内容正文:
专题03 基因的本质
一、单选题
1.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)下列关于基因与染色体的表述正确的是( )
A.基因都在染色体上,是具有遗传效应的DNA片段
B.非等位基因在遗传时都遵循基因的自由组合定律
C.性染色体上的基因都与性别决定有关
D.性染色体上的基因在遗传时总是和性别相关联
2.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列有关真核生物核DNA分子结构及其复制过程的叙述,正确的是( )
A.合成两条DNA子链时,所消耗的嘌呤碱基数相等
B.DNA子链延伸时,游离的脱氧核苷酸添加到3’端
C.DNA每条链的5’端是羟基末端,3’端是磷酸末端
D.DNA复制后形成染色单体,从而导致染色体数目加倍
3.(23-24高一下·安徽宣城·期末)基因主要存在于染色体上。下列有关基因和染色体的关系的叙述正确的是( )
A.X染色体上基因的遗传与性别有关
B.X染色体上的碱基数目等于基因中碱基数目
C.基因的差异取决于碱基排列顺序及基因的空间结构
D.基因在染色体上呈线性排列,1条染色体含有多对等位基因
4.(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)DNA 不仅具有一定的化学结构,还具有特殊的空间结构,其空间结构是( )
A.同一条 DNA 链上相邻碱基通过氢键连接
B.两个 DNA 分子盘旋而成的双螺旋结构
C.两条脱氧核苷酸链反向平行的双螺旋结构
D.脱氧核糖与磷脂交替连接排列在外侧
5.(23-24高一下·安徽亳州·期末)下列有关DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.在DNA单链中,每个脱氧核糖均与2个磷酸基团相连
B.DNA中的核糖与磷酸交替连接,构成DNA的基本骨架
C.DNA中G-C碱基对所占比例越大,DNA的结构越稳定
D.DNA的多样性与碱基对排列顺序及DNA空间结构有关
6.(23-24高一下·安徽亳州·期末)下列与遗传物质探究相关实验的叙述,正确的是( )
A.艾弗里的体外转化实验中,对自变量的控制采用了减法原理
B.将S型活菌注射到小鼠体内,从死亡的小鼠体内能分离出R型菌
C.T2噬菌体侵染细菌实验中,若用肺炎链球菌代替大肠杆菌,实验结果相同
D.T2噬菌体侵染细菌实验证明大肠杆菌的遗传物质是DNA分子
7.(23-24高一下·安徽宿州·期末)艾弗里和他的同事将加热致死的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,将细胞提取物进行不同处理后加入培养基中培养R型菌,探索转化因子的化学本质。下列说法错误的是( )
A.为保证结果准确,需要设置不加酶的对照组
B.艾弗里的实验运用了减法原理来控制自变量
C.该实验结果表明DNA是S型细菌的主要遗传物质
D.在该实验基础上可进一步分析转化因子的理化性质
8.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列有关“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需分别用含32P或35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.若用肺炎链球菌代替大肠杆菌,实验结果相同
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA分子
9.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)下图1为真核生物体内DNA 的平面结构模式图(部分),图2 是其发生的某种生理变化过程。下列分析错误的是( )
A.图1中④是组成DNA的基本单位之一
B.图1中①和②交替连接构成DNA的基本骨架
C.图2中生理过程遵循碱基互补配对原则
D.图 2中生理过程只在细胞核中发生
10.(23-24高一下·安徽六安·期末)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程。下列叙述正确的是( )
A.格里菲思将R型活菌与加热杀死的S型菌混合注入小鼠体内,最终在死亡的小鼠体内只分离出S型菌
B.艾弗里的肺炎链球菌实验通过同位素标记法将蛋白质与DNA区分开,从而证明了DNA是遗传物质
C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,T2噬菌体的增殖需要大肠杆菌为其提供模板、原料、能量和酶等
D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明了RNA是该病毒的遗传物质,蛋白质不是该病毒的遗传物质
11.(23-24高一下·安徽六安·期末)下列有关科学家及其探索历程的叙述中正确的是( )
A.卡尔文用“同位素标记法”证明了植物光合作用的场所是叶绿体
B.孟德尔第一定律阐述了等位基因彼此分离到不同的配子中,随配子遗传给后代
C.在发现遗传本质的过程中,孟德尔和摩尔根的实验都运用了假说一演绎法
D.富兰克林通过拍摄的DNA分子X射线衍射图谱,推导出DNA呈双螺旋结构
12.(23-24高一下·安徽合肥·期末)下列叙述错误的有几项( )
①进行有性生殖的生物通过有丝分裂产生原始生殖细胞
②在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,利用了加法原理
③性状分离是子代中同时出现显性性状和隐性性状的现象
④玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对
⑤性别受性染色体控制,且性染色体上的基因均与性别决定有关
⑥孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
13.(22-23高一下·安徽宣城·期末)下图表示DNA分子结构示意图,有关分析错误的是( )
A.图中1所指的末端是DNA单链的3-端
B.图中2的存在增加了DNA结构的稳定性
C.图中3连接的是磷酸基团和脱氧核糖
D.图中4代表的名称是鸟嘌呤脱氧核苷酸
14.(22-23高一下·安徽合肥·期末)摩尔根运用假说一演绎法证明了基因在染色体上,此后,基因在人们的认识中不再是抽象的“因子”,随着细胞质基因、病毒等的发现,人们对基因又有了新认识。下列说法错误的是( )
A.细胞中的DNA数目总是少于基因数目
B.细胞生物的基因都是有遗传效应的DNA片段
C.流感病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
D.基因是碱基对随机排列的DNA片段
15.(22-23高一下·安徽阜阳·期末)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生( )
A.新的噬菌体DNA合成
B.利用细菌的氨基酸和酶合成噬菌体外壳蛋白质
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
16.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)若用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,则对于子代噬菌体的叙述,正确的是( )
A.外壳可能含有3H B.DNA可能含有3H
C.外壳和DNA都可能含有3H D.外壳和DNA都不可能含有3H
17.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)下列关于细胞中DNA复制的叙述,正确的是( )
A.DNA复制方式为全保留复制 B.DNA复制过程不需要能量
C.DNA复制过程不需要酶 D.DNA复制是边解旋边复制的过程
18.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)一条DNA链的部分序列是5'-GCTACC-3',那么它的互补链的序列是( )
A.5'-CGATGG-3' B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTAGC-3' D.5'-CCATAG-3'
19.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)下列关于基因与染色体之间的关系中,叙述错误的是( )
A.萨顿通过实验证明了基因在染色体上 B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有许多个基因 D.人体细胞中有少量基因不在染色体
20.(22-23高一下·安徽蚌埠·期末)下列关于染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的叙述,错误的是( )
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段,也可以是有遗传效应的RNA片段
B.DNA的基本单位是脱氧核苷酸
C.DNA是主要的遗传物质,基因在染色体上呈线性排列
D.1条染色体上有1个或2个DNA分子,DNA都在染色体上
21.(22-23高一下·安徽黄山·期末)含有m个腺嘌呤的DNA分子,第n次复制需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数( )
A.m×2n B.m×2n-1个 C.m×2n+1个 D.无法确定
22.(22-23高一下·安徽滁州·期末)1953年美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出了DNA双螺旋结构模型,在生物学发展史上具有里程碑式的意义。下列关于双链DNA的叙述,错误的是( )
A.DNA两条单链碱基数量相等,两条单链之间A与T相等
B.DNA分子具有多样性的原因之一是其空间结构千差万别
C.G/C碱基对之间有3个氢键,A/T碱基对之间有2个氢键
D.双链DNA的4种碱基的排列顺序之中蕴藏着遗传信息
23.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)下列有关遗传学实验原理或方法的叙述,正确的是( )
A.萨顿运用假说-演绎法提出基因在染色体上
B.为鉴定高茎豌豆是否为纯合子,最简便的方法是测交
C.为确定果蝇眼色性状的遗传方式是否属于伴性遗传,可进行正反交实验
D.艾弗里运用“加法原理”提出DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质
24.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基是通过下列哪种结构连接起来的( )
A.2个氢键
B.3个氢键
C.—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
D.—磷酸—脱氧核糖—磷酸—
25.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)下图为果蝇DNA的电镜照片,图中箭头所指的泡状结构为DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。下列分析错误的是( )
A.DNA有多个复制起点
B.复制时先全部解旋,再进行半保留复制
C.一个DNA分子上出现多个复制泡可提高复制效率
D.DNA复制需要模板、原料、能量和酶等条件
26.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)学生在“制作DNA双螺旋结构模型”的探究实践中,下列思考错误的是( )
A.DNA分子两条链按照反向平行方式盘旋成双螺旋结构
B.DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架,排列在外侧
C.DNA分子的碱基对排列在内侧
D.DNA分子不同的空间结构构成了DNA分子的多样性
27.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记技术证明噬菌体(下图)的遗传物质是DNA,该实验用35S标记了( )
A.② B.③ C.①和② D.①和③
二、解答题
28.(23-24高一下·安徽淮南·期末)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤,请据图回答下列问题:
(1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是 。实验时,用来与被标记的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5min,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 。
(3)在正确的实验操作下,35S组实验的保温时间和上清液放射性强度的关系为 。(填序号)
29.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可看出DNA复制的方式是 。
(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,则A是 酶,B是 酶。
(3)乙图中,7是 。DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和 交替连接而成;DNA分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对。
一、单选题
1.(23-24高一下·安徽合肥·期末)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是( )
A.基因一般是具有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因
B.一个DNA含有许多个脱氧核苷酸,DNA的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
C.染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有1个或2个DNA分子
D.DNA分子的基本骨架由核糖和磷酸交替排列形成
2.(23-24高一下·安徽合肥·期末)下图为DNA分子部分片段的示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.DNA分子中甲链和乙链的方向相反
B.解旋酶作用于②,DNA聚合酶作用于①
C.甲链相邻两个碱基通过碱基互补配对形成氢键
D.若该分子中GC含量高,则热稳定性较好
3.(23-24高一下·安徽合肥·期末)赫尔希和蔡斯利用同位素标记的T2噬菌体侵染未标记细菌的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在含有标记的培养基中培养T2噬菌体,可得到被标记的噬菌体
B.图中搅拌的作用是使细菌外的噬菌体与细菌分离
C.短时间保温的目的是保证大肠杆菌未被裂解
D.由图实验结果可知,该实验利用的放射性同位素为32P
4.(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)某兴趣小组以肺炎链球菌为材料进行如图所示实验,其中细胞提取物是加热致死的S型菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。下列叙述正确的是( )
A.混合培养后仅有①②③组培养基上会出现表面粗糙的菌落
B.混合培养后出现的S型菌的遗传物质与原S型菌不完全相同
C.R 型菌转化为S 型菌的实质是S型菌DNA 整合到了R 型菌的染色体上
D.R 型菌转化为S型菌证明了 DNA 是S型菌主要的遗传物质
5.(23-24高一下·安徽铜陵·期末)原核细胞DNA复制过程的局部示意图如下,据图分析错误的是( )
A.其中一条子链由多个片段连接而成,说明DNA复制有多个起点
B.DNA聚合酶与解旋酶位置靠近,说明DNA复制是边解旋边复制
C.每条子链与其模板链组成新的DNA,说明DNA复制是半保留复制
D.图中子链延伸方向,说明DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸连接到3'端
6.(23-24高一下·安徽铜陵·期末)用35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,短时间保温后,用搅拌器搅拌,离心后,检测上清液与沉淀物中的放射性物质。下列叙述正确的是( )
A.35S标记在T2噬菌体的DNA分子上
B.放射性物质主要分布在沉淀物中
C.实验中进行搅拌与离心的目的相同
D.保温时间不影响各部位放射性强度
7.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)下列关于DNA分子复制的叙述,错误的是( )
A.体内DNA分子复制时利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下解开双链
B.DNA边解旋边复制的特点保证了亲子代DNA遗传信息传递的准确性
C.细胞内发生DNA复制时,DNA分子数目增加,但染色体数目不增加
D.若某双链DNA含400个碱基T,则第3次复制时需消耗1600个碱基T
8.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养,使其繁殖3代后提取DNA进行离心,下列有关说法错误的是( )
A.DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则
B.第三代所有大肠杆菌的DNA都含有14N
C.预测第三代大肠杆菌的DNA离心后试管中出现三条带
D.不含有15N的DNA占全部大肠杆菌DNA的比例为3/4
9.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)如图为某DNA片段的平面结构图,下列说法错误的是( )
A.右侧单链的碱基序列可表示为5’-CTTA-3’
B.DNA分子的特异性与其碱基排列顺序有关
C.③与④交替连接构成DNA分子的基本骨架
D.双链DNA分子中,嘌呤与嘧啶的数量相等
10.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)有关赫尔希和蔡斯用35S标记T2噬菌体浸染细菌实验的说法,正确的是( )
A.细菌为噬菌体的增殖提供模板、原料、能量和酶
B.搅拌目的是将噬菌体的蛋白质外壳与DNA分开
C.该实验现象证明了DNA是噬菌体的遗传物质
D.实验过程中搅拌不充分会使沉淀物的放射性升高
11.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)下列有关遗传物质探索历程中相关实验的叙述,正确的是( )
A.格里菲思的实验中由R型菌转化成的S型细菌是不能稳定遗传的
B.艾弗里的实验中加入了RNA酶,遵循了实验设计的“加法”原理
C.赫尔希和蔡斯的实验思路是将蛋白质与DNA分开,单独观察它们的作用
D.以上三个实验都可直接证明DNA作为遗传物质能指导蛋白质的合成
12.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)20世纪中叶开始,科学家不断通过实验探究遗传物质的本质,使生物学研究进入分子生物学领域。其中最具有代表性的有格里菲思、艾弗里、蔡斯和赫尔希等人所做的经典实验,下列相关叙述错误的是( )
A.格里菲思通过实验,推断出S型细菌体内有“转化因子”
B.艾弗里将细胞提取物分别进行不同处理后再进行转化实验,利用了加法原理
C.赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术,证明了DNA 才是噬菌体的遗传物质
D.从烟草花叶病毒中提取出来的RNA 能使烟草感染病毒,说明某些病毒的遗传物质为RNA
13.(23-24高一下·安徽合肥·期末)沃森和克里克发现了 DNA 双螺旋结构,开启了分子生物学时代,DNA 条形码(DNA Bar-code)技术就是一种利用一个或者多个特定的小段 DNA进行物种鉴定的分子生物学技术。下图中展示的中药材DNA条形码就是中药材的基因身份证。下列叙述正确的是( )
\
A.DNA双螺旋结构的发现运用了模型构建法
B.中药材遗传信息的“条形码”源于DNA 分子中脱氧核苷酸的连接方式不同
C.不同种类中药材细胞的DNA分子不同,不同DNA分子水解产物种类不同
D.由于DNA具有多样性,DNA条形码无法用于鉴定物种及物种间亲缘关系
14.(23-24高一下·安徽合肥·期末)左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性,阻止细菌 DNA 的复制而导致细菌死亡。迄今为止,只在原核生物中发现了 DNA 旋转酶。下列相关叙述错误的是( )
A.左氧氟沙星不影响人体细胞的DNA 复制
B.DNA复制时,两条子链均从5'端向 3'端方向延伸
C.梅塞尔森和斯塔尔提出了 DNA半保留复制的假说,并设计实验证明
D.当皮肤发生真菌感染时,用左氧氟沙星治疗效果不佳
15.(23-24高一下·安徽合肥·期末)DNA双螺旋结构的揭示,在生物学上的发展具有里程碑的意义。下列关于 DNA 双螺旋结构的叙述错误的是( )
A.两条链间的碱基通过氢键连接形成碱基对
B.脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧
C.双链 DNA 分子含 2 个游离的磷酸基团
D.A-T碱基对所占比例越高,该双链DNA 越稳定
16.(23-24高一下·安徽合肥·期末)为探究“转化因子”的本质,某生物兴趣小组还原了艾弗里的实验,实验分为5组,其中第1组为对照组(培养基上添加了R型细菌和S型细菌提取物),第2~5组为实验组,在对照组的基础上分别添加蛋白酶、RNA酶、酯酶和DNA酶。下列说法错误的是( )
A.该探究实验运用了“减法原理”
B.第1、2、3、4组培养皿上长出的菌落种类相同
C.第5组经相应酶处理后的细胞提取物仍具有转化活性
D.实验结果表明“转化因子”的本质可能是 DNA
17.(23-24高一下·安徽六安·期末)线粒体和叶绿体中也含有少量DNA,如图是人体细胞线粒体某DNA的复制过程。下列有关叙述正确的是( )
A.图示过程解开DNA双链的酶是RNA聚合酶
B.若②中α链是模板链,则③中β链是模板链
C.若①含有1000个腺嘌呤,则第3次复制需要游离的胸腺嘧啶7000个
D.图示过程消耗的原料是4种核糖核苷酸,且需消耗细胞代谢产生的能量
18.(23-24高一下·安徽六安·期末)某蛔虫(2n=4) 的基因型为AaBb, 其细胞中的DNA双链均被放射性同位素32P标记。将该蛔虫放入只含31P的培养基中培养后,分裂产生的一个子细胞染色体及其基因位置如图所示。已知形成该细胞的过程中只发生了一次遗传物质的异常变化,下列叙述错误的是( )
A.若4条染色体均有放射性,说明形成该细胞时只进行了减数分裂
B.若细胞中只有1条染色体有放射性,说明形成该细胞至少经过了三次DNA 复制
C.细胞①③号染色体出现了等位基因,可能是染色体互换了片段的原因
D.若只有①②号染色体有放射性,说明形成该细胞的过程中只发生了1次有丝分裂
19.(22-23高一下·安徽合肥·期末)下图为烟草花叶病毒(TMV)对叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图,相关叙述正确的是( )
A.可分别标记TMV的RNA和蛋白质探究其遗传物质
B.图中“B型后代”是由RNA B和蛋白A组成
C.该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
D.该实验观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型
二、解答题
20.(23-24高一下·安徽亳州·期末)同位素标记法在生物学研究中具有广泛应用。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如³H、14C、32P、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。请回答相关问题:
(1)科学家用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源,第一组给植物提供H2O和C18O2,第二组给同种植物提供 ,在其他条件适宜且相同的条件下,第一组释放的氧气是 (填“18O2”或“O2”)。
(2)将15N标记的DNA分子放在14N的培养基,第一代只出现居中的DNA条带,这个结果可以排除 (填“全保留”或“半保留”)复制方式,第三代中含15N的DNA分子占总数的 。
(3)T2噬菌体是一种能够侵染大肠杆菌的病毒,若想用放射性同位素32P标记T2噬菌体,请补充基本操作思路:
①先用 。
②用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温一段时间后,再搅拌和离心。
③若发现上清液中放射性也较高,其原因可能是 。
21.(23-24高一下·安徽合肥·期末)甲图为正在复制的双链DNA 分子,其中①和②分别表示 DNA复制相关的两种酶。乙图中I、II、III均为大肠杆菌拟核中的双链环状DNA,I类型 DNA两条链均不含³²P标记,Ⅱ类型 DNA 两条链中只有其中一条链含³²P标记,Ⅲ类型 DNA两条链均含³²P标记。
注:实线表示不含³²P的脱氧核苷酸链;虚线表示含³²P的脱氧核苷酸链。
回答下列问题:
(1)真核细胞中,DNA复制的主要场所是 ,图甲中酶①能破坏DNA两条链之间的 键,若甲图中双链DNA分子的一条链上的(A+T)/(C+G)=m,则其互补链上(A+T)/(C+G)的值为 。
(2)若将不含³²P标记的大肠杆菌置于含有³²P的培养基中繁殖两代,再转到含有³¹P的培养基中繁殖两代,则理论上Ⅰ类型、Ⅱ类型和Ⅲ类型DNA的数量比为 。
22.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示为细胞中与基因有关的物质或结构,请分析并回答下列问题。
(1)基因和b的关系是 。
(2)遗传物质的主要载体是 (填字母及物质名称),基因和a的关系是 。
(3)c和b的关系是 ,b被彻底水解后的产物是 (填字母)。
(4)如果基因存在于 上,则其遗传方式与性别相关联,这就是 。这种遗传方式既遵循 定律,又有特殊性。
(5)b的空间结构是 。若其中的(A+T)/(G+C)=0.25,则G占总碱基数的比例为 ,其中一条单链中(A+T)/(G+C)=
23.(23-24高一下·安徽·期末)列甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可看成DNA的复制方式是 此过程遵循了 原则。
(2)指出乙图中序号代表的结构名称:1 ,7 ,8 ,10 。由乙图可看出DNA的基本骨架由 (填图中序号)交替连接而成。
(3)甲图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链。其中A是 酶,B是 酶。
(4)已知G和C之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,若某DNA片段中,碱基对为n,A有m个,则氢键数为 。
24.(23-24高一下·安徽六安·期末)1953年,沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,下图为DNA 分子结构模式图,请据图回答下列问题:
(1)6的名称是 ,3、4代表的是 (写出相应的符号,不要求顺序),图中有 个游离磷酸基团。
(2)某同学制作的DNA双螺旋结构模型中,一条链所用的碱基模块为A:C:T:G=1:2:3:4,则其互补链中,上述碱基模块的比应为 。
(3)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a,只含¹⁵N的DNA的相对分子质量为b,现将只含15N的DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中,当DNA复制开始时,双链DNA 分子通过 (写出两种酶)的作用,以脱氧核苷酸为原料,经过复制得到的子三代大肠杆菌的DNA 的平均相对分子质量为 。
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专题03 基因的本质
一、单选题
1.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)下列关于基因与染色体的表述正确的是( )
A.基因都在染色体上,是具有遗传效应的DNA片段
B.非等位基因在遗传时都遵循基因的自由组合定律
C.性染色体上的基因都与性别决定有关
D.性染色体上的基因在遗传时总是和性别相关联
【答案】D
【分析】基因在染色体上呈线性排列。位于性染色体上的基因,在遗传上总是和性别相关联,称为伴性遗传。
【详解】A、真核细胞的基因分为核基因和质基因,核基因位于染色体上,但质基因位于线粒体和叶绿体中,原核细胞的基因位于拟核,拟核中无染色体,A错误;
B、位于同源染色体上的非等位基因在遗传时不遵循基因的自由组合定律,B错误;
C 、性染色体上的基因不都与性别决定有关,如:果蝇红眼和白眼,C错误;
D、位于性染色体上的基因,在遗传上总是和性别相关联,D正确。
故选D。
2.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列有关真核生物核DNA分子结构及其复制过程的叙述,正确的是( )
A.合成两条DNA子链时,所消耗的嘌呤碱基数相等
B.DNA子链延伸时,游离的脱氧核苷酸添加到3’端
C.DNA每条链的5’端是羟基末端,3’端是磷酸末端
D.DNA复制后形成染色单体,从而导致染色体数目加倍
【答案】B
【分析】DNA复制需要的基本条件:(1)模板:解旋后的两条DNA单链;(2)原料:四种脱氧核苷酸;(3)能量:ATP;(4)酶:解旋酶、DNA聚合酶等。
【详解】A、DNA复制时遵循碱基互补配对,而亲代DNA两条链也互补配对,故合成两条DNA子链互补配对,故所消耗的嘌呤碱基数不一定相等,A错误;
B、子链延伸时是沿着5′→3′,故游离的脱氧核苷酸添加到3′端,B正确;
C、DNA每条链的5′端是磷酸基团末端,3′端是羟基末端,C错误;
D、DNA复制后形成染色单体,染色体数目不变,D错误。
故选B。
3.(23-24高一下·安徽宣城·期末)基因主要存在于染色体上。下列有关基因和染色体的关系的叙述正确的是( )
A.X染色体上基因的遗传与性别有关
B.X染色体上的碱基数目等于基因中碱基数目
C.基因的差异取决于碱基排列顺序及基因的空间结构
D.基因在染色体上呈线性排列,1条染色体含有多对等位基因
【答案】A
【分析】基因和染色体的关系:基因在染色体上,并且在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体。
【详解】A、性别与性染色体上有关,故X染色体上基因的遗传与性别有关,A正确;
B、基因通常是具有遗传效应的DNA片段,DNA上还有非基因片段,因此DNA中碱基对数目多于其上所有基因中碱基对的数目之和,B错误;
C、基因的差异取决于碱基排列顺序,而基因的空间结构相同,C错误;
D、基因在染色体上呈线性排列,等位基因一般位于同源染色体上,1条染色体含有多个非等位基因,D错误。
故选A。
4.(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)DNA 不仅具有一定的化学结构,还具有特殊的空间结构,其空间结构是( )
A.同一条 DNA 链上相邻碱基通过氢键连接
B.两个 DNA 分子盘旋而成的双螺旋结构
C.两条脱氧核苷酸链反向平行的双螺旋结构
D.脱氧核糖与磷脂交替连接排列在外侧
【答案】C
【分析】DNA分子结构的主要特点:DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G)。
【详解】A、DNA分子单链是脱氧核糖核苷酸的磷酸和另一个脱氧核糖核苷酸的脱氧核糖形成的磷酸二酯键连接形成的脱氧核糖核苷酸链,相邻的碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接,A错误;
BC、DNA的基本单位是脱氧核苷酸,两条脱氧核苷酸链反向平行的双螺旋结构,而非两个DNA分子盘旋而成的双螺旋结构,B错误、C正确;
D、脱氧核糖与磷脂交替连接排列在外侧,不是磷脂,D错误。
故选C。
5.(23-24高一下·安徽亳州·期末)下列有关DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.在DNA单链中,每个脱氧核糖均与2个磷酸基团相连
B.DNA中的核糖与磷酸交替连接,构成DNA的基本骨架
C.DNA中G-C碱基对所占比例越大,DNA的结构越稳定
D.DNA的多样性与碱基对排列顺序及DNA空间结构有关
【答案】C
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA一条链的3’端有一个脱氧核糖只连接一个磷酸,其余每个脱氧核糖均与2个磷酸基团相连,A错误;
B、DNA中的脱氧核糖与磷酸交替连接,构成DNA的基本骨架,B错误;
C、G-C之间为三个氢键,A-T之间为两个氢键,DNA中G-C碱基对所占比例越大,DNA的结构越稳定,C正确;
D、不同DNA的空间结构一般都是规则的双螺旋结构,与DNA多样性无关,D错误。
故选C。
6.(23-24高一下·安徽亳州·期末)下列与遗传物质探究相关实验的叙述,正确的是( )
A.艾弗里的体外转化实验中,对自变量的控制采用了减法原理
B.将S型活菌注射到小鼠体内,从死亡的小鼠体内能分离出R型菌
C.T2噬菌体侵染细菌实验中,若用肺炎链球菌代替大肠杆菌,实验结果相同
D.T2噬菌体侵染细菌实验证明大肠杆菌的遗传物质是DNA分子
【答案】A
【分析】肺炎链球菌体内转化实验:R型细菌→小鼠→存活;S型细菌→小鼠→死亡;加热杀死的S型细菌→小鼠→存活;加热杀死的S型细菌+R型细菌→小鼠→死亡。
【详解】A、艾弗里的体外转化实验中,每个实验加入一种酶,特异性的除去某种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,该实验对自变量的控制采用了减法原理,A正确;
B、S型菌不能转化为R型菌,因此将S型活菌注射到小鼠体内,从死亡的小鼠体内不能分离出R型菌,B错误;
C、噬菌体为专性寄生,T2噬菌体只能侵染大肠杆菌,不能侵染肺炎链球菌,C错误;
D、T2噬菌体侵染细菌实验证明T2噬菌体的遗传物质是DNA分子,D错误。
故选A。
7.(23-24高一下·安徽宿州·期末)艾弗里和他的同事将加热致死的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,将细胞提取物进行不同处理后加入培养基中培养R型菌,探索转化因子的化学本质。下列说法错误的是( )
A.为保证结果准确,需要设置不加酶的对照组
B.艾弗里的实验运用了减法原理来控制自变量
C.该实验结果表明DNA是S型细菌的主要遗传物质
D.在该实验基础上可进一步分析转化因子的理化性质
【答案】C
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里等人体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、为保证结果准确,提高实验结果的可信度,需要设置不加酶的对照组,A正确;
B、与常态比较,人为去除某种影响因素的称为减法原理,艾弗里的实验运用了减法原理来控制自变量,B正确;
C、该实验结果表明DNA是S型细菌的遗传物质,C错误;
D、为确认转化因子是 DNA,可进一步分析比较转化因子与DNA 的理化性质是否相似,D正确。
故选C。
8.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列有关“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需分别用含32P或35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.若用肺炎链球菌代替大肠杆菌,实验结果相同
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA分子
【答案】A
【分析】1、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验步骤首先获得35S和32P标记的T2噬菌体,然后再与未标记的大肠杆菌混合培养,然后适时保温后再搅拌、离心,最后通过检测上清液和沉淀物中的放射性高低,从而得出结论。
2、噬菌体是专性寄生物,不能在培养基中培养,只能在活体中培养。
【详解】A、S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用,A正确;
B、搅拌是为了将吸附在大肠杆菌上的蛋白质外壳与大肠杆菌分开,B错误;
C、T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌内的DNA病毒,因此不能用肺炎链球菌代替大肠杆菌完成此实验,C错误;
D、该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是 DNA,D错误。
故选A。
9.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)下图1为真核生物体内DNA 的平面结构模式图(部分),图2 是其发生的某种生理变化过程。下列分析错误的是( )
A.图1中④是组成DNA的基本单位之一
B.图1中①和②交替连接构成DNA的基本骨架
C.图2中生理过程遵循碱基互补配对原则
D.图 2中生理过程只在细胞核中发生
【答案】D
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、组成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸,图1中的④包括磷酸、脱氧核糖和含氮碱基C,是组成DNA的基本单位之一,A正确;
B、图1中①磷酸和②脱氧核糖交替连接,构成DNA的基本骨架,B正确;
C、图2中生理过程表示复制,遵循A-T、G-C的碱基互补配对原则,C正确;
D、图 2中生理过程表示转录,真核生物中主要发生在细胞核中,也可发生在线粒体和叶绿体中,D错误。
故选D。
10.(23-24高一下·安徽六安·期末)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程。下列叙述正确的是( )
A.格里菲思将R型活菌与加热杀死的S型菌混合注入小鼠体内,最终在死亡的小鼠体内只分离出S型菌
B.艾弗里的肺炎链球菌实验通过同位素标记法将蛋白质与DNA区分开,从而证明了DNA是遗传物质
C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,T2噬菌体的增殖需要大肠杆菌为其提供模板、原料、能量和酶等
D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明了RNA是该病毒的遗传物质,蛋白质不是该病毒的遗传物质
【答案】D
【分析】格里菲思的实验是推测S型死细菌提供了某种让R型细菌转化为S型活菌的转化因子;艾弗里的体外转化实验,则是证明了DNA是遗传物质;赫尔希和蔡斯的T2噬菌体转化实验,运用同位素标记法,证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、格里菲思的体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌部分转化为S型细菌,但也有R型活细菌,A错误;
B、艾弗里的体外转化实验并未运用同位素标记法,B错误;
C、T2噬菌体的增殖需要大肠杆菌为其提供原料、能量和酶等,而模板则是自身提供,C错误;
D、烟草花叶病毒感染烟草实验中,一组是用分离的烟草花叶病毒的蛋白质外壳,一组是用其RNA,只有含烟草花叶病毒RNA的一组才被感染了,说明RNA是该病毒的遗传物质,蛋白质不是该病毒的遗传物质,D正确;
故选D。
11.(23-24高一下·安徽六安·期末)下列有关科学家及其探索历程的叙述中正确的是( )
A.卡尔文用“同位素标记法”证明了植物光合作用的场所是叶绿体
B.孟德尔第一定律阐述了等位基因彼此分离到不同的配子中,随配子遗传给后代
C.在发现遗传本质的过程中,孟德尔和摩尔根的实验都运用了假说一演绎法
D.富兰克林通过拍摄的DNA分子X射线衍射图谱,推导出DNA呈双螺旋结构
【答案】C
【分析】孟德尔和摩尔根的实验都运用了假说—演绎法;沃森和克里克通过拍摄的DNA分子X射线衍射图谱,推导出DNA呈双螺旋结构;中心法则是由克里克提出的;达尔文提出了自然选择学说。
【详解】A 、卡尔文用“同位素标记法”证明了碳元素在光合作用中的转移途径,而非证明植物光合作用的场所是叶绿体,A错误;
B、孟德尔第一定律:在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代,B错误;
C 、在发现遗传本质的过程中,孟德尔通过豌豆杂交实验,摩尔根通过果蝇杂交实验,都运用了假说一演绎法,C正确;
D 、沃森和克里克依据富兰克林拍摄的 DNA 分子 X 射线衍射图谱及相关数据,推导出 DNA 呈双螺旋结构,D错误。
故选C。
12.(23-24高一下·安徽合肥·期末)下列叙述错误的有几项( )
①进行有性生殖的生物通过有丝分裂产生原始生殖细胞
②在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,利用了加法原理
③性状分离是子代中同时出现显性性状和隐性性状的现象
④玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对
⑤性别受性染色体控制,且性染色体上的基因均与性别决定有关
⑥孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
【答案】D
【分析】【分析】1、性状分离是杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
2、决定性别的基因位于性染色体上,但性染色体上的基因不都决定性别,性染色体上的遗传方式都与性别相关联,称为伴性遗传。
【详解】①进行有性生殖的生物在产生原始生殖细胞时进行有丝分裂,①正确;
②在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,利用了减法原理,②错误;
③性状分离是杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象,③错误;
④玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中已无同源染色体,染色体数目为10条,④错误;
⑤决定性别的基因位于性染色体上,但性染色体上的基因不都与性别决定有关,如人类的红绿色盲基因位于X染色体上,但与性别决定无关,⑤错误;
⑥约翰逊提出了基因型和表型的概念,⑥错误。
故选D。
13.(22-23高一下·安徽宣城·期末)下图表示DNA分子结构示意图,有关分析错误的是( )
A.图中1所指的末端是DNA单链的3-端
B.图中2的存在增加了DNA结构的稳定性
C.图中3连接的是磷酸基团和脱氧核糖
D.图中4代表的名称是鸟嘌呤脱氧核苷酸
【答案】A
【分析】DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构,其外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结构成基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A-T、C-G、T-A、G-C。
【详解】A、图中1所指的末端有一个游离的磷酸基团,这一端称作5'-端,A错误;
B、图中2为氢键,氢键的存在增加了DNA结构的稳定性,B正确;
C、图中3为磷酸二酯键,磷酸二酯键连接的是磷酸基团和脱氧核糖,C正确;
D、根据碱基互补配原则,图4中的碱基为G,故图中4代表的名称是鸟嘌呤脱氧核苷酸,D正确。
故选A。
14.(22-23高一下·安徽合肥·期末)摩尔根运用假说一演绎法证明了基因在染色体上,此后,基因在人们的认识中不再是抽象的“因子”,随着细胞质基因、病毒等的发现,人们对基因又有了新认识。下列说法错误的是( )
A.细胞中的DNA数目总是少于基因数目
B.细胞生物的基因都是有遗传效应的DNA片段
C.流感病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
D.基因是碱基对随机排列的DNA片段
【答案】D
【分析】基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位。基因在染色体上,并且在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体。
【详解】A、由于基因是DNA的片段,所以细胞中的DNA数目总是少于基因数目,A正确;
B、由于细胞生物的遗传物质是DNA,所以基因都是有遗传效应的DNA片段,B正确;
C、由于流感病毒的遗传物质是RNA,所以其基因是有遗传效应的RNA片段,C错误;
D、基因通常是有遗传效应的DNA片段,具有特定的碱基对排列顺序,而不是碱基对随机排列的DNA片段,D错误。
故选D。
15.(22-23高一下·安徽阜阳·期末)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生( )
A.新的噬菌体DNA合成
B.利用细菌的氨基酸和酶合成噬菌体外壳蛋白质
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
【答案】C
【分析】噬菌体属于DNA病毒,在繁殖时只会提供模板DNA,其余的原料、酶以及能量均由大肠杆菌提供。
【详解】A、T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,会有新的噬菌体DNA合成,A正确;
B、噬菌体是由蛋白质外壳以及DNA组成,不能独立生存,所以T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,会利用细菌的氨基酸和酶合成噬菌体外壳蛋白质有新的噬菌体蛋白质外壳合成,B正确;
C、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立进行代谢活动,其自身是无法完成转录过程的,需要在大肠杆菌体内在大肠杆菌提供的RNA聚合酶作用下转录出RNA,C错误;
D、噬菌体通过吸附注入过程,将自身的遗传物质注入到大肠杆菌的体内,所以合成的噬菌体RNA会与大肠杆菌的核糖体结合,D正确。
故选C。
16.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)若用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,则对于子代噬菌体的叙述,正确的是( )
A.外壳可能含有3H B.DNA可能含有3H
C.外壳和DNA都可能含有3H D.外壳和DNA都不可能含有3H
【答案】B
【分析】用3H标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,DNA注入细菌,而外壳留在外面;进入细菌体内的DNA以细菌的脱氧核苷酸为原料,以自身的DNA为模板,进行DNA半保留复制,所得的子代噬菌体中,外壳全部不含3H,部分DNA含3H。
【详解】A、子代噬菌体的蛋白质外壳是利用大肠杆菌的氨基酸合成的,而大肠杆菌本身未被标记,因此外壳不可能含有3H,A错误;
B、噬菌体侵染大肠杆菌时,DNA注入大肠杆菌,然后以大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料,以自身的DNA为模板,进行DNA复制,由于DNA是半保留复制,形成的子代DNA中有少部分含有亲代DNA链,因此含3H,大部分DNA不含有亲代DNA链,因此不含3H,所以说子代噬菌体的DNA可能含有3H,B正确;
C、由B分析可知,子代噬菌体的蛋白质外壳不可能含有3H,C错误;
D、由B分析可知,子代噬菌体的DNA可能含有3H,D错误。
故选B。
17.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)下列关于细胞中DNA复制的叙述,正确的是( )
A.DNA复制方式为全保留复制 B.DNA复制过程不需要能量
C.DNA复制过程不需要酶 D.DNA复制是边解旋边复制的过程
【答案】D
【分析】DNA复制时间:有丝分裂和减数分裂间期。DNA复制条件∶模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核昔酸)。DNA复制过程:边解旋边复制。DNA复制特点∶半保留复制。DNA复制结果:一条DNA复制出两条DNA。DNA复制意义︰通过复制,使亲代的遗传信息传递给子代,使前后代保持一定的连续性。
【详解】A、DNA复制方式是半保留复制,A错误;
BC、DNA复制过程中,要消耗ATP并且需要酶的催化,BC错误;
D、DNA的复制过程是边解旋边复制,D正确。
故选D。
18.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)一条DNA链的部分序列是5'-GCTACC-3',那么它的互补链的序列是( )
A.5'-CGATGG-3' B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTAGC-3' D.5'-CCATAG-3'
【答案】C
【分析】DNA的两条链反向平行,遵循碱基互补配对原则,A与T配对,G与C配对。
【详解】一条DNA单链的序列是5'—GCTACC—3',它的互补链与之方向相反且遵循碱基互补配对原则,因此序列为5'—GGTAGC—3',C正确,ABD错误。
故选C。
19.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)下列关于基因与染色体之间的关系中,叙述错误的是( )
A.萨顿通过实验证明了基因在染色体上 B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有许多个基因 D.人体细胞中有少量基因不在染色体
【答案】A
【分析】基因是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位,DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸。基因在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、萨顿通过观察基因和染色体行为,运用类比推理法提出基因位于染色体上的假说,但是没有通过实验证明了基因在染色体上,A错误;
B、基因主要存在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,B正确;
C、基因通常是具有遗传效应的DNA片段,一条染色体上通常含有1个或2个DNA,因此一条染色体上有许多个基因,C正确;
D、人体细胞中有少量基因不在染色体上,而是在细胞质(线粒体)中,D正确。
故选A。
20.(22-23高一下·安徽蚌埠·期末)下列关于染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的叙述,错误的是( )
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段,也可以是有遗传效应的RNA片段
B.DNA的基本单位是脱氧核苷酸
C.DNA是主要的遗传物质,基因在染色体上呈线性排列
D.1条染色体上有1个或2个DNA分子,DNA都在染色体上
【答案】D
【分析】基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位;基因在染色体上,并且在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体。
【详解】A、绝大数生物的遗传物质为DNA,基因通常是有遗传效应的DNA片段,对于遗传物质是RNA的生物而言,基因是有遗传效应的RNA片段,A正确;
B、DNA是由脱氧核苷酸聚合而成,DNA的基本单位是脱氧核苷酸,B正确;
C、绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此,DNA是主要的遗传物质,基因在染色体上呈线性排列,每条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,C正确;
D、1条染色体上有1个或2个DNA分子,染色体是DNA的主要载体,有的DNA存在于线粒体和叶绿体中,D错误。
故选D。
21.(22-23高一下·安徽黄山·期末)含有m个腺嘌呤的DNA分子,第n次复制需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数( )
A.m×2n B.m×2n-1个 C.m×2n+1个 D.无法确定
【答案】B
【分析】已知DNA分子中的某种脱氧核苷酸数,求复制过程中需要的游离脱氧核苷酸数:(1)设一个DNA分子中有某核苷酸m个,则该DNA复制n次,需要该游离的该核苷酸数目为(2 n-1)×m个。(2)设一个DNA分子中有某核苷酸m个,则该DNA完成第n次复制,需游离的该核苷酸数目为2n-1×m个。
【详解】某DNA分子中含腺嘌呤m个,即A=m个,根据碱基互补配对原则,T=A=m个,DNA分子复制的方式是半保留复制,1个DNA第n次复制需要某一种脱氧核苷酸的数目=(2 n -1)×m,其中n表示复制的次数,m表示一个DNA分子含有该脱氧核苷酸的数目,因此第n次复制需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数m×2n-1个,B正确,ACD错误。
故选B。
22.(22-23高一下·安徽滁州·期末)1953年美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出了DNA双螺旋结构模型,在生物学发展史上具有里程碑式的意义。下列关于双链DNA的叙述,错误的是( )
A.DNA两条单链碱基数量相等,两条单链之间A与T相等
B.DNA分子具有多样性的原因之一是其空间结构千差万别
C.G/C碱基对之间有3个氢键,A/T碱基对之间有2个氢键
D.双链DNA的4种碱基的排列顺序之中蕴藏着遗传信息
【答案】B
【分析】DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
【详解】A、DNA两条单链碱基互补配对,因此DNA两条单链的碱基数量相等,两条单链之间A与T相等,A正确;
B、DNA分子具有多样性的原因之一是其碱基对的排列顺序千差万别,而空间结构都是双螺旋结构,B错误;
C、G/C碱基对之间有3个氢键,A/T碱基对之间有2个氢键,氢键越多DNA结构越稳定,C正确;
D、双链DNA的4种碱基的排列顺序之中蕴藏着遗传信息,不同DNA差异在于碱基对的排列顺序不同,D正确。
故选B。
23.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)下列有关遗传学实验原理或方法的叙述,正确的是( )
A.萨顿运用假说-演绎法提出基因在染色体上
B.为鉴定高茎豌豆是否为纯合子,最简便的方法是测交
C.为确定果蝇眼色性状的遗传方式是否属于伴性遗传,可进行正反交实验
D.艾弗里运用“加法原理”提出DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质
【答案】C
【分析】加法原理是绐研究对象施加自变量进行干预。也就是说,实验的目的是为了探求某一变量会产生什么结果,即知道自变量,不知道因变量。减法原理是排除自变量对研究对象的干扰,同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言,结果已知,但不知道此结果是由什么原因导致的,实验的目的是为了探求确切的原因变量。
【详解】A、萨顿运用类比推理法提出基因在染色体上的假说,A错误;
B、为鉴定高茎豌豆是否纯合子,最简便的方法是自交,若子代出现性状分离,则是杂合子,B错误;
C、为确定果蝇眼色性状是否属伴性遗传,可进行正反交实验,若正反交结果不同,可证明是伴性遗传,C正确;
D、艾弗里的实验运用“减法原理”,即通过逐步加入不同的酶去除不同物质的作用,证明DNA是使R型菌产生稳定性遗传变化的物质,D错误。
故选C。
24.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基是通过下列哪种结构连接起来的( )
A.2个氢键
B.3个氢键
C.—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
D.—磷酸—脱氧核糖—磷酸—
【答案】C
【分析】DNA双螺旋结构的主要特点如下①DNA是由两条单链组成的,这两条链按平行方式盘旋成双螺旋结构。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,碱基之间配对时遵循碱基互补配对原则,即A总是与T配对、C总是与G配对。
【详解】A、DNA双链中的A-T碱基对之间通过2个氢键相连,单链中相邻碱基之间不是通过2个氢键相连的,A错误;
B、DNA双链中的C-G碱基对之间通过3个氢键相连,单链中相邻碱基之间不是通过3个氢键相连的,B错误;
C、每个脱氧核苷酸中碱基与脱氧核糖相连,脱氧核糖与磷酸相连,在一条DNA单链中,上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与下一个脱氧核苷酸的磷酸相连,因此在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基是通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接起来的,C正确;
D、—磷酸—脱氧核糖—磷酸—交替连接排列在DNA外侧,构成DNA的基本骨架,DNA单链中的相邻碱基之间不是通过该结构进行连接的,D错误。
故选C。
25.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)下图为果蝇DNA的电镜照片,图中箭头所指的泡状结构为DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。下列分析错误的是( )
A.DNA有多个复制起点
B.复制时先全部解旋,再进行半保留复制
C.一个DNA分子上出现多个复制泡可提高复制效率
D.DNA复制需要模板、原料、能量和酶等条件
【答案】B
【分析】DNA分子复制:(1)场所:主要在细胞核,在线粒体和叶绿体中也能进行;(2)时间:有丝分裂和减数分裂间期;(3)模板:DNA的双链;(4)条件:原料(四种游离的脱氧核苷酸)、模板(DNA的两条链)、酶(解旋酶和DNA聚合酶)、能量ATP;(5)方式:半保留复制;(6)原则:碱基互补配对原则;(7)复制过程:边解旋边复制;(8)产物:DNA分子。
【详解】AC、复制泡大小可判断复制起始的早晚,照片中复制泡大小不一,推测复制起点并非同时启用,即DNA有多个复制起点,一个DNA分子上出现多个复制泡可提高复制效率,AC正确;
B、DNA分子复制的特点是边解旋边复制和半保留复制,B错误;
D、DNA复制需要模板(DNA的两条链)、原料(4种脱氧核苷酸)、能量(ATP)和酶(解旋酶和DNA聚合酶)等条件,D正确。
故选B。
26.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)学生在“制作DNA双螺旋结构模型”的探究实践中,下列思考错误的是( )
A.DNA分子两条链按照反向平行方式盘旋成双螺旋结构
B.DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架,排列在外侧
C.DNA分子的碱基对排列在内侧
D.DNA分子不同的空间结构构成了DNA分子的多样性
【答案】D
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA分子通常具有两条链,两条链按照反向平行方式盘旋成双螺旋结构,A正确;
BC、DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架,排列在外侧,构成基本骨架;DNA分子的碱基对排列在内侧,且遵循A-T、G-C的碱基互补配对原则,BC正确;
D、一般而言,DNA分子空间结构相同,都是双螺旋结构;DNA分子中脱氧核苷酸多样的排列顺序构成了DNA分子的多样性,D错误。
故选D。
27.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记技术证明噬菌体(下图)的遗传物质是DNA,该实验用35S标记了( )
A.② B.③ C.①和② D.①和③
【答案】D
【分析】赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌的实验分别用32P和35S标记了噬菌体中的核酸(DNA)和蛋白质,通过观察沉淀物和上清液的放射性强度、以及子代噬菌体是否具有放射性来得出实验结论。
【详解】噬菌体是DNA病毒,其成分包括DNA和蛋白质,图中①和③代表的是其蛋白质外壳,②代表的是其核酸DNA,DNA由C、H、O、N、P元素组成,蛋白质一般包含C、H、O、N、S等元素,因此赫尔希和蔡斯实验中,用具有放射性的35S标记的是蛋白质①和③,ABC错误,D正确,故选D。
二、解答题
28.(23-24高一下·安徽淮南·期末)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤,请据图回答下列问题:
(1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是 。实验时,用来与被标记的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5min,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 。
(3)在正确的实验操作下,35S组实验的保温时间和上清液放射性强度的关系为 。(填序号)
【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噬菌体即可获得 不带有
(2) 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中,且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体
(3)④
【分析】1、噬菌体侵染大肠杆菌实验中,搅拌的目的:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的:让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
2、32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌中,保温时间过短,部分噬菌体未浸染大肠杆菌,离心后,上清液有放射性;保温时间过长,部分噬菌体增殖后释放出来,离心后,上清液有放射性。35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌中,搅拌不充分,少量噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,沉淀物中出现放射性。
【详解】(1)为了能够观察到DNA和蛋白质的传递过程,赫尔希和蔡斯采用同位素标记法进行。首先要获得含有35S标记或32P标记的噬菌体,由于噬菌体是非细胞生物,必须寄生在活细胞中才能繁殖,因此需要首先标记大肠杆菌,然后再让噬菌体去侵染标记的大肠杆菌,其具体操作是在分别含有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噬菌体即可获得。实验时,用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌不带有放射性,这样才能观察到噬菌体DNA和蛋白质的传递方向。
(2)实验过程中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,随后通过离心使噬菌体颗粒和大肠杆菌分离。搅拌5min,被侵染细菌的成活率为100%,这说明大肠杆菌没有裂解释放子代噬菌体,而上清液中仍有32P放射性出现,则说明有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中。
(3)由于35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,且蛋白质外壳不进入大肠杆菌,所以在35S组实验中,保温时间和上清液放射性强度没有关系,为图④。
29.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可看出DNA复制的方式是 。
(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,则A是 酶,B是 酶。
(3)乙图中,7是 。DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和 交替连接而成;DNA分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对。
【答案】(1)半保留复制
(2) 解旋 DNA聚合
(3) (胸腺嘧啶)脱氧(核糖)核苷酸 磷酸 氢键
【分析】题图分析,甲图是DNA分子复制过程,A的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开,形成单链DNA,因此A是DNA解旋酶,B是催化以DNA单链d为模板形成DNA分子的子链c,因此B是DNA聚合酶,由图可以看出形成的新DNA分子中都含有一条模板链和一条子链,因此DNA分子的复制是半保留复制;图乙是DNA分子的平面结构,1是碱基C,2是碱基A,3是碱基G,4是碱基T,5是脱氧核糖,6是磷酸,7是脱氧核糖核苷酸,8是碱基对,9是氢键,10是脱氧核糖核苷酸链。
【详解】(1)结合甲图可以看出,新合成的子代DNA中均包含亲代DNA的一条链,因此,DNA分子的复制方式是半保留复制。
(2)甲图中,A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开,因此是解旋酶;B酶的作用是催化形成DNA子链进而进行DNA分子的复制,是DNA聚合酶。
(3)图乙中,7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸;DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接构成了DNA分子的基本骨架;DNA分子中两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对,且两条链的方向是反向平行的。
一、单选题
1.(23-24高一下·安徽合肥·期末)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是( )
A.基因一般是具有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因
B.一个DNA含有许多个脱氧核苷酸,DNA的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
C.染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有1个或2个DNA分子
D.DNA分子的基本骨架由核糖和磷酸交替排列形成
【答案】D
【分析】基因一般是指具有遗传效应的DNA片段,其基本组成单位是脱氧核苷酸;一个DNA分子上可含有成百上千个基因,而DNA主要分布在细胞核的染色体上,因此染色体是基因的主要载体,且基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、基因一般是指具有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因,A正确;
B、DNA的组成单位是脱氧核苷酸,且脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,也决定了DNA的特异性,B正确;
C、DNA主要分布在细胞核的染色体上,因此染色体是DNA的主要载体,且一条染色体上含有1个(间期或末期)或2个DNA分子(分裂期),C正确;
D、DNA 分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替排列形成,D 错误。
故选D。
2.(23-24高一下·安徽合肥·期末)下图为DNA分子部分片段的示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.DNA分子中甲链和乙链的方向相反
B.解旋酶作用于②,DNA聚合酶作用于①
C.甲链相邻两个碱基通过碱基互补配对形成氢键
D.若该分子中GC含量高,则热稳定性较好
【答案】C
【分析】题图分析:图示为DNA分子部分片段的示意图,其中①为磷酸二酯键,②为氢键,③为腺嘌呤,④为胞嘧啶,⑤为鸟嘌呤,⑥为胸腺嘧啶。
【详解】A、DNA分子中甲链和乙链的方向相反,A正确;
B、解旋酶作用于②氢键,DNA聚合酶作用于①磷酸二酯键,B正确;
C、DNA单链上相邻碱基以—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接,C错误;
D、由于C-G之间有3个氢键,A-T之间有2个氢键,因此若该分子中GC含量高,则热稳定性较好,D正确。
故选C。
3.(23-24高一下·安徽合肥·期末)赫尔希和蔡斯利用同位素标记的T2噬菌体侵染未标记细菌的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在含有标记的培养基中培养T2噬菌体,可得到被标记的噬菌体
B.图中搅拌的作用是使细菌外的噬菌体与细菌分离
C.短时间保温的目的是保证大肠杆菌未被裂解
D.由图实验结果可知,该实验利用的放射性同位素为32P
【答案】A
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S 或 32P标记噬菌体→ 噬菌体与大肠杆菌混合培养→ 噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质;该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、T2噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立生存,必须寄生在活细胞中才能增殖,因此不能用含32P的动物细胞培养液中培养,而应该用含32P的大肠杆菌培养并标记噬菌体,A错误;
B、搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开,B正确;
C、若保温时间过长,大肠杆菌会裂解死亡,新产生的噬菌体会释放出来,C正确;
D、大肠杆菌裂解后释放出子代噬菌体,最后结果是沉淀物放射性很高,上清液放射性很低,因此推测该实验利用的放射性同位素为32P标记了噬菌体的DNA,D正确。
故选A。
4.(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)某兴趣小组以肺炎链球菌为材料进行如图所示实验,其中细胞提取物是加热致死的S型菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。下列叙述正确的是( )
A.混合培养后仅有①②③组培养基上会出现表面粗糙的菌落
B.混合培养后出现的S型菌的遗传物质与原S型菌不完全相同
C.R 型菌转化为S 型菌的实质是S型菌DNA 整合到了R 型菌的染色体上
D.R 型菌转化为S型菌证明了 DNA 是S型菌主要的遗传物质
【答案】B
【分析】在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,艾弗里将S型细菌的提取物分别加入蛋白酶、酯酶、RNA酶和DNA酶,以除去相应的分子,研究它们各自的作用。艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。
【详解】A、R型菌菌落表面粗糙,混合培养后4组的平板培养基上均会有R型菌,A错误;
B、混合培养后出现的S型菌是由R型菌吸收S型菌DNA转化而来,故S型菌与原S型菌的遗传物质不完全相同,B正确;
C、R型菌转化为S型菌,说明S型菌的DNA整合到了R型菌的DNA上,肺炎链球菌是原核生物,无染色体,C错误;
D、R 型菌转化为S型菌证明了 DNA 是S型菌的遗传物质,D错误。
故选B。
5.(23-24高一下·安徽铜陵·期末)原核细胞DNA复制过程的局部示意图如下,据图分析错误的是( )
A.其中一条子链由多个片段连接而成,说明DNA复制有多个起点
B.DNA聚合酶与解旋酶位置靠近,说明DNA复制是边解旋边复制
C.每条子链与其模板链组成新的DNA,说明DNA复制是半保留复制
D.图中子链延伸方向,说明DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸连接到3'端
【答案】A
【分析】DNA分子复制的过程:
①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。
②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。
③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、其中一条子链由多个片段连接而成,说明DNA复制是不连续的,不能说明多起点复制,A错误;
B、DNA聚合酶与解旋酶位置靠近,说明DNA复制是边解旋边复制,即解旋还未完成,复制就已经开始,B正确;
C、每条子链与其模板链组成新的DNA,说明DNA复制是半保留复制,即子代DNA中均保留了亲代DNA分子的一条链,C正确;
D、图中子链延伸方向相反,说明DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸连接到3'端,即子链的延伸方向是5’→3’,D正确。
故选A。
6.(23-24高一下·安徽铜陵·期末)用35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,短时间保温后,用搅拌器搅拌,离心后,检测上清液与沉淀物中的放射性物质。下列叙述正确的是( )
A.35S标记在T2噬菌体的DNA分子上
B.放射性物质主要分布在沉淀物中
C.实验中进行搅拌与离心的目的相同
D.保温时间不影响各部位放射性强度
【答案】D
【分析】噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。32P标记的是噬菌体的DNA分子,在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,DNA分子进入大肠杆菌,经离心后处于沉淀物中,由此可知上清液中不应该带有放射性。
【详解】A、DNA分子由C、H、O、N、P元素组成,无S,A错误;
B、35S标记在T2噬菌体的蛋白质分子上,因此放射性物质主要分布在上清液,B错误;
C、搅拌是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与细菌分离,离心让噬菌体外壳等与大肠杆菌分别析出到上清液、沉淀物,C错误。
D、35S标记蛋白质的组,保温时间长短对实验结果无影响,D正确;
故选D。
7.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)下列关于DNA分子复制的叙述,错误的是( )
A.体内DNA分子复制时利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下解开双链
B.DNA边解旋边复制的特点保证了亲子代DNA遗传信息传递的准确性
C.细胞内发生DNA复制时,DNA分子数目增加,但染色体数目不增加
D.若某双链DNA含400个碱基T,则第3次复制时需消耗1600个碱基T
【答案】B
【分析】DNA分子的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂之前的间期,是一个边解旋边复制的过程。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,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。新复制出的两个DNA分子,通过细胞分裂分配到两个子细胞中去。
【详解】A、体内DNA分子复制时利用细胞呼吸产生的ATP提供的能量,在解旋酶的作用下解开双链,A正确;
B、DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,它能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性,碱基互补配对原则保证了复制准确无误地进行,B错误;
C、细胞内发生DNA复制时,复制的结果是DNA数目增加,但染色体数目并未增加,C正确;
D、第3次复制时需消耗(23-22)×400=1600个碱基T,D正确。
故选B。
8.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养,使其繁殖3代后提取DNA进行离心,下列有关说法错误的是( )
A.DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则
B.第三代所有大肠杆菌的DNA都含有14N
C.预测第三代大肠杆菌的DNA离心后试管中出现三条带
D.不含有15N的DNA占全部大肠杆菌DNA的比例为3/4
【答案】C
【分析】一个双链DNA分子,复制n次,形成的子代DNA分子数为2n个。根据DNA分子半保留复制特点,不管亲代DNA分子复制几次,子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个,占子代DNA总数的2/2n。
【详解】A、DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则,A一定与T配对,G一定与C配对,A正确;
BC、DNA的复制是以半保留的方式进行的,子三代中,大肠杆菌有两种DNA分子,分别为14N/14N-DNA和15N/14N-DNA,即所有大肠杆菌的DNA至少一条链含有14N,两种DNA分子离心后会出现两条带,B正确,C错误;
D、繁殖3代后提取DNA共8个,含有15N的DNA为2个,不含有15N的DNA为6个,占全部大肠杆菌DNA的比例为3/4,D正确。
故选C。
9.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)如图为某DNA片段的平面结构图,下列说法错误的是( )
A.右侧单链的碱基序列可表示为5’-CTTA-3’
B.DNA分子的特异性与其碱基排列顺序有关
C.③与④交替连接构成DNA分子的基本骨架
D.双链DNA分子中,嘌呤与嘧啶的数量相等
【答案】A
【分析】DNA分子是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧,两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对,碱基之间遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
【详解】A、含游离磷酸基团的一侧为5',因此图中右侧所展示的单链碱基序列可表示为3'-CTTA-5',A错误;
B、结构决定功能,DNA分子的特异性与其碱基的排列顺序有关,B正确;
C、DNA分子的基本骨架是脱氧核糖和磷酸基团交替连接,即③与④交替连接构成了DNA分子的基本骨架,C正确;
D、根据碱基互补配对原则A腺嘌呤与T胸腺嘧啶配对,C胞嘧啶与G鸟嘌呤配对,即嘌呤数目与嘧啶数目相等,D正确;
故选A。
10.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)有关赫尔希和蔡斯用35S标记T2噬菌体浸染细菌实验的说法,正确的是( )
A.细菌为噬菌体的增殖提供模板、原料、能量和酶
B.搅拌目的是将噬菌体的蛋白质外壳与DNA分开
C.该实验现象证明了DNA是噬菌体的遗传物质
D.实验过程中搅拌不充分会使沉淀物的放射性升高
【答案】D
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P);
2、噬菌体的繁殖过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放;
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质.实验结论:DNA是遗传物质
【详解】A、细菌为噬菌体的增殖提供原料、能量和酶,模板由噬菌体提供,A错误;
B、搅拌目的是将噬菌体与大肠杆菌分开,B错误;
C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留在细菌外,35S标记T2噬菌体浸染细菌实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质,需要与32P实验组的实验结果进行对比,C错误;
D、搅拌如果不充分会导致噬菌体不能与大肠杆菌分开,会使沉淀物的放射性升高,D正确。
故选D。
11.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)下列有关遗传物质探索历程中相关实验的叙述,正确的是( )
A.格里菲思的实验中由R型菌转化成的S型细菌是不能稳定遗传的
B.艾弗里的实验中加入了RNA酶,遵循了实验设计的“加法”原理
C.赫尔希和蔡斯的实验思路是将蛋白质与DNA分开,单独观察它们的作用
D.以上三个实验都可直接证明DNA作为遗传物质能指导蛋白质的合成
【答案】C
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌,艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质;
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、格里菲思的实验中由R型菌转化成的S型细菌的原因是基因重组,由于细菌进行的是二分裂,因而是可以稳定遗传的,A错误;
B、艾弗里的实验中加入了 RNA酶,目的是除去S型菌细胞提取物中的RNA,因而遵循了实验设计的“减法”原理,B错误;
C、赫尔希、蔡斯的实验思路是将DNA和蛋白质分开,直接地、单独地去观察各自的作用,进而得出相应的结论,C正确;
D、以上三个实验都没有直接证明DNA 作为遗传物质能指导蛋白质的合成,D错误。
故选C。
12.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)20世纪中叶开始,科学家不断通过实验探究遗传物质的本质,使生物学研究进入分子生物学领域。其中最具有代表性的有格里菲思、艾弗里、蔡斯和赫尔希等人所做的经典实验,下列相关叙述错误的是( )
A.格里菲思通过实验,推断出S型细菌体内有“转化因子”
B.艾弗里将细胞提取物分别进行不同处理后再进行转化实验,利用了加法原理
C.赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术,证明了DNA 才是噬菌体的遗传物质
D.从烟草花叶病毒中提取出来的RNA 能使烟草感染病毒,说明某些病毒的遗传物质为RNA
【答案】B
【分析】肺炎链球菌转化实验:使用两种不同类型的肺炎链球菌感染小鼠,①组注射R型活细菌,小鼠不死亡;②组注射S型活细菌,小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌;③组注射加热致死的S型细菌,小鼠不死亡;④组注射R型活菌与加热致死的S型细菌,小鼠死亡,从小鼠尸体分离出S型活细菌。
【详解】A、格里菲思提出S型细菌体内有“转化因子”的实验推论,理由是加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后出现了活的S型细菌,A正确;
B、艾弗里将细胞提取物分别加入不同的酶除去某一种物种后再进行转化实验,利用了减法原理,B错误;
C、赫尔希和蔡斯以T2噬菌体和大肠杆菌为实验材料,采用放射性同位素标记法,证明DNA是遗传物质,C正确;
D、从烟草花叶病毒中提取出来的RNA能使烟草感染病毒,只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,即表明有的生物的遗传物质是RNA,D正确。
故选B。
13.(23-24高一下·安徽合肥·期末)沃森和克里克发现了 DNA 双螺旋结构,开启了分子生物学时代,DNA 条形码(DNA Bar-code)技术就是一种利用一个或者多个特定的小段 DNA进行物种鉴定的分子生物学技术。下图中展示的中药材DNA条形码就是中药材的基因身份证。下列叙述正确的是( )
\
A.DNA双螺旋结构的发现运用了模型构建法
B.中药材遗传信息的“条形码”源于DNA 分子中脱氧核苷酸的连接方式不同
C.不同种类中药材细胞的DNA分子不同,不同DNA分子水解产物种类不同
D.由于DNA具有多样性,DNA条形码无法用于鉴定物种及物种间亲缘关系
【答案】A
【分析】核酸包括DNA和RNA,DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖,一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、T、C、G。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖,一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、U、C、G。
【详解】A、DNA双螺旋结构的发现运用了模型构建法,DNA双螺旋结构为物理模型,A正确;
B、中药材的遗传物质是 DNA,遗传信息就储存在脱氧核苷酸的排列顺序中,故中药材遗传信息的“条形码”源于DNA 分子中脱氧核苷酸的排列顺序不同,B错误;
C、不同种类的中药材细胞中的 DNA分子不同,但不同的DNA分子彻底水解的产物是相同的,都是磷酸基团、脱氧核糖和4种含氮碱基,C错误;
D、由于DNA分子具有特异性,因此可以利用DNA条形码可以鉴定物种及物种间亲缘关系,D错误。
故选A。
14.(23-24高一下·安徽合肥·期末)左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性,阻止细菌 DNA 的复制而导致细菌死亡。迄今为止,只在原核生物中发现了 DNA 旋转酶。下列相关叙述错误的是( )
A.左氧氟沙星不影响人体细胞的DNA 复制
B.DNA复制时,两条子链均从5'端向 3'端方向延伸
C.梅塞尔森和斯塔尔提出了 DNA半保留复制的假说,并设计实验证明
D.当皮肤发生真菌感染时,用左氧氟沙星治疗效果不佳
【答案】C
【分析】1、DNA的复制: (1)时间:有丝分裂间期和减数分裂间期; (2)条件:模板-DNA双链、原料-细胞中游离的四种脱氧核苷酸、能量-ATP、多种酶; (3) 过程:边解旋边复制,多起点复制; (4)方式:半保留复制。 2、DNA分子复制的方式是半保留复制,且合成两条子链的方向是相反的。
【详解】A、左氧氟沙星通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性,阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡,迄今为止,只在原核生物中发现了DNA旋转酶,所以左氧氟沙星不会抑制DNA聚合酶的活性从而抑制人体细胞的DNA复制,A正确;
B、DNA复制时以每条链为模板,DNA聚合酶只能沿模板链的3'端→5'端方向移动,子链延伸方向是5'端→3'端,B正确;
C、梅塞尔森和斯塔尔利用同位素标记法验证DNA的半保留复制,但没有提出DNA半保留复制的假说,C错误;
D、分析题意,左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性,故当皮肤发生真菌感染时,用左氧氟沙星治疗效果不佳,D正确。
故选C。
15.(23-24高一下·安徽合肥·期末)DNA双螺旋结构的揭示,在生物学上的发展具有里程碑的意义。下列关于 DNA 双螺旋结构的叙述错误的是( )
A.两条链间的碱基通过氢键连接形成碱基对
B.脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧
C.双链 DNA 分子含 2 个游离的磷酸基团
D.A-T碱基对所占比例越高,该双链DNA 越稳定
【答案】D
【分析】DNA分子结构的主要特点:DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G)。
【详解】A、DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,因而DNA分子的两条链表现为互补配对关系,A正确;
B、脱氧核糖和磷酸交替连接排列成两条长链位于DNA分子的外侧,形成基本骨架,B正确;
C、每个链状DNA分子含有2个游离的磷酸基团,分别位于DNA分子的两端,C正确;
D、DNA分子中G-C碱基对之间含有三个氢键,A-T之间含有两个氢键,故G-C含量越高结构越稳定,D错误。
故选D。
16.(23-24高一下·安徽合肥·期末)为探究“转化因子”的本质,某生物兴趣小组还原了艾弗里的实验,实验分为5组,其中第1组为对照组(培养基上添加了R型细菌和S型细菌提取物),第2~5组为实验组,在对照组的基础上分别添加蛋白酶、RNA酶、酯酶和DNA酶。下列说法错误的是( )
A.该探究实验运用了“减法原理”
B.第1、2、3、4组培养皿上长出的菌落种类相同
C.第5组经相应酶处理后的细胞提取物仍具有转化活性
D.实验结果表明“转化因子”的本质可能是 DNA
【答案】C
【分析】艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎链球菌体外转化实验):
(1)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、细菌培养基等;
(2)实验设计思路:提取S型细菌的细胞提取物,使用减法原理,研究各自的遗传功能。
【详解】A、在对照组的基础上分别添加蛋白酶、RNA酶、酯酶和DNA酶,分别去掉蛋白质、RNA、脂质、DNA,属于减法原理,A正确;
B、第1组和第2、3、4组均出现了光滑型菌落(S型菌),第5组实验的培养基上只有R型菌的菌落,B正确;
C、第5组实验的培养基上只有R型菌的菌落,说明经相应酶处理后的细胞提取物不具有转化活性,C错误;
D、第5组(水解了DNA)只含有R型菌,其他四组菌含有S型菌,实验结果表明“转化因子”的本质可能是DNA,D正确。
故选C。
17.(23-24高一下·安徽六安·期末)线粒体和叶绿体中也含有少量DNA,如图是人体细胞线粒体某DNA的复制过程。下列有关叙述正确的是( )
A.图示过程解开DNA双链的酶是RNA聚合酶
B.若②中α链是模板链,则③中β链是模板链
C.若①含有1000个腺嘌呤,则第3次复制需要游离的胸腺嘧啶7000个
D.图示过程消耗的原料是4种核糖核苷酸,且需消耗细胞代谢产生的能量
【答案】B
【分析】DNA分子中两条核苷酸链反向平行,磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架,碱基位于分子内部,遵循碱基互补配对原则。DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)﹑酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)。
【详解】A、DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程,需要解旋酶(将两条螺旋的双链解开)和DNA聚合酶(利用游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链),A错误;
B、DNA复制以两条链做模板,为半保留复制,故若②的α链是模板链,则③的β链也是模板链,B正确;
C、若①含有1000个腺嘌呤,胸腺嘧啶也是1000个,则第3次复制需要游离的脱氧核苷酸(23-1)×1000=4000个,C错误;
D、图示过程为DNA复制,消耗的原料是4种脱氧核苷酸,且需消耗细胞代谢产生的能量,D错误。
故选B。
18.(23-24高一下·安徽六安·期末)某蛔虫(2n=4) 的基因型为AaBb, 其细胞中的DNA双链均被放射性同位素32P标记。将该蛔虫放入只含31P的培养基中培养后,分裂产生的一个子细胞染色体及其基因位置如图所示。已知形成该细胞的过程中只发生了一次遗传物质的异常变化,下列叙述错误的是( )
A.若4条染色体均有放射性,说明形成该细胞时只进行了减数分裂
B.若细胞中只有1条染色体有放射性,说明形成该细胞至少经过了三次DNA 复制
C.细胞①③号染色体出现了等位基因,可能是染色体互换了片段的原因
D.若只有①②号染色体有放射性,说明形成该细胞的过程中只发生了1次有丝分裂
【答案】D
【分析】据题可知,蛔虫的体细胞中有4条染色体,且基因型为AaBb,DNA分子的双链都用同位素32P标记,将该蛔虫放入只含31P的培养基中培养,DNA分子的复制方式是半保留复制,所以复制一次时所有的DNA分子都是一条含32P,一条链含31P,所有的DNA分子都含放射性,而复制第二次时,一半的DNA分子含32P,有放射性。据图可知,图中细胞无同源染色体,处于减数第二次分裂的后期,因①③号染色体上存在等位基因,所以在减数第一次分裂的前期发生了交叉互换。
【详解】A、若4条染色体均有放射性,说明DNA分子只复制了一次,而且已经处于减数第二次分裂的后期,说明形成该细胞时只进行减数分裂,A正确;
B、因为细胞中共4条染色体,在第一次复制时子代DNA都具有放射性,第二次复制时,一半的DNA分子具有放射性,位于同一条染色体上的姐妹染色单体,一条有放射性,一条无放射性。而图中DNA分子只有一个有放射性,因此在进行减数分裂之前细胞已进行至少两次有丝分裂,第二次有丝分裂时,在有丝分裂的后期姐妹染色体单体分开后随机移向细胞的两极,所以在细胞中具有放射性的染色体有可能是0条、1条、2条、3条、4条,所以DNA分子第三次复制就可能出现只有1条染色体具有放射性,B正确;
C、图中的①③处于减数第二次分裂,且存在等位基因,在减数第一次分裂的前期发生了交叉互换,形成该细胞过程中发生了染色体互换,C正确;
D、若只有①②号染色体有放射性,说明形成该细胞的过程中至少发生了1次有丝分裂,D错误。
故选D。
19.(22-23高一下·安徽合肥·期末)下图为烟草花叶病毒(TMV)对叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图,相关叙述正确的是( )
A.可分别标记TMV的RNA和蛋白质探究其遗传物质
B.图中“B型后代”是由RNA B和蛋白A组成
C.该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
D.该实验观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型
【答案】D
【分析】烟草花叶病毒是一种单链RNA病毒,专门感染植物,尤其是烟草及其他茄科植物。烟草花叶病毒是由蛋白质外壳和RNA组成,只有RNA一种核酸,其遗传物质是RNA。
【详解】A、该实验没有标记TMV的蛋白质和RNA,采用了将两种病毒的蛋白质和RNA分别分离,并进行重组形成新的病毒,感染烟叶,A错误;
B、图中B型后代的组成是RNA B和蛋白B,B错误;
C、实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,C错误;
D、本实验用不同的烟草花叶病毒进行重组、感染烟叶,观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型,D正确。
故选D。
二、解答题
20.(23-24高一下·安徽亳州·期末)同位素标记法在生物学研究中具有广泛应用。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如³H、14C、32P、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。请回答相关问题:
(1)科学家用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源,第一组给植物提供H2O和C18O2,第二组给同种植物提供 ,在其他条件适宜且相同的条件下,第一组释放的氧气是 (填“18O2”或“O2”)。
(2)将15N标记的DNA分子放在14N的培养基,第一代只出现居中的DNA条带,这个结果可以排除 (填“全保留”或“半保留”)复制方式,第三代中含15N的DNA分子占总数的 。
(3)T2噬菌体是一种能够侵染大肠杆菌的病毒,若想用放射性同位素32P标记T2噬菌体,请补充基本操作思路:
①先用 。
②用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温一段时间后,再搅拌和离心。
③若发现上清液中放射性也较高,其原因可能是 。
【答案】(1) H218O和CO2, O2
(2) 全保留 1/4
(3) 含32P标记的物质制成培养基培养大肠杆菌,其目的是获得带有32P标记的大肠杆菌,再用噬菌体侵染大肠杆菌,可获得带有32P标记的噬菌体
保温时间过短,使得噬菌体在未侵染的情况下被分离到上清液中,保温时间过长则会导致带有放射性标记的噬菌体释放出来进入到上清液中引起上清液放射性过强
【分析】在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子为同位素。同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。
【详解】(1)科学家用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源,第一组给植物提供H2O和C18O2,第二组给同种植物提供H218O和CO2,在其他条件适宜且相同的条件下,第一组释放的氧气是“O2”,第二组产生的氧气是18O2,该实验结果说明光合作用产生的氧气来自水,而不是二氧化碳。
(2)将15N标记的DNA分子放在14N的培养基,第一代只出现居中的DNA条带,这个结果可以排除“全保留”复制方式,因为全保留情况下,产生的子代有两种类型,因而会出现两个条带,与事实不符;在半保留复制的情况下,第三代产生的DNA分子总数为23=8,其中含15N的DNA分子共有2个,其占总数的比例为2/8=1/4。
(3)T2噬菌体是一种能够侵染大肠杆菌的病毒,若想用放射性同位素32P标记T2噬菌体,由于病毒为非细胞生物,没有独立代谢系统,因而其合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌,为了使噬菌体带有标记,则首先需要将大肠杆菌带上标记,则相应的实验思路为:
①先用含32P标记的物质制成培养基培养大肠杆菌,其目的是获得带有32P标记的大肠杆菌,再用噬菌体侵染大肠杆菌,进而获得带有32P标记的噬菌体。
②用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温一段时间后,再搅拌和离心。
③若发现上清液中放射性也较高,其原因可能是保温时间过短,使得噬菌体在未侵染的情况下被分离到上清液中,若保温时间过长则会导致带有放射性标记的噬菌体释放出来进入到上清液中引起上清液放射性过强。
21.(23-24高一下·安徽合肥·期末)甲图为正在复制的双链DNA 分子,其中①和②分别表示 DNA复制相关的两种酶。乙图中I、II、III均为大肠杆菌拟核中的双链环状DNA,I类型 DNA两条链均不含³²P标记,Ⅱ类型 DNA 两条链中只有其中一条链含³²P标记,Ⅲ类型 DNA两条链均含³²P标记。
注:实线表示不含³²P的脱氧核苷酸链;虚线表示含³²P的脱氧核苷酸链。
回答下列问题:
(1)真核细胞中,DNA复制的主要场所是 ,图甲中酶①能破坏DNA两条链之间的 键,若甲图中双链DNA分子的一条链上的(A+T)/(C+G)=m,则其互补链上(A+T)/(C+G)的值为 。
(2)若将不含³²P标记的大肠杆菌置于含有³²P的培养基中繁殖两代,再转到含有³¹P的培养基中繁殖两代,则理论上Ⅰ类型、Ⅱ类型和Ⅲ类型DNA的数量比为 。
【答案】(1) 细胞核 氢 m
(2)10: 6: 0
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】(1)真核细胞DNA复制的主要场所是细胞核。图中酶①为DNA解旋酶,能破坏DNA两条链之间的氢键,由碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=T1,C1=G2,G2=C1,若甲图中双链DNA分子的一条链上的(A+T)/(C+G)=m,则其互补链上(A+T)/(C+G)的值为m。
(2)DNA分子的两条单链均不含32P,该大肠杆菌在含有32P的培养基中繁殖两代,形成4个DNA,其中2个DNA为32P32P,另外2个DNA为31P32P,再转到含有31P的培养基中繁殖两代,共得到16个DNA分子,其中有6个DNA是31P31P,10个DNA是31P32P,故理论上I类型(两条链均不含32P标记)、II类型(只有其中一条链含32P标记)和III类型DNA(两条链均含32P标记)的数量比10: 6: 0。
22.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示为细胞中与基因有关的物质或结构,请分析并回答下列问题。
(1)基因和b的关系是 。
(2)遗传物质的主要载体是 (填字母及物质名称),基因和a的关系是 。
(3)c和b的关系是 ,b被彻底水解后的产物是 (填字母)。
(4)如果基因存在于 上,则其遗传方式与性别相关联,这就是 。这种遗传方式既遵循 定律,又有特殊性。
(5)b的空间结构是 。若其中的(A+T)/(G+C)=0.25,则G占总碱基数的比例为 ,其中一条单链中(A+T)/(G+C)=
【答案】(1)基因是有遗传效应的DNA片段
(2) a染色体 基因在a上呈线性排列
(3) c是组成b的基本单位 d、e、f
(4) 性染色体 伴性遗传 基因分离
(5) 规则的双螺旋结构 40% 0.25
【分析】分析题图:题图是细胞中与基因有关的物质或结构图,基因是有遗传效应的DNA片段,因此b为DNA,c为脱氧核苷酸;染色体主要由DNA和蛋白质组成,因此a为染色体,h为蛋白质;脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成,因此d、e、f为磷酸、脱氧核糖和含氮碱基,g为C、H、O、N、P。
【详解】(1)b为DNA,基因和DNA的关系是基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)遗传物质的载体是染色体,即a,基因和染色体的关系是基因在染色体a上呈线性排列。
(3)b为DNA,c为脱氧核苷酸,二者的关系是脱氧核苷酸是DNA的单体,b被彻底水解后产物分别为磷酸、脱氧核糖和含氮碱基,即d、e、f。
(4)伴性遗传是指决定生物性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联的现象。这种遗传方式遵循基因的分离定律,同时又具有特殊性。
(5)b表示DNA,具有规则的双螺旋结构。根据碱基互补配对原则,双链DNA中A=T,C=G,若其中的(A+T)/(G+C)=0.25,则G+C=4/5,由于G=C,则G占总碱基数的比例=4/5÷2=2/5=40%;DNA分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值,即该DNA分子中(A+T)/(G+C)=0.25,则其中一条单链中(A+T)/(G+C)的值也为0.25。
23.(23-24高一下·安徽·期末)列甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可看成DNA的复制方式是 此过程遵循了 原则。
(2)指出乙图中序号代表的结构名称:1 ,7 ,8 ,10 。由乙图可看出DNA的基本骨架由 (填图中序号)交替连接而成。
(3)甲图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链。其中A是 酶,B是 酶。
(4)已知G和C之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,若某DNA片段中,碱基对为n,A有m个,则氢键数为 。
【答案】(1) 半保留复制 碱基互补配对
(2) 胞嘧啶 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对 一条脱氧核苷酸链的片段 5和6
(3) 解旋酶 DNA聚合酶
(4)3n-m
【分析】题图分析,图甲表示DNA复制过程,图乙表示DNA结构模式图,图甲中A表示解旋酶,B表示DNA聚合酶,图乙中1~4代表的物质依次为胞嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤和胸腺嘧啶,5表示脱氧核糖,6表示磷酸,7表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸,8表示碱基对,9表示碱基对,10表示脱氧核苷酸单链片段。
【详解】(1)从甲图可看成DNA的复制方式是半保留复制,此过程遵循了碱基互补配对原则,该过程的模板是DNA双螺旋结构的两条链。
(2)乙图中序号1表示胞嘧啶,7表现胸腺嘧啶脱氧核苷酸,8表示碱基对,10表示脱氧核苷酸单链片段。在组成DNA的结构中,5表示脱氧核糖,6表示磷酸,二者交替排列,构成DNA的基本骨架。
(3)甲图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,因此B代表的是DNA聚合酶,而A是解旋酶,打开碱基之间的氢键。
(4)已知G和C之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,若某DNA片段中,碱基对为n,A有m个,则A—T碱基对m个,G—C碱基对有(n—m)个,G和C之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,则该DNA片段氢键数为2m+3(n—m)=(3n-m)个。
24.(23-24高一下·安徽六安·期末)1953年,沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,下图为DNA 分子结构模式图,请据图回答下列问题:
(1)6的名称是 ,3、4代表的是 (写出相应的符号,不要求顺序),图中有 个游离磷酸基团。
(2)某同学制作的DNA双螺旋结构模型中,一条链所用的碱基模块为A:C:T:G=1:2:3:4,则其互补链中,上述碱基模块的比应为 。
(3)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a,只含¹⁵N的DNA的相对分子质量为b,现将只含15N的DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中,当DNA复制开始时,双链DNA 分子通过 (写出两种酶)的作用,以脱氧核苷酸为原料,经过复制得到的子三代大肠杆菌的DNA 的平均相对分子质量为 。
【答案】(1) 碱基对 G、C 2
(2)3∶4∶1∶2
(3) 解旋酶、DNA聚合酶 (b+7a)/8
【分析】分析题图:图示为DNA分子结构模式图,其中①为磷酸,②为脱氧核糖,③④为含氮碱基,⑤包括一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,故为脱氧核苷酸,⑥为碱基对,⑦为氢键,⑧为一条脱氧核苷酸链的片段。
【详解】(1)据图分析可知,6包括氢键和两个碱基,故6的名称是碱基对; 3、4代表的是含氮碱基,根据3、4之间3个氢键,判断3、4为G、C碱基;图中由两条单链,每条单链有一个游离的磷酸基团,故图中有2个游离磷酸基。
(2)某同学制作的DNA双螺旋结构模型中,一条链所用的碱基模块为A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,根据A-T、G-C的碱基互补配对原则,则其互补链中的A等于该链的T=3,C等于该链的G=4,T等于该链的A=1,G等于该链的C=2,即上述碱基模块的比应为3∶4∶1∶2。
(3)由于DNA分子的复制是半保留复制,将只含15N的DNA的大肠杆菌再培养在含14N的培养基中,当DNA复制开始时,双链DNA分子通过解旋酶、DNA聚合酶的作用,以脱氧核苷酸为原料,经过复制得到的子N代共有2n个DNA分子,大肠杆菌含有15N的DNA单链有两条,相当于一个DNA分子,分子量是b,剩余的DNA分子单链含有14N,相当于其余的2n-1个DNA的分子量是a,则子N代大肠杆菌的DNA的平均相对分子质量为[b+a(2n-1)]/2n,当n=3,带入可得子三代大肠杆菌的DNA的平均相对分子质量为(b+7a)/8。
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