中，DNA分子的（A+T）/（G+C）的值可能不相同
D．若DNA的一条链中（A+G）/（T+C）=0.5，则其互补链中（A+G）/（T+C）=2
【答案】A
【解析】DNA分子具有特异性，同种生物不同个体DNA分子一般不同，即使是同源染色体上的两个DNA分子也未必相同，即DNA分子的（A+T）/（G+C）的值一般不同，且无直接关系，A错误；不同种生物的不同细胞中DNA分子一般为双链结构，在双链DNA分子中，A=T，G=C，因此，不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G）/（T+C）的值一般相同，都是1，B正确；DNA分子具有特异性，因此，同一个体的不同细胞中，DNA分子的（A+T）/（G+C）的值可能不相同，C正确；双链DNA分子中，A1=T2，G1=C2，一条链中（A+G）/（T+C）=0.5，另一条链中（T+C）/（A+G）=0.5，故其互补链中（A+G）/（T+C）=2，D正确。

5．“嘧啶型”三螺旋DNA由三条链组成，如图所示，中间一条链全部由嘌呤组成，两侧的链全部由嘧啶组成，即组成三链DNA的每条链全部由同类碱基组成，嘌呤链与其中一条嘧啶链组成双螺旋，第三条嘧啶链
缠绕到双螺旋的大沟上。

下列相关叙述错误
．．的是（）
A．该三螺旋DNA含三个游离的磷酸基团
B．组成该DNA的碱基中嘧啶数等于嘌呤数
C．用DNA解旋酶可以打开该结构中的氢键
D．三螺旋的出现可能会导致基因无法被复制
【答案】B
【解析】每一条脱氧核苷酸链上有一个游离的磷酸基团，该三螺旋DNA含三个游离的磷酸基团，A正确；“嘧啶型”三螺旋DNA由三条链组成，组成该DNA的碱基中嘧啶更多，B错误；解旋酶能将氢键打开，DNA解旋酶可以打开该结构中的氢键，C正确；若三螺旋出现在DNA某部位，可能会影响该部位基因无法被复制，D 正确。

6．叶绿体DNA分子呈环状，在该DNA分子上有两个复制起点，同时在起点处解旋并复制，其过程如下图。

下列叙述正确的是（）
A．图中DNA分子复制过程需要解旋酶和RNA聚合酶
B．图中DNA分子复制是边解旋边复制的
C．图中新合成的两条脱氧核苷酸链的序列相同
D．图中两起点解旋后均以两条链为模板合成子链
【答案】B
【解析】图中DNA分子复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；图中为环状DNA，DNA分子复制是边解旋边复制的，B正确；图中新合成的两条脱氧核苷酸链的序列不同，是互补的，C错误；结合图示可知，图中两起点解旋后是以一条链为模板合成子链，D错误。

7．科学家通过调整G，C、A、T的分子结构，创造出Z、P、S、B四种新的碱基，且Z—P、S—B均通过三
个氢键配对，他们还合成了含8种碱基的DNA，在自然界中该DNA无法完成自我延续和表达。

下列说法错误
．．的是（）
A．自然环境中可能缺少该DNA复制所需的DNA聚合酶
B．该含8种碱基的DNA是具有遗传效应的基因片段
C．四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的信息量增大
D．含a个碱基对的该DNA中含有b个腺嘌呤，则该DNA中氢键数为3a-b
【答案】B
【解析】DNA分子复制时需要DNA聚合酶催化单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的子链上，在自然界中该DNA无法完成自我延续和表达，即无法完成复制过程，可能是因为缺少该DNA复制所需的DNA聚合酶，A正确；基因是有遗传效应的核酸片段，该DNA无法完成自我延续和表达，故不属于基因片段，B错误；四种新碱基的加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列的可能性由4n变为8n，故同样长度的DNA能储存的信息量增大，C正确；由于A-T之间有2个氢键，而C-G、S-B、P-Z之间都有3个氢键，因此含a个碱基对的该DNA分子中含有b个腺嘌呤，即A=T=2b，其余碱基对个数=（2a-2b）/2=a-b，则该DNA分子中氢键个数为（a-b）×3+2b=3a-b，D正确。

8．下图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，相关描述正确的是（）
A．一个细胞周期中，c处化学键可能多次断裂、生成
B．模型中d处小球代表磷酸，它和脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架
C．DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
D．DNA分子上不具有遗传效应的片段一般不能遗传给下一代
【答案】A
【解析】据图可知，c处表示碱基之间的氢键，DNA复制是会断裂和生成，一个细胞周期中，分裂间期存在DNA复制，因此c处化学键可能多次断裂、生成，A正确；模型中d处小球代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接分布在DNA的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B错误；DNA的两条链反向平行是指一条链是从3'→5'，另一条是从5'→3'，但a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列并不相同，C错误；DNA分子上不具有遗传效应的片段不是基因，无论基因还是非基因片段，都可以通过减数分裂遗传给下一代，D错误。

二、非选择题
9．某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状，豁眼雌禽产蛋能力强；羽色受两对等位基因控制，其中H（h）
基因位于Z染色体的非同源区段，基因H控制蓝色物质的合成，基因G位于常染色体上控制黄色物质的合成，白色个体不含显性基因，蓝色物质和黄色物质能结合形成绿色。

豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a 控制，且W染色体上没有其等位基因。

分析回答下列问题：
(1)基因H与G的本质区别是____________________________。

(2)绿色雌禽的基因型为______________；杂合蓝色禽家与异性杂合黄色家禽杂交，则子代中绿色雌禽所占的比例为______________。

(3)假设M/m基因位于常染色体上，m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼，而MM和Mm 对个体眼睛的表型无影响。

以此推测，在考虑M/m基因的情况下，若两只表型均为正常眼的亲本交配，其子代中出现豁眼雄禽，则亲本雌禽的基因型为______________，子代中豁眼雄禽可能的基因型有
______________。

(4)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽，请确定一个合适的杂交组合，写出杂交组合和预期结果，要求标明亲本和子代的表型及基因型______________。

【答案】(1)碱基（脱氧核苷酸）的排列顺序不同
(2) GGZ H W或GgZ H W 1/8
(3) mmZ a W、 MmZ a Z a、mmZ a Z a
(4)杂交组合：豁眼雄禽（Z a Z a）×正常眼雌禽（Z A W）
预期结果：子代中的雌禽均为豁眼（Z a W）、雄禽均为正常眼（Z A Z a）
【解析】（1）基因时有遗传效应的DNA片段，碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性，因此基因H 与G的本质区别是碱基的排列顺序不同。

（2）由题干信息可知蓝色物质和黄色物质能结合形成绿色，基因H控制蓝色物质的合成，基因G控制黄色物质的合成，因此绿色雌禽的基因型为GGZ H W或GgZ H W；杂合蓝色禽家（基因型为ggZ H Z h）与异性杂合黄色家禽（基因型为GgZ H W）杂交，子代中绿色雌禽（基因型为GgZ H W）所占的比例为1/2×1/4=1/8。

（3）依题意可知：m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼，而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。

两只表现型均为正常眼的亲本交配，其子代中出现豁眼雄禽Z a Z a，这说明子代中还存在正常眼雄禽（Z A Z-），所以亲本雌禽必然含有Z a，进而推知该亲本雌禽的基因型为mmZ a W，亲本雄禽的基因型为MMZ A Z a 或MmZ A Z a或mmZ A Z a，子代中豁眼雄禽可能的基因型包括MmZ a Z a、mmZ a Z a。

（4）豁眼雌禽产蛋能力强，因此可使子代雌禽全为豁眼Z a W，雄禽为正常眼Z A Z-，因此所选亲本基因型为Z A W×Z a Z a。

即杂交组合：豁眼雄禽（Z a Z a）×正常眼雌禽（Z A W）预期结果：子代中的雌禽均为豁眼（Z a W）、雄禽均为正常眼（Z A Z a）
三、试验题
10．科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素标记技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。

组别1组2组3组4组
培养液中唯一氮源14NH4Cl ？14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数多代多代一代两代
培养产物 A B B的子一代B的子二代
操作提取DNA并离心
离心结果仅为轻带（14N/14N）仅为重带（15N/15N）
仅为中带
（15N/14N）1/2轻带（14N/14N）1/2中带（15N/14N）
请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌 B，必须经过多代培养，且培养液中的 _____是唯一氮源。

(2)综合分析本实验的 DNA 离心结果，第_____组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第_____组的结果进行比较，才能说明 DNA分子的复制方式是_____。

(3)分析讨论：
①若子 I 代 DNA 的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则可判断 DNA 分子的复制方式是_____复制。

②若将子 I 代 DNA 双链分开后再离心，其结果是_____（选填“能”或“不能”）判断 DNA 的复制方式。

③若在同等条件下将子二代继续培养，子四代 DNA 离心的结果是：_____。

④若某次实验的结果中，子 I 代 DNA 的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的 DNA 单链中的 N 尚有少部分为_____。

【答案】(1)15NH4Cl
(2) 3 1、2 半保留复制
(3) 全保留不能 1/8 中带，7/8 轻带15N
【解析】（1）要得到DNA中的15N全部被标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，且培养液中的以15NH4Cl作为唯一氮源，这样经过多代培养后可获得只含15N标记的DNA分子。

（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第3组结果对得到半保留复制的结论起到了关键作用，但需把它与第1组和第2组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制，因为只有半保留复制才能
得到第3组所示的结果，若为全保留复制则不会得到3组的结果。

（3）①全保留复制是指母链DNA分开，分别复制形成两条子链DNA，此后，两条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。

若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于亲代，“轻带”DNA是新和成的，据此可判断DNA分子的复制方式是全保留复制。

②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，则会因为无法判断亲代DNA链的来源，因而不能判断DNA的复制方式。

③将子Ⅱ代继续培养，子四代共有16个DNA分子，其中有两个为14N/15N-DNA，其余全部为14N/14N-DNA，即离心的结果为1/8 中带，7/8 轻带。

④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA 单链中的N尚有少部分为15N，因而导致子代DNA分子之间相对分子质量有差距。