内容正文:
第3章 基因的本质
体验高考真题
1.(2024·北京,2)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲,依据的是DNA的( )
A.元素组成 B.核苷酸种类
C.碱基序列 D.空间结构
解析 人的遗传信息蕴藏在DNA的脱氧核苷酸的排列顺序之中,可作为亲缘关系远近的判断依据。
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2.(2024·浙江1月,10)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核DNA第2次复制时,局部示意图如图。DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可能是( )
A.深色、浅色、浅色
B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色
D.深色、浅色、深色
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解析 由题意可知,双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色,掺入培养中,大肠杆菌拟核DNA第1次复制后,得到两个子代DNA,都是仅单链掺入,显浅色,大肠杆菌拟核DNA第2次复制时,局部示意图中①还没解旋,应为仅单链掺入,显浅色,②为双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色,③表示以未掺入3H-脱氧核苷的DNA区段为模板复制,③应为仅单链掺入,显浅色。
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3.(2023·山东,5)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5′端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是( )
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D.②延伸方向为5′端至3′端,其模板链3′端指向解旋方向
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解析 据题干信息,延伸进行时2条链延伸速率相等,
甲时①比②短,说明①在此前延伸时暂停过,而乙时①比
②长,说明②在延伸时暂停过,A正确;甲时①和②等长
的部分两条链中A和T是互补的,这段区间①中A、T之和
与②中A、T之和相等,若②比①长的部分不存在A和T,那么两条链A、T之和是相等的,B正确;丙时复制结束,①和②作为该DNA的两条子链等长而且互补,按照碱基互补配对原则,①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C正确;DNA子链延伸的方向都是5′端到3′端,①和②是一个DNA复制产生的两条子链,二者反向平行,②又和其模板链反向平行,所以②的模板链和①方向相同,都是5′端指向解旋方向,D错误。
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4.(2022·海南,13)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
A.①和④
B.②和③
C.②和④
D.④和③
材料及标记
实验组 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
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解析 T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌,蛋白质外壳仍留在细胞外,沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌,故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中、③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质、④组的放射性物质主要分布在上清液中;15N为稳定同位素,①组中检测不到放射性。故第一、二组实验分别是②和④,C正确。
材料及标记
实验组 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
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5.(2022·广东,12)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(如图),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
解析 单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接,不能决定线性DNA分子两端能够相连,A、B错误;据图可知,单链序列的碱基能够互补配对,决定线性DNA分子两端能够相连,C正确;DNA的两条链是反向的,因此自连环化后两条单链方向相反,D错误。
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6.(2021·全国乙卷改编)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的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。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是( )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
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解析 加热杀死的S型菌不会使小鼠死亡,说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失,而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化,可知加热后其DNA功能不受影响,C正确;将S型菌的DNA经DNA酶处理后,DNA被分解为小分子物质,再与R型菌混合不能得到S型菌,D错误。
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7.(2021·北京等级考)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是( )
A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1 D.RNA中U约占32%
解析 DNA分子为半保留复制,复制时遵循A-T、G-C的配对原则,DNA复制后获得的是与原来的DNA完全相同的DNA,则DNA复制后的A约占32%,A正确;酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则A=T=32%,G=C=(1-2×32%)/2=18%,B正确;DNA遵循碱基互补配对原则,A=T、G=C,则(A+G)/(T+C)=1,C正确;由于RNA为单链结构,且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来,故RNA中U不一定占32%,D错误。
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8.(2021·全国甲卷)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA—Pα~Pβ~Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链),对W基因在染色体上的位置进行了研究,实验流程的示意图如下。
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回答下列问题:
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P,原因是_____________________________________________________ ________________________________。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是_____________________________________ __________________。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA________。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是________。
dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷酸,是合成DNA的原料之一
防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
解旋
DNA酶
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解析 (1)dA—Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位
上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷
酸,是合成DNA的原料之一。因此研究人
员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用
dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P。
(2)RNA分子也可以与染色体DNA进行碱基互补配对产生杂交带,从而干扰32P标记的DNA片段甲与染色体DNA的杂交,故去除RNA分子,可以防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交。
(3)DNA分子解旋后的单链片段才能与32P标记的DNA片段甲进行碱基互补配对,故需要使样品中的染色体DNA解旋。
(4)DNA酶可以分解DNA分子从而去除了样品中的DNA。
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