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人教版高中生物必修二第3章基因的本质过关检测含答案
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第3章过关检测 (时间:90分钟 满分:100分) 一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,共50分) 1.人类探索遗传物质的过程是漫长的,直到20世纪初期,人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( ) A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性,并且能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息 答案C 解析不同生物的蛋白质在结构上存在差异,蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息。遗传物质要能控制生物的性状,而蛋白质与生物的性状密切相关。遗传物质要能储存大量的遗传信息,而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息,A、B、D三项均可作为判断蛋白质是遗传物质的理由。 2.科学的研究方法是取得成功的关键。下列关于人类探索遗传奥秘历程中的科学实验方法及技术的叙述,错误的是 ( ) A.孟德尔进行的豌豆杂交实验以及摩尔根进行的果蝇杂交实验均运用了假说—演绎法 B.格里菲思利用肺炎链球菌研究遗传物质时,运用了放射性同位素标记法 C.萨顿根据基因和染色体的行为存在平行关系,类比推理出基因位于染色体上 D.沃森和克里克研究DNA分子结构时,运用了建构物理模型的方法 答案B 3.下图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验。某同学据图总结出四个结论,其中正确的有( ) 图1 图2 ①甲处的噬菌体含有放射性 ②乙处的噬菌体一定不含放射性 ③图1能证明DNA是遗传物质,而不能证明蛋白质不是遗物物质 ④图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,能证明DNA是遗传物质 A.一项 B.两项 C.三项 D.四项 答案B 解析分析图1可知,大肠杆菌被放射性同位素32P或35S标记,所以甲处的噬菌体含有放射性,①正确;由于亲代噬菌体被32P标记,所以乙处噬菌体部分含放射性,②错误;由于图1中的大肠杆菌被32P或35S标记,而亲代噬菌体未被标记,所以图1不能证明DNA是遗传物质,也不能证明蛋白质不是遗传物质,③错误;图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,能证明DNA是遗传物质,④正确。 4.在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。下列是某同学根据上述实验,结合所学生物学知识所作出的推测,不合理的是( ) A.与R型细菌相比,S型细菌的毒性可能与多糖类的荚膜有关 B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成 C.加热致死的S型细菌,其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌 答案D 解析与R型细菌相比,S型细菌具有多糖类的荚膜,S型细菌有毒,故可推测S型细菌的毒性可能与多糖类的荚膜有关。S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后使R型细菌具有了S型细菌的性状,可知S型细菌的DNA能进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成。加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡,说明加热致死的S型细菌的蛋白质功能丧失,而加热致死的S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化,可知其DNA功能不受影响。将S型细菌的DNA经DNA酶处理后,DNA被水解为小分子物质,与R型细菌混合后,不能发生转化,故不能得到S型细菌。 5.用含32P和35S的培养基培养细菌,将1个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h,经检测共产生了64个子代噬菌体。下列叙述正确的是( ) A.32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质 B.子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性 C.DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32 D.噬菌体繁殖1代的时间约为1 h 答案B 解析磷脂也可以被32P标记,A项错误。子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的,故一定具有放射性,B项正确,C项错误。培养9 h产生了64个子代噬菌体,说明噬菌体繁殖了6代,故噬菌体繁殖1代的时间为1.5 h,D项错误。 6.下图表示科研人员探究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程,由此可以判断( ) A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA B.TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中 C.侵入烟草细胞的RNA含有A、T、G、C 4种碱基 D.RNA是TMV的主要遗传物质 答案A 解析水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开,A项正确。能将TMV的蛋白质接种到正常烟草细胞内,即TMV的蛋白质进入了烟草细胞中,B项错误。RNA包含A、U、G、C 4种碱基,C项错误。本实验证明RNA是TMV的遗传物质,而不能证明RNA是TMV的主要遗传物质,D项错误。 7.下图中甲、乙表示两种不同的植物病毒,经重组形成杂种病毒丙。病毒丙侵染植物细胞后,在植物细胞内增殖产生的子代病毒是( ) 答案D 解析杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的,核酸为遗传物质,所以子代病毒应与病毒乙相同。 8.在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤数为n。下列有关叙述正确的是( ) ①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m ②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2 ③1条链中(A+T)的数量为n ④G的数量为m-n A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②③ 答案D 解析在该DNA分子中,A=T,C=G,由此推出C=G=(m-2n)/2,又因C与G之间有3个氢键,A与T之间有2个氢键,故一共有氢键数为3×(m-2n)/2+2×n=(3m-2n)/2。 9.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在搅拌器中搅拌、离心,检测到上清液的放射性占15%,沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是( ) A.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌 D.32P标记了噬菌体的蛋白质外壳,离心后存在于上清液中 答案A 10.下列关于DNA分子结构与复制的叙述,正确的是 ( ) A.DNA分子中含有4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作原料,还需要ATP供能 D.DNA复制不仅发生在细胞核中,也发生于线粒体和叶绿体中 答案D 解析DNA分子中含有4种脱氧核苷酸,核糖核苷酸是RNA分子的基本组成单位。DNA分子两条链的末端的脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基。DNA复制的原料是脱氧核苷酸,蛋白质合成需要氨基酸作原料。DNA主要分布在细胞核中,此外,在线粒体和叶绿体中也有少量分布,因此DNA复制不仅发生在细胞核中,也发生于线粒体和叶绿体中。 11.λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如下图所示),该线性分子两端能够相连的主要原因是 ( ) A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同 答案C 解析分析题图中DNA两端单链的碱基序列可知,单链序列的碱基能够互补配对,从而使其DNA自连环化,C项符合题意。 12.下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法,错误的是 ( ) A.区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以依据碱基的比例和种类 B.双链DNA分子中碱基G、C含量越高,其结构稳定性相对越大 C.含有DNA的生物,其遗传物质是DNA,而不是RNA D.含有RNA的生物,其遗传物质是RNA,而不是DNA 答案D 解析组成DNA和RNA的碱基种类不完全相同,且双链DNA和双链RNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,因此区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以根据碱基的比例和种类。双链DNA分子中,C和G之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,因此碱基G、C含量越高,其结构稳定性相对越大。含有DNA的生物,其遗传物质是DNA,而不是RNA。含有RNA的生物,其遗传物质不一定是RNA,也可能是DNA。 13.下图中P和Q各表示某精原细胞的一段DNA分子,分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列叙述正确的是( ) A.P和Q来自同一条染色体上DNA分子的复制 B.P1和Q1的碱基序列和碱基种类一定相同 C.P'和Q'的分离发生在减数分裂Ⅰ后期 D.P'和Q'的形成常发生在四分体时期的非同源染色体之间 答案C 解析P和Q是分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体上的一段DNA分子,因此P和Q来自两个DNA分子,A项错误。同源染色体上相同位置可能存在相同基因或等位基因,因此P1和Q1的碱基序列可能相同也可能不同,B项错误。P'和Q'位于同源染色体上,而同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,C项正确。P'和Q'是同源染色体的非姐妹染色单体之间互换形成的,发生在四分体时期,D项错误。 14.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,错误的是( ) A.真核生物的染色体存在于细胞核中,原核生物的染色体存在于拟核中 B.基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因 C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性由碱基的排列顺序决定 D.染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有一个或两个DNA分子 答案A 解析原核生物没有染色体,A项错误。基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因,B项正确。一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性由碱基的排列顺序决定,不同的DNA分子其碱基排列顺序也不相同,C项正确。染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有一个或两个DNA分子,D项正确。 15.某男性X和其两任妻子M、N各生有一子,但均在战乱中走失。下图为X、M、N及4个孤儿的DNA指纹图,试判断M及N的孩子最可能是( ) A.M的孩子是b,N的孩子是c B.M的孩子是c,N的孩子是b C.M的孩子是d,N的孩子是a D.M的孩子是d,N的孩子是b 答案B 解析子女的遗传物质来自父方和母方,据DNA指纹图可知,b、c的DNA指纹各有与X相同的部分,说明他们可能是X的孩子,b的另一个指纹与N相同,c的另一个指纹与M相同,说明b、c可能分别是N和M与X所生的孩子。 16.下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述,错误的是( ) A.用35S标记的噬菌体进行实验时,若沉淀物的放射性较高,可能是搅拌不充分所致 B.用32P标记的噬菌体进行实验时,若上清液的放射性较高,可能是保温时间过长所致 C.为获得含35S和32P的噬菌体,可分别用含35S和32P的培养基培养未标记的噬菌体 D.噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力,是因为其蛋白质和DNA被完全分开 答案C 解析35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,用35S标记的噬菌体进行实验时,经过离心后,蛋白质外壳应该分布在上清液中,若沉淀物的放射性较大,可能是搅拌不充分所致,A项正确。32P标记的是噬菌体的DNA,用32P标记的噬菌体进行实验时,经过离心后,32P标记的DNA应该随着大肠杆菌分布在沉淀物中,若上清液的放射性较大,可能是保温时间过长,细菌裂解释放子代噬菌体所致,B项正确。噬菌体是病毒,不能在培养基中独立生存,因此为了获得含35S和32P的噬菌体,可分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌,再用被标记的大肠杆菌培养未标记的噬菌体,C项错误。噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力,是因为放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质,可以分别追踪它们的去向,D项正确。 17.1953年,沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型,两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于DNA分子双螺旋结构特点的叙述,正确的是 ( ) A.DNA分子由两条正向平行的链组成 B.DNA分子中A+T的数量一定等于 G+C的数量 C.磷酸和核糖交替连接,排列在外侧 D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 答案D 解析DNA分子由两条单链组成,这两条单链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构,A项错误。两条单链中对应的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律,A一定与T配对,G一定与C配对,但A+T的数量不一定等于G+C的数量,B项错误。脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C项错误。两条单链中对应的碱基通过氢键连接成碱基对,D项正确。 18.下列关于DNA分子的结构与复制的叙述,正确的是 ( ) A.含有m个腺嘌呤的DNA分子,复制n次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×2n-1个 B.在一个双链DNA分子中,A+T占碱基总数的30%,那么该DNA分子的每条链中的A+T都占该链碱基总数的30% C.每个DNA分子中,都是碱基数=磷酸基团数=核糖数=核糖核苷酸数 D.一般来说,DNA分子的热稳定性与G—C碱基对的含量呈负相关 答案B 解析含有m个腺嘌呤的DNA分子,复制n次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数是(2n-1)×m个,A项错误。由于DNA分子两条链上的碱基数量关系是A1=T2、T1=A2,因此双链DNA分子中,A+T占碱基总数的比例与每一条链上的该比例相等,B项正确。构成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,一分子脱氧核苷酸是由一分子的磷酸基团、一分子的脱氧核糖、一分子的碱基构成的,故碱基数=磷酸基团数=脱氧核糖数=脱氧核苷酸数,C项错误。C—G之间有3个氢键,A—T之间有2个氢键,氢键越多,结构越稳定,D项错误。 19.在探究DNA的复制方式实验中,若将一个用15N标记的DNA放到含14N的培养基上培养,让其连续复制,将每次的复制产物置于试管内进行离心,则复制2次和3次后的分层结果分别是图中的( ) A.c、e B.a、c C.e、f D.e、d 答案C 解析DNA的复制为半保留复制,每一个子代DNA都含有亲代DNA的一条链,复制2次获得的4个DNA中,有2个DNA均含有亲代DNA的一条链,另外2个DNA的两条链都含有14N,对应图中e;复制3次获得的8个DNA中有2个DNA均含有亲代DNA的一条链,另外6个DNA的两条链都含有14N,对应图中f。 20.下列关于基因和染色体的叙述,错误的是( ) A.基因主要位于染色体上 B.基因在染色体上是由萨顿提出的,而证实基因在染色体上的是摩尔根 C.果蝇的X染色体比Y染色体短小,因此Y染色体上含有与X染色体对应的全部基因,而X染色体上不具备与Y染色体所对应的全部基因 D.同源染色体同一位置上的基因可能不同,但所控制的性状是同一性状 答案C 解析基因主要位于染色体上,线粒体和叶绿体上的基因不在染色体上,A项正确。萨顿提出了“基因在染色体上”这一假说,并由摩尔根证实,B项正确。果蝇的X、Y染色体上有同源区段,也有各自特有的非同源区段,C项错误。同源染色体同一位置上可以是等位基因,也可以是相同基因,但它们控制的都是同一性状,等位基因控制的是同一性状的不同表型,相同基因控制的是同一性状的相同表型,D项正确。 二、非选择题(本题共5小题,共50分) 21.(8分)科学家用去污剂裂解加热致死的S型肺炎链球菌,然后抽取裂解产物依次进行如下图所示的肺炎链球菌转化实验(S型细菌有荚膜且具有致病性,能使小鼠患肺炎,小鼠并发败血症死亡,R型细菌无荚膜,也无致病性)。请回答下列问题。 (1)上述实验中, 对照能说明S型细菌的DNA是“转化因子”。 (2)除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,还可以通过什么方法区别R型和S型细菌? (3)上述实验利用了酶具有 的特点。与“设法将物质分开,单独地、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比,本实验的优势在于 。 答案(1)①和⑤ (2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若菌落表面光滑,则为S型细菌;若菌落表面粗糙,则为R型细菌) (3)专一性 避免物质纯度不足带来的干扰 解析(1)实验①和⑤对照,可证明DNA是“转化因子”。(2)R型细菌和S型细菌的结构是不同的,在显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型细菌和S型细菌。也可观察菌落特征,菌落表面光滑的是有荚膜的S型细菌,菌落表面粗糙的是无荚膜的R型细菌。(3)利用分离提纯法进行肺炎链球菌转化实验的缺点是物质纯度不能达到100%。 22.(10分)下图为一段DNA空间结构和平面结构的示意图,据图回答下列问题。 (1)从图甲中可以看出DNA分子具有规则的 结构,从图乙中可以看出DNA是由 条平行且走向 的长链组成的。在真核细胞中,DNA的主要载体是 。 (2)图中①代表 。与图中②相配对的碱基是 (填中文名称)。由③④⑤组成的结构名称为 。 (3)不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值 (填“相同”或“不同”)。 (4)若在一单链中(A+T)/(G+C)=n,则在另一条互补链中其比例为 ,在整个DNA分子中其比例为 。 答案(1)双螺旋 两 相反 染色体 (2)氢键 鸟嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 (3)相同 (4)n n 解析(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。在真核细胞中,DNA的主要载体是染色体。(2)DNA双链的碱基对之间通过氢键相连。鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对。由③④⑤组成的结构是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,两者的比值总是等于1,所以不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值相同。(4)一条单链上(A1+T1)/(G1+C1)=n,根据碱基互补配对原则,与该链互补的另一条链上(T2+A2)/(C2+G2)=n,整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=(A1+A2+T1+T2)/(G1+G2+C1+C2)=(2A1+2T1)/(2G1+2C1)=n。 23.(12分)赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染细菌的实验时,分别用35S和32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合,保温一段时间后搅拌并离心,得到上清液和沉淀物,并检测其放射性。搅拌时间不同,上清液中的放射性强度不同,得到下表数据。 请分析回答下列问题。 (1)获得含有35S标记或32P标记的T2噬菌体的具体操作是 。进行实验时,用来与被标记的T2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,原因是 。 (3)若1个带有32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,大肠杆菌裂解后释放出100个子代T2噬菌体,其中带有32P标记的T2噬菌体有 个,出现该数目说明DNA的复制方式是 。 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 不带有 (2)使吸附在细菌上的T2噬菌体(外壳)与细菌分离 有一部分含有32P标记的T2噬菌体没有侵入细菌 (3)2 半保留复制 解析(1)T2噬菌体是病毒,只能寄生在活细胞中,不能用一般培养基培养,所以要获得32P或35S标记的T2噬菌体,就先分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。进行实验时,用来与被标记的T2噬菌体混合的大肠杆菌不带有放射性。(2)实验过程中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的T2噬菌体(外壳)与细菌分离。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,说明有一部分含有32P标记的T2噬菌体没有侵入细菌。(3)由于DNA的复制方式是半保留复制,最初带有32P标记的T2噬菌体DNA的2条单链只参与形成2个DNA分子,所以100个子代T2噬菌体中,只有2个T2噬菌体带有32P标记。 24.(10分)许多科学家为“揭秘基因的化学本质,解析DNA的优美螺旋,验证DNA的精巧复制,测读ATGC的生命长卷”,在不断的争论中开展合作探究,他们的研究精神值得我们学习。请回答下列问题。 (1)组成染色体的化学成分主要是 。在研究它们的遗传功能时,科学家设计实验的关键思路是 ,单独、直接地观察各种组分的作用,最终证明了DNA是遗传物质。其中,科学家赫尔希和蔡斯用放射性同位素32P标记了图1中的[ ] (填图1中序号及结构名称)。 图1 图2 (2)“测读ATGC的生命长卷”是指DNA的测序。芦笋(2n=20)为XY型性别决定的植物,玉米(2n=20)为雌雄同株异花植物,则测定芦笋、玉米的基因组序列需要分别测定 条染色体上DNA的碱基序列。 (3)科学家沃森等共同揭示了“DNA的优美螺旋”,该结构内部[ ] (填图1中序号及结构名称)的排列顺序代表着遗传信息。对细胞生物而言,基因是指 。 (4)科学家梅塞尔森和斯塔尔证明了DNA复制的方式。图2中的④⑤是某个卵原细胞内一对同源染色体上的两个DNA分子(细胞中的其他染色体及其上的DNA不考虑,只考虑这两个DNA分子)。将该卵原细胞放在只含有32P的完全培养液中完成减数分裂,则该卵原细胞产生的卵细胞中DNA放射性的标记情况是 。 答案(1)DNA和蛋白质 设法把DNA和蛋白质分开 ① 磷酸 (2)11、10 (3)③ 碱基 有遗传效应的DNA片段 (4)两条链均含32P或一条链含32P、一条链含31P 解析(1)染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质;在研究它们的遗传功能时,科学家设计实验的关键思路是设法把DNA和蛋白质分开,单独、直接地观察各种组分的作用;赫尔希和蔡斯用放射性同位素32P标记的是DNA,DNA中P存在的部位是①磷酸。 (2)由题意可知,芦笋(2n=20)是XY型性别决定的生物,其中包括18条常染色体和2条性染色体,则其基因组测序应包括1/2常染色体+X+Y,则芦笋需要测定9+2=11条染色体的DNA碱基序列;而玉米(2n=20)是雌雄同株异花植物,无性染色体,故其基因组测序需要测定(1/2)×20=10条染色体的DNA碱基序列。 (3)DNA分子中碱基(对)的排列顺序代表其遗传信息,对应图1中的③;对细胞生物而言,遗传物质是DNA,而基因是指有遗传效应的DNA片段。 (4)由题图2可知,某个卵原细胞内一对同源染色体上的两个DNA分子分别用31P和32P标记,将其放在只含有32P的完全培养液中完成减数分裂,由于DNA分子的半保留复制,则经减数分裂Ⅰ前的间期复制后,一个DNA的两条链是一条链含32P、一条链含31P,另外一个DNA是两条链均含32P,减数分裂Ⅰ过程中上述两DNA分子所在的同源染色体分离,减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,得到4个子细胞,这4个子细胞的情况是两条链均含32P或一条链含32P、一条链含31P。 25.(10分)科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下实验,请回答下列问题。(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次,产生子代,实验结果见相关图示) 实验一: 细菌破碎细菌细胞提取DNA结果A 实验二: 细菌破碎细菌细胞提取DNA结果B 实验三: (1)实验一、实验二的作用是 。 (2)从结果C、D看,DNA复制具有 的特点。根据这一特点,理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为 。 (3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外,还需要 等条件。 (4)若结果C中的DNA分子先用解旋酶处理,然后再离心,结果为F,请在图中表示出。 (5)如果结果C、D、E都与结果G相同,据此可判断DNA分子的复制方式 (填“是”或“不是”)半保留复制。 答案(1)对照 (2)半保留复制 1 (3)酶、能量 (4)如图 (5)不是 解析(1)实验一和实验二分别表示用含14N的培养基和含15N的培养基培养细菌后提取DNA的离心结果,其作用是与后面的实验结果形成对照。(2)从结果C、D看,新形成的DNA保留了原来DNA的两条链,说明DNA复制具有半保留复制的特点;经过60 min后,DNA复制了3次,共形成8个DNA分子,其中有2个DNA分子是15N/14N,其余6个DNA分子为14N/14N,所以结果E中所有DNA分子都含有14N。(3)复制过程需要模板DNA、原料(4种脱氧核苷酸)、酶和能量等条件。(4)结果C中的2个DNA分子均为15N/14N,解旋后形成的单链为2条重链15N和2条轻链14N。(5)结果G表明原来被15N标记的DNA的2条链没有分开,因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。 搅拌时间/min12345上清液35S的比例/%5070758080上清液32P的比例/%2125283030被侵染细菌的成活率/%100100100100100
第3章过关检测 (时间:90分钟 满分:100分) 一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,共50分) 1.人类探索遗传物质的过程是漫长的,直到20世纪初期,人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( ) A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性,并且能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息 答案C 解析不同生物的蛋白质在结构上存在差异,蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息。遗传物质要能控制生物的性状,而蛋白质与生物的性状密切相关。遗传物质要能储存大量的遗传信息,而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息,A、B、D三项均可作为判断蛋白质是遗传物质的理由。 2.科学的研究方法是取得成功的关键。下列关于人类探索遗传奥秘历程中的科学实验方法及技术的叙述,错误的是 ( ) A.孟德尔进行的豌豆杂交实验以及摩尔根进行的果蝇杂交实验均运用了假说—演绎法 B.格里菲思利用肺炎链球菌研究遗传物质时,运用了放射性同位素标记法 C.萨顿根据基因和染色体的行为存在平行关系,类比推理出基因位于染色体上 D.沃森和克里克研究DNA分子结构时,运用了建构物理模型的方法 答案B 3.下图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验。某同学据图总结出四个结论,其中正确的有( ) 图1 图2 ①甲处的噬菌体含有放射性 ②乙处的噬菌体一定不含放射性 ③图1能证明DNA是遗传物质,而不能证明蛋白质不是遗物物质 ④图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,能证明DNA是遗传物质 A.一项 B.两项 C.三项 D.四项 答案B 解析分析图1可知,大肠杆菌被放射性同位素32P或35S标记,所以甲处的噬菌体含有放射性,①正确;由于亲代噬菌体被32P标记,所以乙处噬菌体部分含放射性,②错误;由于图1中的大肠杆菌被32P或35S标记,而亲代噬菌体未被标记,所以图1不能证明DNA是遗传物质,也不能证明蛋白质不是遗传物质,③错误;图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,能证明DNA是遗传物质,④正确。 4.在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。下列是某同学根据上述实验,结合所学生物学知识所作出的推测,不合理的是( ) A.与R型细菌相比,S型细菌的毒性可能与多糖类的荚膜有关 B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成 C.加热致死的S型细菌,其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌 答案D 解析与R型细菌相比,S型细菌具有多糖类的荚膜,S型细菌有毒,故可推测S型细菌的毒性可能与多糖类的荚膜有关。S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后使R型细菌具有了S型细菌的性状,可知S型细菌的DNA能进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成。加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡,说明加热致死的S型细菌的蛋白质功能丧失,而加热致死的S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化,可知其DNA功能不受影响。将S型细菌的DNA经DNA酶处理后,DNA被水解为小分子物质,与R型细菌混合后,不能发生转化,故不能得到S型细菌。 5.用含32P和35S的培养基培养细菌,将1个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h,经检测共产生了64个子代噬菌体。下列叙述正确的是( ) A.32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质 B.子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性 C.DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32 D.噬菌体繁殖1代的时间约为1 h 答案B 解析磷脂也可以被32P标记,A项错误。子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的,故一定具有放射性,B项正确,C项错误。培养9 h产生了64个子代噬菌体,说明噬菌体繁殖了6代,故噬菌体繁殖1代的时间为1.5 h,D项错误。 6.下图表示科研人员探究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程,由此可以判断( ) A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA B.TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中 C.侵入烟草细胞的RNA含有A、T、G、C 4种碱基 D.RNA是TMV的主要遗传物质 答案A 解析水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开,A项正确。能将TMV的蛋白质接种到正常烟草细胞内,即TMV的蛋白质进入了烟草细胞中,B项错误。RNA包含A、U、G、C 4种碱基,C项错误。本实验证明RNA是TMV的遗传物质,而不能证明RNA是TMV的主要遗传物质,D项错误。 7.下图中甲、乙表示两种不同的植物病毒,经重组形成杂种病毒丙。病毒丙侵染植物细胞后,在植物细胞内增殖产生的子代病毒是( ) 答案D 解析杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的,核酸为遗传物质,所以子代病毒应与病毒乙相同。 8.在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤数为n。下列有关叙述正确的是( ) ①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m ②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2 ③1条链中(A+T)的数量为n ④G的数量为m-n A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②③ 答案D 解析在该DNA分子中,A=T,C=G,由此推出C=G=(m-2n)/2,又因C与G之间有3个氢键,A与T之间有2个氢键,故一共有氢键数为3×(m-2n)/2+2×n=(3m-2n)/2。 9.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在搅拌器中搅拌、离心,检测到上清液的放射性占15%,沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是( ) A.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌 D.32P标记了噬菌体的蛋白质外壳,离心后存在于上清液中 答案A 10.下列关于DNA分子结构与复制的叙述,正确的是 ( ) A.DNA分子中含有4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作原料,还需要ATP供能 D.DNA复制不仅发生在细胞核中,也发生于线粒体和叶绿体中 答案D 解析DNA分子中含有4种脱氧核苷酸,核糖核苷酸是RNA分子的基本组成单位。DNA分子两条链的末端的脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基。DNA复制的原料是脱氧核苷酸,蛋白质合成需要氨基酸作原料。DNA主要分布在细胞核中,此外,在线粒体和叶绿体中也有少量分布,因此DNA复制不仅发生在细胞核中,也发生于线粒体和叶绿体中。 11.λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如下图所示),该线性分子两端能够相连的主要原因是 ( ) A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同 答案C 解析分析题图中DNA两端单链的碱基序列可知,单链序列的碱基能够互补配对,从而使其DNA自连环化,C项符合题意。 12.下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法,错误的是 ( ) A.区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以依据碱基的比例和种类 B.双链DNA分子中碱基G、C含量越高,其结构稳定性相对越大 C.含有DNA的生物,其遗传物质是DNA,而不是RNA D.含有RNA的生物,其遗传物质是RNA,而不是DNA 答案D 解析组成DNA和RNA的碱基种类不完全相同,且双链DNA和双链RNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,因此区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以根据碱基的比例和种类。双链DNA分子中,C和G之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,因此碱基G、C含量越高,其结构稳定性相对越大。含有DNA的生物,其遗传物质是DNA,而不是RNA。含有RNA的生物,其遗传物质不一定是RNA,也可能是DNA。 13.下图中P和Q各表示某精原细胞的一段DNA分子,分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列叙述正确的是( ) A.P和Q来自同一条染色体上DNA分子的复制 B.P1和Q1的碱基序列和碱基种类一定相同 C.P'和Q'的分离发生在减数分裂Ⅰ后期 D.P'和Q'的形成常发生在四分体时期的非同源染色体之间 答案C 解析P和Q是分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体上的一段DNA分子,因此P和Q来自两个DNA分子,A项错误。同源染色体上相同位置可能存在相同基因或等位基因,因此P1和Q1的碱基序列可能相同也可能不同,B项错误。P'和Q'位于同源染色体上,而同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,C项正确。P'和Q'是同源染色体的非姐妹染色单体之间互换形成的,发生在四分体时期,D项错误。 14.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,错误的是( ) A.真核生物的染色体存在于细胞核中,原核生物的染色体存在于拟核中 B.基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因 C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性由碱基的排列顺序决定 D.染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有一个或两个DNA分子 答案A 解析原核生物没有染色体,A项错误。基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因,B项正确。一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性由碱基的排列顺序决定,不同的DNA分子其碱基排列顺序也不相同,C项正确。染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有一个或两个DNA分子,D项正确。 15.某男性X和其两任妻子M、N各生有一子,但均在战乱中走失。下图为X、M、N及4个孤儿的DNA指纹图,试判断M及N的孩子最可能是( ) A.M的孩子是b,N的孩子是c B.M的孩子是c,N的孩子是b C.M的孩子是d,N的孩子是a D.M的孩子是d,N的孩子是b 答案B 解析子女的遗传物质来自父方和母方,据DNA指纹图可知,b、c的DNA指纹各有与X相同的部分,说明他们可能是X的孩子,b的另一个指纹与N相同,c的另一个指纹与M相同,说明b、c可能分别是N和M与X所生的孩子。 16.下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述,错误的是( ) A.用35S标记的噬菌体进行实验时,若沉淀物的放射性较高,可能是搅拌不充分所致 B.用32P标记的噬菌体进行实验时,若上清液的放射性较高,可能是保温时间过长所致 C.为获得含35S和32P的噬菌体,可分别用含35S和32P的培养基培养未标记的噬菌体 D.噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力,是因为其蛋白质和DNA被完全分开 答案C 解析35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,用35S标记的噬菌体进行实验时,经过离心后,蛋白质外壳应该分布在上清液中,若沉淀物的放射性较大,可能是搅拌不充分所致,A项正确。32P标记的是噬菌体的DNA,用32P标记的噬菌体进行实验时,经过离心后,32P标记的DNA应该随着大肠杆菌分布在沉淀物中,若上清液的放射性较大,可能是保温时间过长,细菌裂解释放子代噬菌体所致,B项正确。噬菌体是病毒,不能在培养基中独立生存,因此为了获得含35S和32P的噬菌体,可分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌,再用被标记的大肠杆菌培养未标记的噬菌体,C项错误。噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力,是因为放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质,可以分别追踪它们的去向,D项正确。 17.1953年,沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型,两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于DNA分子双螺旋结构特点的叙述,正确的是 ( ) A.DNA分子由两条正向平行的链组成 B.DNA分子中A+T的数量一定等于 G+C的数量 C.磷酸和核糖交替连接,排列在外侧 D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 答案D 解析DNA分子由两条单链组成,这两条单链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构,A项错误。两条单链中对应的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律,A一定与T配对,G一定与C配对,但A+T的数量不一定等于G+C的数量,B项错误。脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C项错误。两条单链中对应的碱基通过氢键连接成碱基对,D项正确。 18.下列关于DNA分子的结构与复制的叙述,正确的是 ( ) A.含有m个腺嘌呤的DNA分子,复制n次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×2n-1个 B.在一个双链DNA分子中,A+T占碱基总数的30%,那么该DNA分子的每条链中的A+T都占该链碱基总数的30% C.每个DNA分子中,都是碱基数=磷酸基团数=核糖数=核糖核苷酸数 D.一般来说,DNA分子的热稳定性与G—C碱基对的含量呈负相关 答案B 解析含有m个腺嘌呤的DNA分子,复制n次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数是(2n-1)×m个,A项错误。由于DNA分子两条链上的碱基数量关系是A1=T2、T1=A2,因此双链DNA分子中,A+T占碱基总数的比例与每一条链上的该比例相等,B项正确。构成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,一分子脱氧核苷酸是由一分子的磷酸基团、一分子的脱氧核糖、一分子的碱基构成的,故碱基数=磷酸基团数=脱氧核糖数=脱氧核苷酸数,C项错误。C—G之间有3个氢键,A—T之间有2个氢键,氢键越多,结构越稳定,D项错误。 19.在探究DNA的复制方式实验中,若将一个用15N标记的DNA放到含14N的培养基上培养,让其连续复制,将每次的复制产物置于试管内进行离心,则复制2次和3次后的分层结果分别是图中的( ) A.c、e B.a、c C.e、f D.e、d 答案C 解析DNA的复制为半保留复制,每一个子代DNA都含有亲代DNA的一条链,复制2次获得的4个DNA中,有2个DNA均含有亲代DNA的一条链,另外2个DNA的两条链都含有14N,对应图中e;复制3次获得的8个DNA中有2个DNA均含有亲代DNA的一条链,另外6个DNA的两条链都含有14N,对应图中f。 20.下列关于基因和染色体的叙述,错误的是( ) A.基因主要位于染色体上 B.基因在染色体上是由萨顿提出的,而证实基因在染色体上的是摩尔根 C.果蝇的X染色体比Y染色体短小,因此Y染色体上含有与X染色体对应的全部基因,而X染色体上不具备与Y染色体所对应的全部基因 D.同源染色体同一位置上的基因可能不同,但所控制的性状是同一性状 答案C 解析基因主要位于染色体上,线粒体和叶绿体上的基因不在染色体上,A项正确。萨顿提出了“基因在染色体上”这一假说,并由摩尔根证实,B项正确。果蝇的X、Y染色体上有同源区段,也有各自特有的非同源区段,C项错误。同源染色体同一位置上可以是等位基因,也可以是相同基因,但它们控制的都是同一性状,等位基因控制的是同一性状的不同表型,相同基因控制的是同一性状的相同表型,D项正确。 二、非选择题(本题共5小题,共50分) 21.(8分)科学家用去污剂裂解加热致死的S型肺炎链球菌,然后抽取裂解产物依次进行如下图所示的肺炎链球菌转化实验(S型细菌有荚膜且具有致病性,能使小鼠患肺炎,小鼠并发败血症死亡,R型细菌无荚膜,也无致病性)。请回答下列问题。 (1)上述实验中, 对照能说明S型细菌的DNA是“转化因子”。 (2)除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,还可以通过什么方法区别R型和S型细菌? (3)上述实验利用了酶具有 的特点。与“设法将物质分开,单独地、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比,本实验的优势在于 。 答案(1)①和⑤ (2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若菌落表面光滑,则为S型细菌;若菌落表面粗糙,则为R型细菌) (3)专一性 避免物质纯度不足带来的干扰 解析(1)实验①和⑤对照,可证明DNA是“转化因子”。(2)R型细菌和S型细菌的结构是不同的,在显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型细菌和S型细菌。也可观察菌落特征,菌落表面光滑的是有荚膜的S型细菌,菌落表面粗糙的是无荚膜的R型细菌。(3)利用分离提纯法进行肺炎链球菌转化实验的缺点是物质纯度不能达到100%。 22.(10分)下图为一段DNA空间结构和平面结构的示意图,据图回答下列问题。 (1)从图甲中可以看出DNA分子具有规则的 结构,从图乙中可以看出DNA是由 条平行且走向 的长链组成的。在真核细胞中,DNA的主要载体是 。 (2)图中①代表 。与图中②相配对的碱基是 (填中文名称)。由③④⑤组成的结构名称为 。 (3)不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值 (填“相同”或“不同”)。 (4)若在一单链中(A+T)/(G+C)=n,则在另一条互补链中其比例为 ,在整个DNA分子中其比例为 。 答案(1)双螺旋 两 相反 染色体 (2)氢键 鸟嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 (3)相同 (4)n n 解析(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。在真核细胞中,DNA的主要载体是染色体。(2)DNA双链的碱基对之间通过氢键相连。鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对。由③④⑤组成的结构是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,两者的比值总是等于1,所以不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值相同。(4)一条单链上(A1+T1)/(G1+C1)=n,根据碱基互补配对原则,与该链互补的另一条链上(T2+A2)/(C2+G2)=n,整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=(A1+A2+T1+T2)/(G1+G2+C1+C2)=(2A1+2T1)/(2G1+2C1)=n。 23.(12分)赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染细菌的实验时,分别用35S和32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合,保温一段时间后搅拌并离心,得到上清液和沉淀物,并检测其放射性。搅拌时间不同,上清液中的放射性强度不同,得到下表数据。 请分析回答下列问题。 (1)获得含有35S标记或32P标记的T2噬菌体的具体操作是 。进行实验时,用来与被标记的T2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,原因是 。 (3)若1个带有32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,大肠杆菌裂解后释放出100个子代T2噬菌体,其中带有32P标记的T2噬菌体有 个,出现该数目说明DNA的复制方式是 。 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 不带有 (2)使吸附在细菌上的T2噬菌体(外壳)与细菌分离 有一部分含有32P标记的T2噬菌体没有侵入细菌 (3)2 半保留复制 解析(1)T2噬菌体是病毒,只能寄生在活细胞中,不能用一般培养基培养,所以要获得32P或35S标记的T2噬菌体,就先分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。进行实验时,用来与被标记的T2噬菌体混合的大肠杆菌不带有放射性。(2)实验过程中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的T2噬菌体(外壳)与细菌分离。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,说明有一部分含有32P标记的T2噬菌体没有侵入细菌。(3)由于DNA的复制方式是半保留复制,最初带有32P标记的T2噬菌体DNA的2条单链只参与形成2个DNA分子,所以100个子代T2噬菌体中,只有2个T2噬菌体带有32P标记。 24.(10分)许多科学家为“揭秘基因的化学本质,解析DNA的优美螺旋,验证DNA的精巧复制,测读ATGC的生命长卷”,在不断的争论中开展合作探究,他们的研究精神值得我们学习。请回答下列问题。 (1)组成染色体的化学成分主要是 。在研究它们的遗传功能时,科学家设计实验的关键思路是 ,单独、直接地观察各种组分的作用,最终证明了DNA是遗传物质。其中,科学家赫尔希和蔡斯用放射性同位素32P标记了图1中的[ ] (填图1中序号及结构名称)。 图1 图2 (2)“测读ATGC的生命长卷”是指DNA的测序。芦笋(2n=20)为XY型性别决定的植物,玉米(2n=20)为雌雄同株异花植物,则测定芦笋、玉米的基因组序列需要分别测定 条染色体上DNA的碱基序列。 (3)科学家沃森等共同揭示了“DNA的优美螺旋”,该结构内部[ ] (填图1中序号及结构名称)的排列顺序代表着遗传信息。对细胞生物而言,基因是指 。 (4)科学家梅塞尔森和斯塔尔证明了DNA复制的方式。图2中的④⑤是某个卵原细胞内一对同源染色体上的两个DNA分子(细胞中的其他染色体及其上的DNA不考虑,只考虑这两个DNA分子)。将该卵原细胞放在只含有32P的完全培养液中完成减数分裂,则该卵原细胞产生的卵细胞中DNA放射性的标记情况是 。 答案(1)DNA和蛋白质 设法把DNA和蛋白质分开 ① 磷酸 (2)11、10 (3)③ 碱基 有遗传效应的DNA片段 (4)两条链均含32P或一条链含32P、一条链含31P 解析(1)染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质;在研究它们的遗传功能时,科学家设计实验的关键思路是设法把DNA和蛋白质分开,单独、直接地观察各种组分的作用;赫尔希和蔡斯用放射性同位素32P标记的是DNA,DNA中P存在的部位是①磷酸。 (2)由题意可知,芦笋(2n=20)是XY型性别决定的生物,其中包括18条常染色体和2条性染色体,则其基因组测序应包括1/2常染色体+X+Y,则芦笋需要测定9+2=11条染色体的DNA碱基序列;而玉米(2n=20)是雌雄同株异花植物,无性染色体,故其基因组测序需要测定(1/2)×20=10条染色体的DNA碱基序列。 (3)DNA分子中碱基(对)的排列顺序代表其遗传信息,对应图1中的③;对细胞生物而言,遗传物质是DNA,而基因是指有遗传效应的DNA片段。 (4)由题图2可知,某个卵原细胞内一对同源染色体上的两个DNA分子分别用31P和32P标记,将其放在只含有32P的完全培养液中完成减数分裂,由于DNA分子的半保留复制,则经减数分裂Ⅰ前的间期复制后,一个DNA的两条链是一条链含32P、一条链含31P,另外一个DNA是两条链均含32P,减数分裂Ⅰ过程中上述两DNA分子所在的同源染色体分离,减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,得到4个子细胞,这4个子细胞的情况是两条链均含32P或一条链含32P、一条链含31P。 25.(10分)科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下实验,请回答下列问题。(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次,产生子代,实验结果见相关图示) 实验一: 细菌破碎细菌细胞提取DNA结果A 实验二: 细菌破碎细菌细胞提取DNA结果B 实验三: (1)实验一、实验二的作用是 。 (2)从结果C、D看,DNA复制具有 的特点。根据这一特点,理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为 。 (3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外,还需要 等条件。 (4)若结果C中的DNA分子先用解旋酶处理,然后再离心,结果为F,请在图中表示出。 (5)如果结果C、D、E都与结果G相同,据此可判断DNA分子的复制方式 (填“是”或“不是”)半保留复制。 答案(1)对照 (2)半保留复制 1 (3)酶、能量 (4)如图 (5)不是 解析(1)实验一和实验二分别表示用含14N的培养基和含15N的培养基培养细菌后提取DNA的离心结果,其作用是与后面的实验结果形成对照。(2)从结果C、D看,新形成的DNA保留了原来DNA的两条链,说明DNA复制具有半保留复制的特点;经过60 min后,DNA复制了3次,共形成8个DNA分子,其中有2个DNA分子是15N/14N,其余6个DNA分子为14N/14N,所以结果E中所有DNA分子都含有14N。(3)复制过程需要模板DNA、原料(4种脱氧核苷酸)、酶和能量等条件。(4)结果C中的2个DNA分子均为15N/14N,解旋后形成的单链为2条重链15N和2条轻链14N。(5)结果G表明原来被15N标记的DNA的2条链没有分开,因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。 搅拌时间/min12345上清液35S的比例/%5070758080上清液32P的比例/%2125283030被侵染细菌的成活率/%100100100100100
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