内容正文:
专题05 基因的本质
4大模块高频考点概览
考点01 DNA是主要的遗传物质
考点02 DNA的结构
考点03 DNA的复制
考点04 基因通常是有遗传效应DNA片段
地 城
考点01
DNA是主要的遗传物质
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏扬州·期中)赫尔希与蔡斯用32P标记T2噬菌体与无标记的细菌培养液混合,一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。与此有关的叙述正确的是( )
A.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
B.离心前混合时间长短不会影响实验结论的研究
C.可用酵母菌代替大肠杆菌
D.用32P标记的是T2噬菌体的碱基腺嘌呤
2.(24-25高一下·江苏扬州·期中)如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述正确的是( )
A.艾弗里实验的检测指标是观察培养基中菌落的种类
B.肺炎链球菌体内转化实验能证明DNA是遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中可用14C代替32P标记DNA
D.烟草花叶病毒(TMV)侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
3.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)用35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占 90%,沉淀物的放射性占 10%。沉淀物带有放射性的原因可能是( )
A.大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,但仍然有部分噬菌体留在大肠杆菌内
B.35S 标记了噬菌体的 DNA,离心后留在沉淀物中
C.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌
D.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
4.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列关于生物体内遗传物质的说法,正确的是( )
A.细胞生物的遗传物质是 DNA
B.原核生物的遗传物质是 DNA 或 RNA
C.在真核生物中,DNA 和 RNA 都是遗传物质
D.因为除病毒外,DNA 是所有生物的遗传物质,所以 DNA 是主要的遗传物质
5.(24-25高一下·江苏徐州·期中)格里菲斯在研究中选择肺炎链球菌进行了一系列实验,他在获得实验结果后,分析结果并得出了结论。下列结论和格里菲斯的结论不相符的是( )
A.S型活细菌可以使小鼠患病而死亡
B.R型活细菌对小鼠生活没有明显影响
C.只有将S型细菌加热灭活,才能使R型细菌转化为S型细菌
D.在肺炎链球菌的转化实验中,R型细菌转化为S型细菌后,其性状是可遗传的
6.(24-25高一下·江苏苏州·期中)赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术进行了相关实验,为生物遗传物质探索提供了有力的证据。下图为实验的部分过程,相关叙述正确的是( )
A.该实验中用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,子代噬菌体大多未被标记
B.过程①时间越长,噬菌体侵染细菌越充分,结果更可靠
C.过程②离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D.过程③沉淀物中放射性高,证明DNA是遗传物质
7.(24-25高一下·江苏连云港·期中)艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验为探究遗传物质的本质提供了关键证据。下列相关描述正确的是( )
A.若将S型菌的DNA直接注射到正常小鼠体内,小鼠会患败血症死亡
B.艾弗里的实验证明了DNA是转化因子,但当时并未被科学界广泛接受
C.艾弗里直接将S型细菌的DNA、蛋白质等物质与R型细菌混合,观察是否发生转化
D.艾弗里用蛋白酶处理细胞提取物后,混合液中仍存在转化活性,证明蛋白质是转化因子
8.(24-25高一下·江苏连云港·期中)生物通过遗传信息控制性状,并能将遗传物质传递给子代。下列相关叙述错误的是( )
A.所有生物的遗传信息都储存在DNA分子上
B.人体可通过精子或卵细胞将亲代遗传物质传递给子代
C.烟草花叶病毒的遗传物质初步水解后可产生4种核糖核苷酸
D.S型肺炎链球菌、大肠杆菌和T2噬菌体的遗传物质都是DNA
9.(24-25高一下·江苏·期中)如图表示在“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”(搅拌强度、时长等都合理)中相关含量的变化,下列相关叙述正确的是( )
A.在“32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,沉淀物放射性含量变化可用图甲表示
B.在“35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,搅拌不充分会使沉淀物放射性增强
C.艾弗里肺炎链球菌体外转化实验中,向细胞提取物中添加酶利用了加法原理
D.将去除蛋白质的S型细菌提取物加入到有R型活细菌的培养基中,结果可用图乙表示
10.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关遗传物质探索历程的叙述,正确的是( )
A.赫尔希与蔡斯的实验证明了DNA是主要的遗传物质
B.艾弗里的肺炎链球菌的转化实验中向细胞提取物添加酶利用了加法原理
C.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验没有证明DNA是遗传物质
D.烟草花叶病毒侵染烟草实验证明了蛋白质和RNA是遗传物质
11.(24-25高一下·江苏南京·期中)下图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型过程。下列有关过程叙述正确的是( )
A.肺炎链球菌体内转化实验证明了DNA是转化因子
B.赫尔希和蔡斯用含有32P的培养基直接标记噬菌体中的DNA
C.用35S标记T2噬菌体实验中,沉淀物中放射性升高与搅拌不充分有关
D.烟草花叶病毒感染实验证明了烟草的遗传物质是DNA
12.(24-25高一下·江苏镇江·期中)下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中,正确的是( )
A.细胞核内的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA
B.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
C.真核生物、原核生物、有些病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA
D.细胞生物的遗传物质是DNA,非细胞生物的遗传物质是RNA
13.(24-25高一下·江苏扬州·期中)赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌,部分实验过程如图所示。相关叙述正确的是( )
A.搅拌不充分会导致上清液放射性变高
B.此实验利用的放射性同位素为35S
C.图中实验可以证明DNA是遗传物质
D.实验的细菌可以为大肠杆菌
14.(24-25高一下·江苏泰州·期中)下列有关生命科学重大发现的叙述,正确的是( )
A.赫尔希以小鼠为实验材料发现肺炎链球菌S型细菌的遗传物质是DNA
B.摩尔根与他的学生发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法
C.梅塞尔森和斯塔尔用放射性同位素标记DNA证明了DNA是半保留复制
D.孟德尔用F1与矮茎豌豆进行杂交,后代中高茎和矮茎数量比接近1:1属于演绎推理
15.(24-25高一下·江苏泰州·期中)将肺炎链球菌R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。下列相关叙述正确的是( )
A.R型活细菌易使小鼠患病 B.死亡小鼠尸体内可分离出S型活菌
C.说明细菌的遗传物质是DNA D.证明S型细菌中存在某种转化因子
16.(24-25高一下·江苏连云港·期中)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA 是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.实验证明了 DNA 是主要的遗传物质
B.设计思路与艾弗里肺炎链球菌体外转化实验相同
C.用含有放射性同位素的培养基标记噬菌体
D.实验离心后的沉淀物中留下的是T2 噬菌体颗粒
17.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关遗传物质探索历程的叙述,正确的是( )
A.格里菲思实验中,加热致死的S型菌DNA使R型活菌从无致病性转化为有致病性
B.用未标记的T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌,放射性集中分布在沉淀中
C.艾弗里在肺炎链球菌的转化实验中运用了自变量控制的加法原理
D.噬菌体侵染细菌的实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
18.(24-25高一下·江苏镇江·期中)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,错误的是( )
A.格里菲思根据体内转化实验,推断加热致死的S型细菌含有转化因子
B.艾弗里进行了体外转化实验,检测指标是观察培养基上菌落的类型
C.噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌和离心是为了把噬菌体的蛋白质和DNA分开
D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验,其实验思路与赫尔希、蔡斯的实验相似
19.(24-25高一下·江苏淮安·期中)图中病毒甲、乙为两种不同的植物病毒,经重建后形成“杂种病毒丙”,用病毒丙侵染植物细胞,在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是
A. B. C. D.
20.(24-25高一下·江苏南京·期中)下列有关“DNA是主要的遗传物质”探究实验的相关叙述正确的是( )
A.赫尔希和蔡斯用分别含有放射性同位素35S和32P的培养基培养T2噬菌体
B.在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,通过搅拌将噬菌体的蛋白质与DNA分开
C.35S标记组发现沉淀物有少量放射性,原因是保温时间过长
D.肺炎链球菌体内转化实验不能证明DNA是遗传物质
21.(24-25高一下·江苏盐城·期中)遗传物质是生物遗传与生命活动的基础。下列叙述错误的是( )
A.T2噬菌体的DNA可以单独完成对大肠杆菌的侵染并产生后代
B.烟草花叶病毒中嘌呤与嘧啶碱基的数目不一定相等
C.根据肺炎链球菌活体转化实验结果可推断S型细菌含有转化因子
D.32P标记的部位为T2噬菌体DNA中的磷酸基团
22.(24-25高一下·江苏南京·期中)如图甲表示加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中的实线代表R型细菌,虚线代表S型细菌
B.图甲和图乙现有的实验环节,均不能证明DNA是遗传物质
C.若用35S标记图乙中的细菌,则上清液中的放射性很高
D.图乙实验中,搅拌的目的是将亲代噬菌体的蛋白质外壳与细菌分开
23.(24-25高一下·江苏南京·期中)下列有关T2噬菌体侵染细菌的实验叙述正确的是( )
A.在被32P标记的肺炎链球菌中培养,可获得含32P的亲代噬菌体
B.噬菌体利用细菌的脱氧核糖核苷酸、氨基酸等合成自身的物质
C.含35S的亲代噬菌体侵染细菌后,放射性主要分布在C处
D.含32P的亲代噬菌体侵染细菌后,搅拌是否充分会影响图中C处放射性强度
24.(24-25高一下·江苏连云港·期中)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者都由蛋白质和RNA组成,下图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是 RNA的操作流程图。下列说法错误的是( )
A.c过程结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用
B.e过程中重组病毒的后代是HRV
C.该实验说明TMV 和 HRV 的遗传物质都是 RNA
D.重组实验最终只能检测到HRV 的 RNA 和蛋白质
25.(24-25高一下·江苏常州·期中)图示35S标记噬菌体侵染细菌的流程,下列相关叙述正确的是( )
A.过程①应先配制含35S的培养基,再用该培养基培养噬菌体
B.过程②应短时保温,有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C.过程③后噬菌体外壳位于上清液中,被感染的大肠杆菌在沉淀中
D.过程④沉淀物的放射性很高,则表明噬菌体的遗传物质是DNA
26.(24-25高一下·江苏连云港·期中)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.加热杀死的S型细菌注入小鼠体内,会引起小鼠死亡
B.用DNA酶处理S型菌的提取物后无法完成转化
C.肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.35S标记的噬菌体增殖后,子代噬菌体都具有放射性
二、多选题
27.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下图为肺炎链球菌的三组转化实验的示意图,相关叙述正确的有( )
A.甲组实验出现S型细菌,说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B.乙组实验中R型细菌可以发生转化,培养后全部为S型细菌
C.丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA,蛋白质不是遗传物质
D.上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验,减少了体内无关变量的干扰
28.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下列关于“DNA 是主要的遗传物质”的叙述中,正确的是( )
A.细胞核遗传的遗传物质是 DNA,细胞质遗传的遗传物质是 RNA
B.真核生物、原核生物的遗传物质都是 DNA
C.所有生物的主要遗传物质是 DNA、次要遗传物质是 RNA
D.细胞生物和 DNA 病毒的遗传物质是 DNA,RNA 病毒的遗传物质是 RNA
29.(24-25高一下·江苏淮安·期中)关于赫尔希和蔡斯 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的实验,下列说法正确的是( )
A.要获得 35S 标记噬菌体需先用含35S 培养基培养大肠杆菌,再用含35S 大肠杆菌培养噬菌体
B.32P 标记的一组,沉淀物 d 的放射性很高
C.噬菌体 DNA 复制需要在大肠杆菌的细胞核中
D.该实验与艾弗里的肺炎链球菌实验思路一致,都是设法将 DNA 和蛋白质分开
30.(24-25高一下·江苏泰州·期中)噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如图所示。该实验条件下,20分钟后噬菌体会引起大肠杆菌裂解。下列相关叙述错误的是( )
A.本实验A组为空白对照组,B组为实验组
B.B组实验试管Ⅲ的上清液中多数子代噬菌体含35S
C.大肠杆菌为噬菌体增殖提供了原料和酶等
D.该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制
31.(24-25高一下·江苏连云港·期中)为了研究搅拌时间对实验结果的影响,科学家利用32P标记的噬菌体(甲组)和35S标记的噬菌体(乙组)分别侵染大肠杆菌,经搅拌、离心后的实验数据如表所示。在搅拌时间5min内被侵染细菌存活率都是100%。下列叙述正确的是( )
搅拌时间(min)
1
2
3
4
5
甲组上清液放射性百分比(%)
21
24
28
30
30
乙组上清液放射性百分比(%)
40
70
76
80
80
A.分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体可获得被标记的噬菌体
B.被侵染细菌存活率保持在100%表明细菌未裂解
C.实验中搅拌时间可影响噬菌体与细菌分离的程度
D.搅拌5min上清液32P为30%是因部分标记的噬菌体未侵染细菌
32.(24-25高一下·江苏镇江·期中)用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中放射性约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内,被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述正确的是( )
A.离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B.上清液具有放射性的原因是保温时间过长
C.沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA
D.在噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA
33.(24-25高一下·江苏南京·期中)科研人员利用一种感染A细菌的病毒B采用下图所示的两种方法来探究病毒B的遗传物质是DNA还是RNA。下列相关叙述错误的是( )
A.同位素标记法中,若以3H替换32P标记上述两种核苷酸不能达成实验目的
B.酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理
C.若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组无,则说明该病毒的遗传物质主要是DNA
D.若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是RNA
34.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下列有关“艾弗里研究组的肺炎链球菌转化实验”和“赫尔希与蔡斯完成的噬菌体侵染细菌实验”的分析,正确的是( )
A.都使用同位素标记法
B.都证明了DNA是主要遗传物质
C.都选用了结构简单、繁殖快的生物作实验材料
D.都设法将DNA与蛋白质分开,单独地观察它们在遗传中的作用
三、非选择题
35.(24-25高一下·江苏扬州·期中)1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验,下图1是噬菌体结构模式图;图2是他们所做实验中的一组。请回答下列问题:
(1)图1中,噬菌体的核酸位于________(填图中字母)中。
(2)在图2实验过程中,搅拌的目的是________。
(3)图2实验利用了同位素标记法,由实验结果可知,此次实验标记的元素是________,根据该组实验结果可以说明________进入了细菌。在组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系为下图中的________(填选项)。
A.B.C. D.
(4)上述实验中,________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA,理由是________。该实验的最终结论是________。
36.(24-25高一下·江苏·期中)格里菲思、艾弗里肺炎链球菌转化实验过程如图1、2所示,赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的流程如图3所示。回答与下列实验有关的问题:
(1)肺炎链球菌与人体细胞在结构上最主要的区别是_____。图1格里菲斯的实验_____(填“能”或“不能”)得出DNA是遗传物质的结论;图2是艾弗里和他的同事进行的体外转化实验,该实验运用“_____原理”控制自变量;图2实验④的培养基中出现的肺炎链球菌并非全部是S型活细菌,原因是_____。
(2)图3中T2噬菌体侵染标记的大肠杆菌后,在增殖阶段合成子代T2噬菌体蛋白质外壳需要_____。
A.细菌的氨基酸
B.噬菌体的DNA
C.细菌的RNA聚合酶
D.细菌的tRNA
E.噬菌体的核糖体
(3)图3侵染一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中的放射性,得到如下图所示的实验结果,搅拌的目的是_____,所以搅拌时间少于1min时,上清液中的放射性_____,实验结果表明当搅拌时间足够长时,上清液中的和分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,证明噬菌体的_____进入细菌。下图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组数据的意义是作为_____,以证明_____,否则细胞外_____放射性会增高。
37.(24-25高一下·江苏无锡·期中)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。请回答下列问题:
(1)肺炎链球菌分为S型菌和R型菌,加热灭活的S型菌会遗留下完整的细菌DNA的各个片段。下图为肺炎链球菌转化实验的实质,据图分析回答下列问题。
①艾弗里等人进行的该实验中控制自变量采用了________原理。
②据图推测S基因的作用是________,作为遗传物质必须具备的特点有________(答出1点即可)。
(2)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验:
①T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的________,其组成成分为________。
②在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的技术是________,他们没有用14C来分别标记蛋白质和DNA,原因是________。
③用标记的组中,放射性主要分布于试管的____________(填“上清液”或“沉淀物”)。
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒,为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,做了如下实验。回答下列问题:
I.实验步骤:
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干,随机均分成四组,编号为A、B、C、D。
②将下表补充完整,并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。
组别
A
B
C
D
注射溶液
该病毒核酸提取物和RNA酶
____________
该病毒核酸提取物
生理盐水
③相同条件下培养一段时间后,观察比较各组小白鼠的发病情况。
II.结果预测及结论:
①若A、C组发病,B、D组正常,则____________是该病毒的遗传物质;
②若B、C组发病,A、D组正常,则____________是该病毒的遗传物质。
38.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。请回答有关问题。
(1)若要大量制备用35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养______,再用噬菌体去侵染______。
(2)请将下图中T2噬菌体侵染细菌过程的标号进行排序______。
(3)T2噬菌体的遗传物质复制发生在上图中______(用字母和箭头表示)过程之间,子代T2噬菌体的外壳是在细菌的细胞中合成的。噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体蛋白质外壳需要______。
A.细菌的DNA及其氨基酸
B.噬菌体的DNA及其氨基酸
C.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
D.细菌的DNA及噬菌体的氨基酸
(4)以35S标记组为例,如果______,可能造成的结果是上清液和沉淀物的放射性强度差异不显著。
(5)T2噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下,下列关联中最合理的是______(注:甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)。
A.甲组—上清液—① B.乙组—上清液—②
C.甲组—沉淀物—③ D.乙组—沉淀物—④
39.(24-25高一下·江苏扬州·期中)1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验。下图1表示噬菌体侵染大肠杆菌的部分过程,图2所示的是他们利用同位素标记法完成的噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分过程。请回答下列问题。
(1)图1中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序:B→___________→C.
(2)由图2实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是___________(选填“35S”、“32P”),请完成标记T2噬菌体的操作步骤:
①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的___________,作为DNA复制的原料;
②在上述培养基中接种___________,培养一段时间;
③用___________培养T2噬菌体。
④图2中要获得32P标记的噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基直接培养,原因是___________。
(3)上述实验中,___________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA,理由是___________。
(4)图2实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,请分析该现象出现的可能原因有___________。
(5)在35S组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系可以下面的___________表示。
(6)赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎链球菌转化实验具有相同的设计思路。下列关于两者的对比分析中,说法正确的有___________。
A.两个实验共同证明DNA是主要的遗传物质
B.两个实验基本上都能把DNA和蛋白质区分开
C.他们在开始实验之前就知道遗传物质应该能向子代传递,保持连续性,并控制生物的性状
40.(24-25高一下·江苏扬州·期中)蔡斯和赫尔希为进一步证明DNA是遗传物质,设计并进行了噬菌体侵染大肠杆菌的实验,得到了图甲中上清液的放射性与搅拌时间的关系曲线。
(1)噬菌体的遗传物质中含多个基因,使得噬菌体可表现出相应的性状,由此可判断基因的本质是_____;实验中搅拌的目的是_____;若搅拌时间过短,则会使搅拌不充分,据图分析搅拌时间应至少大于___________min,否则上清液中35S的放射性较低。
(2)当搅拌时间为4min时,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,说明______,上清液中32P的放射性仍达到30%,其原因可能是_______。
(3)后来科学家在研究疯牛病的过程中在牛脑组织细胞中发现了一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物-朊病毒。按照图乙中1→2→3→4进行实验,本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子,题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。据图回答下列问题。
①本实验采用的方法是________。先在1培养标记牛脑组织细胞,再在2培养标记朊病毒,采用此操作顺序的主要依据是______。
②从理论上讲,离心后上清液中_______(填“有很高的”或“几乎无”)放射性,沉淀物中_________(填“有很高的”或“几乎无”)放射性,出现上述结果的原因是_____。
③如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5, 同时添加(NH4)235SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后搅拌、离心,放射性物质应主要位于________中,少量位于_________中。
41.(24-25高一下·江苏盐城·期中)朊粒是一种不含核酸而仅由蛋白质构成的、可自我复制并具感染性的因子,某科研小组进行如图所示实验,验证了朊粒是蛋白质侵染因子,实验中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题:
(1)本实验采用的方法是____。
(2)按照图示1→2→3→4进行实验,从理论上讲,离心后上清液中几乎不能检测到32P,沉淀物中也几乎不能检测到32P,出现上述结果的原因是朊粒不含____,蛋白质中____含量极低,故离心后上清液和沉淀物中都几乎不含32P。
(3)如果添加试管5、6,从试管2中提取朊粒后先加入试管5,连续培养一段时间后,再提取朊粒并加入试管3,培养适宜时间后搅拌、离心,检测到的放射性应主要位于____中,原因是____随朊粒侵入牛脑组织细胞中,离心后位于该部位;少量位于____中,原因是____。
(4)T2噬菌体与朊粒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入____(填物质),利用宿主细胞的____(填物质)和____(填物质)进行自身核酸的复制和蛋白质的合成,而朊粒可能是向宿主细胞注入蛋白质。
42.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种________,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为________,利用的是酶的________特性。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,实验包括4个步骤:
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是________。
A.a b c d B.d b a c C.b a d c D.b a c d
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养________,再用噬菌体去侵染________,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心后放射性存在于________。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要________。
A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M,为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,开展了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别
处理方式
实验结果
A
病毒M+活鸡胚培养基
分离得到大量的病毒M
B
病毒M +DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
①该实验运用了________(填“加法”或“减法”)原理。C组的处理方式是________。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组和C组的实验结果分别是____。
43.(24-25高一下·江苏常州·期中)探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种____________,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为___________。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,实验包括4个步骤:
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S 和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是_______。A.abcd B.dbac C. badc D.bacd
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养______________,再用噬菌体去侵染_______,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,保温一段时间后搅拌,搅拌的目的是__________,经离心后放射性存在于______________。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要______________。A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M,为探究病毒M的遗传物质是DNA 还是RNA,开展了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别
处理方式
实验结果
A
病毒M+活鸡胚培养基
分离得到大量的病毒M
B
病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
①该实验运用了_______(填“加法”或“减法·`)原理。C组的处理方式是_________。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组和C组的实验结果分别是______、_________。
44.(24-25高一下·江苏连云港·期中)1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验,下图1是噬菌体结构模式图;图2是他们所做实验中的一组。请回答下列问题:
(1)图1中,噬菌体的核酸位于___________(填图中字母)中。
(2)在图2实验过程中,搅拌的目的是___________。
(3)噬菌体利用来自于___________的氨基酸合成蛋白质外壳。
(4)图2实验利用了同位素标记法,由实验结果可知,此次实验标记的元素是___________,根据该组实验结果可以说明___________进入了细菌。
(5)上述实验中,不能用15N来标记噬菌体的DNA,理由是___________。
45.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种_________,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为________,利用的是酶的_______特性。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,实验包括4个步骤:
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是________。
A.abcd B.dbac C.badc D.bacd
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体去侵染________(填“带标记”或“未带标记”)的大肠杆菌,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心后放射性主要存在于_________(填“上清液”或“沉淀物”或“上清液和沉淀物”)。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要________。
A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA
C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M,为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,开展了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别
处理方式
实验结果
A
病毒M+活鸡胚培养基
分离得到大量的病毒M
B
病毒M +DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
病毒M+ +活鸡胚培养基
①该实验运用了________(填“加法”或“减法”)原理。C组的处理方式横线处填 _________。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组的实验结果:_________(填“能”或“不能”)分离得到病毒M;C组的实验结果:______(填“能”或“不能”)分离得到病毒M。
地 城
考点02
DNA的结构
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏无锡·期中)某同学利用相关材料制作DNA双螺旋结构模型,已知该模型包含6个碱基对,其中有4个腺嘌呤。下列叙述错误的是( )
A.模型中腺嘌呤与胞嘧啶之和等于6
B.制作模型时鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接
C.每条链中均有一个脱氧核糖上只连接一个磷酸基团
D.该同学可制作出46种不同的DNA双螺旋结构模型
2.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关双链线性 DNA 分子的叙述,错误的是( )
A.一个双链线性 DNA 分子中含有 2 个游离的磷酸基团
B.若一条 DNA 链的序列是 5'-GATACC-3',则其互补链为 5'-GGTATC-3'
C.碱基特定的排列顺序,构成了每个 DNA 分子的特异性
D.若一条单链上(A+G)/(T+C)= 0.4 ,则在其互补单链和整个 DNA 分子中该比值分别为 1.0、2.5
3.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)某小组在进行 DNA 模型搭建时,依次取代表碱基 A、T、C、G 的纸片 10、12、11、13 个,代表脱氧核糖的纸片 40 个,代表磷酸基团的纸片足量。该小组搭建的 DNA 模型中,最多含有碱基对( )
A.20 对 B.21 对 C.40 对 D.46 对
4.(24-25高一下·江苏·期中)如图所示为DNA的结构示意图。下列有关说法正确的是( )
A.①和②相间排列,构成了DNA的基本骨架
B.每个脱氧核糖上都连接一个磷酸基团
C.①②③构成一个胞嘧啶脱氧核苷酸
D.图中一条链上相邻的G和C通过氢键直接相连
5.(24-25高一下·江苏徐州·期中)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B.双链DNA中A、T占比越高,DNA越稳定
C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D.若一条链的G+C占45%,则另一条链的A+T占55%
6.(24-25高一下·江苏扬州·期中)下列有关生物学实验或探究实践的叙述错误的是( )
A.制作含6个碱基对的DNA结构模型时,需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物22个
B.用洋葱根尖细胞进行实验,能观察到联会这一现象
C.在“模拟动物性状分离比的杂交实验”中,同一小桶中放置的两种小球数量必须相同
D.在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,模拟联会过程时,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对
7.(24-25高一下·江苏扬州·期中)如图为DNA分子片段的结构模式图,有关叙述错误的是( )
A.DNA分子的两条链呈反向平行
B.G和C之间形成三个氢键
C.④表示鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.②表示脱氧核糖
8.(24-25高一下·江苏扬州·期中)某双链DNA分子中,腺嘌呤(A)占全部碱基的20%,则胞嘧啶(C)占全部碱基的比例为( )
A.20% B.30% C.40% D.50%
9.(24-25高一下·江苏泰州·期中)通常情况下,DNA分子的双螺旋结构除了普遍存在的右手螺旋(B-DNA)外,还存在左手螺旋(Z-DNA)。下列有关链状Z-DNA的叙述,正确的是( )
A.其中A+T=G+C B.有两个游离的磷酸基团
C.相邻两个碱基之间通过氢键相连 D.磷酸和核糖交替排列在外侧
10.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图1为富兰克林拍摄的DNA 衍射图谱,图2为基于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的叙述,正确的是( )
A.根据衍射图像的交叉现象,沃森和克里克推测DNA 呈螺旋结构
B.DNA 中的核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架
C.沃森和克里克最先发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶 (T)的量
D.双螺旋模型中由于碱基对的不同,不同区段DNA分子的直径也不同
11.(24-25高一下·江苏盐城·期中)DNA折纸术是近年来提出并发展起来的一种全新的DNA组装方法。首先,借助纳米仪绘制所需的图案,然后将DNA长链与设计好的短链放入特定的碱性溶液中加热,DNA长链会与多条短链自动结合,形成预先设计的图案,部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.短链与长链的碱基种类和数目相同
B.长链与短链的结合遵循碱基互补配对原则
C.形成预设图案的长短链间形成了磷酸二酯键
D.由于RNA是单链,所以此技术不适用于RNA
12.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)如图DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述,正确的是( )
A.④为胞嘧啶脱氧核苷酸
B.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
C.②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
D.若一条单链中G和C共占1/2,则DNA分子中G占1/4
13.(24-25高一下·江苏扬州·期中)DNA指纹技术应用于亲子鉴定时,先将待检测的样品DNA切成许多片段,然后用电泳的方法将这些片段按大小分开,形成DNA指纹图。下列相关叙述错误的是( )
A.可以从许多生物学样本,如毛发、血痕中获取DNA指纹样品
B.两个随机个体间DNA序列相同的可能性微乎其微
C.同一个体不同组织样品间的DNA指纹图一般不同
D.子代DNA指纹条带通常在亲本中有对应指纹条带
14.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下列关于DNA分子的叙述,错误的是( )
A.具有细胞结构的生物的遗传物质均为DNA
B.叶绿体中含有DNA,并能控制叶绿体中部分蛋白质的合成
C.碱基对的排列顺序千变万化导致了DNA分子的多样性
D.线性双链DNA分子片段中的两个游离的磷酸基团位于DNA分子的同一端
15.(24-25高一下·江苏徐州·期中)模拟实验是根据相似性原理,用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”(实验Ⅰ)和“制作DNA双螺旋结构模型实验”(实验Ⅱ),下列关于利用模型模拟生物学现象的叙述中,正确的是( )
A.实验Ⅰ中可用黄豆和红豆代替两种不同颜色的彩球,分别模拟显、隐性遗传因子
B.向实验Ⅰ桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
C.实验Ⅱ中每个脱氧核糖都连一个磷酸基团和一个碱基
D.实验Ⅱ中连接两条反向平行长链的订书钉,可模拟碱基之间的氢键
16.(24-25高一下·江苏徐州·期中)下列关于双链DNA结构的叙述,错误的是( )
A.磷酸和碱基交替连接排列在外侧构成DNA的基本骨架
B.DNA单链中有羟基和磷酸基团的末端分别称为3′端和5′端
C.细胞内的DNA由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋而成
D.不同DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的比值相同
17.(24-25高一下·江苏苏州·期中)在搭建DNA分子模型实验中,若有4种碱基塑料片共20个,其中4个C、6个G、3个A、7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物18个,脱氧核糖塑料片40个,磷酸塑料片40个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖与碱基之间的连接物若干。下列叙述正确的是( )
A.能搭建出20个脱氧核苷酸
B.能搭建出含有7个碱基对的DNA片段
C.能搭建出最多含有14个氢键的DNA片段
D.能搭建出4⁵种不同碱基序列的DNA分子模型
18.(24-25高一下·江苏泰州·期中)某双链DNA分子的一条链中鸟嘌呤占22%,则另一条链中胸腺嘧啶占( )
A.11% B.22% C.28% D.无法确定
19.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下列有关生物学实验或探究实践的叙述正确的是( )
A.制作含6个碱基对的DNA 结构模型时,需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物11个
B.艾弗里肺炎链球菌转化实验采用“加法原理”控制自变量
C.用洋葱根尖细胞进行实验,能观察到联会这一现象
D.在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,模拟联会过程时,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对
20.(24-25高一下·江苏盐城·期中)某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干,成功搭建了一个完整的DNA分子模型,模型中有4个T和6个G。下列有关说法错误的是( )
A.代表氢键的连接物有26个
B.代表胞嘧啶的卡片有6个
C.脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个
D.理论上能搭建出种不同的DNA分子模型
21.(24-25高一下·江苏常州·期中)构建DNA 双螺旋结构模型的实验材料中,共有脱氧核糖与磷酸的连接物70个,代表碱基A 的材料有12个,碱基G的有20个,其它材料均充足。下列叙述正确的是 ( )
A.DNA 分子中的每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
B.模拟氢键的材料最多需要84个
C.最多可搭建出一个含有18个碱基对的DNA片段
D.构建出的 DNA 分子有4个游离的磷酸基团
二、多选题
22.(24-25高一下·江苏淮安·期中)如图为 DNA 分子的结构示意图。下列叙述正确的是( )
A.3 为碱基对,碱基之间以氢键相连
B.6 为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C.双链 DNA 分子中的 A+T 一定等于 G+C 的量
D.双链 DNA 分子中 4 和 5 的数量比为 1:1
23.(24-25高一下·江苏镇江·期中)某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列相关叙述正确的是( )
A.DNA分子中碱基对C-G所占比例越大其越稳定
B.复制时,①的断裂需解旋酶,形成需DNA聚合酶
C.若α链中A+T占52%,则该DNA分子中G占24%
D.该DNA分子β链从5'到3'端的碱基排列顺序是—TGCA—
24.(24-25高一下·江苏扬州·期中)如图为DNA片段结构示意图,下列关于DNA的结构与特点的叙述,正确的是( )
A.①和②相间排列构成了DNA的基本骨架
B.图中①②③构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸
C.若一条单链的序列是5′-AGCTT-3′,则其互补链的序列是5′-AAGCT-3′
D.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
25.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图为DNA分子片段结构示意图,设该DNA分子中腺嘌呤有20个,占DNA全部碱基的比例为20%。有关叙述错误的是( )
A.④的中文名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
B.⑨的数量多少会影响DNA结构的稳定
C.该DNA分子中胞嘧啶有30个
D.若DNA分子的一条单链中⑥占50%,则另一条链中也占50%
26.(24-25高一下·江苏泰州·期中)模拟实验是根据相似性原理,用模型来替代研究对象的实验。比如 实验一: “性状分离比的模拟实验”中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官,用不同颜色的彩球代表 D、d雌雄配子;实验二:“以雄果蝇(2n=8)为例,建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验中可用橡皮泥制作染色体模型;实验三:“DNA 结构模型的构建”模拟实验中可用脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、碱基塑料片及连接物构建DNA分子模型。下列实验中模拟不正确的是( )
A.实验一中分别从两个小桶中随机抓取一个球组合在一起,可模拟基因自由组合过程
B.向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
C.实验二中减数分裂Ⅱ的细胞中可能含有4条或8条同种颜色的染色体
D.实验三中每个脱氧核糖上都要连接2个磷酸基团和1个碱基
三、非选择题
27.(24-25高一下·江苏扬州·期中)图甲中DNA分子有a和d两条链,将图甲中某一片段放大后如图乙所示,结合所学知识回答下列问题:
(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______条平行且方向______的长链组成的。在真核细胞中,DNA的主要载体是______。
(2)图甲中,A和B均是DNA复制过程中所需要的酶,其中B是______酶,能将游离的______连接到引物的______(选填“5’端”或“3’端”)形成______键,从而延伸子链。
(3)图乙中7是______。DNA的基本骨架由______交替连接构成。
(4)在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)的比例为______。若图乙中一单链的(A+T)/(G+C)=n,则在另一条互补链中其比例为______,图乙中亲代DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的______。
28.(24-25高一下·江苏扬州·期中)将双链DNA在中性盐溶液中加热,两条DNA单链分开,叫DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却,又能恢复成为双链DNA,叫退火。
(1)低温条件下DNA不会变性,说明DNA分子有稳定性,从结构上分析DNA分子具有该特点的原因:外侧________交替连接作为骨架,内侧碱基对遵循碱基互补配对原则。
(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的共价键不受影响,而________被打开。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠________连接。
(3)部分DNA完全解旋成单链所需的温度明显高于其他DNA,其最可能的原因是________。
(4)在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一种长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细________(相同/不同),原因是________。
(5)如果某DNA分子的一条单链中(A+T)/(C+G)=0.4,其互补链中(A+T)/(C+G)=________,该DNA分子中A与C的和占全部碱基等比例为________。
29.(24-25高一下·江苏淮安·期中)如图是 DNA 的分子结构模式图,请据图回答:
(1)DNA 分子的基本单位是[ ]______。
(2)DNA 分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成______。两条链上的碱基遵循______原则,通过[______]连接成碱基对。
(3)图中④是______(填名称)、⑦是______。
(4)已知双链 DNA 分子中的一条单链中(A+G)/(T+C)=M,则在另一条互补链中该比例是______,在整个 DNA 分子中该比例是______
30.(24-25高一下·江苏淮安·期中)下图是DNA分子某一片段的放大示意图。请分析回答下列问题:
(1)DNA由两条_________的脱氧核苷酸链组成。
(2)【③】_________和【②】_________交替连接构成DNA的基本骨架,排列在外侧。
(3)请写物质的名称:④_________、⑤_________。
31.(24-25高一下·江苏扬州·期中)经过许多科学家的不懈努力,遗传物质之谜终于被破解,请回答下列相关问题。
(1)如图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分图解。请回答下列问题:
35S标记的是噬菌体的______,正常情况下,该组实验沉淀物的放射性______(填“高”或“低”),通过与32P组的实验对比说明______是遗传物质。
(2)下图是某DNA分子的局部结构示意图,请回答下列问题:
图中序号⑧代表结构的中文名称:______,DNA两条链按照______的方式盘旋成双螺旋结构。
32.(24-25高一下·江苏盐城·期中)阅读下面材料回答有关问题:在2004年底的东亚海啸中,有巨大的人员罹难,事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。该方法是从尸体和死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取DNA,在一定温度下,水浴共热,使DNA氢键断裂,双链打开。若两份DNA样本来自同一个体,在温度降低时,两份样本的DNA单链通过氢键连接在一起;若不是来自同一个体。则在两份样本中DNA单链在一定程度上不能互补。DNA杂交技术就能通过这一过程对面目全非的尸体进行辨认。
(1)图中DNA分子两条链上的碱基遵循____原则连接成碱基对,4所示物质所处的一端为____(填“3'”或“5'”)端,1所示的碱基对在DNA分子中比例越高则DNA分子的稳定性____,理由是____。
(2)图中的5的名称是____。乙的两条长链按____方式盘旋成双螺旋结构;____交替连接构成DNA的基本骨架。
(3)下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体、同一区段DNA单链的碱基序列。
A组
B组
C组
尸体中的DNA碱基序列
ACTGACGGTT
GGCTTATCGA
GCAATCGTGC
家属提供的DNA碱基序列
TGACTGCCAA
CCGAATAGCT
CGGTAAGATG
根据碱基配对情况, A、B、C三组DNA中不是同一人的是____。
(4)DNA杂交技术同样可以用于两物种亲缘关系的判断,若两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少,则两物种的亲缘关系____(远/近)。
地 城
考点03
DNA的复制
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏扬州·期中)某噬菌体DNA分子是双链环状,如图甲所示。用32P标记的大肠杆菌培养噬菌体一段时间,结果出现图乙所示两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关叙述错误的是( )
A.DNA复制时两条母链均作为模板
B.若Ⅰ和Ⅱ类型DNA分子数量比为1:15,说明该DNA复制4次
C.该DNA分子复制时需要解旋酶断开碱基对之间的氢键
D.图乙中Ⅰ的出现证明了DNA复制方式是半保留复制
2.(24-25高一下·江苏扬州·期中)用15N标记了两条链含有100 个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。下列有关说法中错误的是( )
A.该DNA分子中含有腺嘌呤40个
B.该DNA分子含有的氢键数目是260个
C.该DNA分子复制3次共需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸280个
D.子代DNA分子中含15N的DNA分子与含l4N 的DNA分子之比为1:4
3.(2023高三·河北·学业考试)一定条件下,15N标记的某双链DNA分子在含14N的原料中连续复制两次,利用离心技术对提取的DNA进行离心,离心后试管中DNA的位置是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)细菌在含15N 的培养基中繁殖数代后,细菌 DNA 的含氮碱基均含有15N,然后再将其移入含14N 的培养基中培养,提取亲代及子代的 DNA 并离心,如图①~⑤为可能的结果。下列叙述正确的是( )
A.亲代的 DNA 应为④
B.子一代 DNA 应为①
C.子二代 DNA 应为②
D.子三代 DNA 应为③
5.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关 DNA 复制叙述正确的是( )
A.DNA 复制方式是全保留复制
B.真核生物的 DNA 复制发生在细胞核中
C.通过碱基互补配对保证复制的准确性
D.DNA 复制以亲代 DNA 分子的一条链为模板
6.(24-25高一下·江苏徐州·期中)下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.在细胞分裂间期会发生DNA复制
B.一个DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C.DNA双螺旋结构全部解链后,开始DNA的复制
D.单个脱氧核苷酸在DNA水解酶的作用下连接合成新的子链
7.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下列关于DNA分子复制的叙述正确的是( )
A.碱基对之间的氢键断开,不需要消耗能量
B.DNA分子具有边解旋边复制的特点,能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性
C.若第3次复制消耗腺嘌呤640个,则该DNA分子中含有两个氢键的碱基对有160对
D.有丝分裂间期发生了DNA复制,复制的结果是DNA数目和染色体数目均增加
8.(24-25高一下·江苏连云港·期中)在DNA复制开始时,将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H-dT)的培养基中,3H-dT可掺入正在复制的DNA分子中,使其带有放射性标记。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量3H-dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如图。据图可以得出的结论是( )
A.复制起始区在高放射性区域 B.DNA复制为半保留复制
C.DNA复制从起始点向两个方向延伸 D.DNA复制是在完全解旋之后进行的
9.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下图为某真核细胞中DNA复制过程模式图,下列分析正确的是( )
A.酶①和酶②均作用于氢键
B.该过程的模板链为a,d链
C.该过程中的c、d链碱基排列顺序相同
D.子链合成的方向是一定的,即只能从5'端→3'端
10.(24-25高一下·江苏扬州·期中)果蝇的DNA分子上存在多个复制起始位点,复制起始蛋白能够识别该位点,进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子,启动DNA复制。下列说法正确的是( )
A.DNA分子的多起点复制能提高复制效率
B.复制起始蛋白有助于解旋酶在特定位置断开肽键
C.DNA分子复制时仅以一条链作为复制的模板链
D.DNA聚合酶可将核糖核苷酸添加到子链5'端
11.(24-25高一下·江苏南京·期中)下列有关DNA研究中的生物方法和相关实验的叙述,错误的是( )
A.富兰克林依据拍摄的DNA衍射图谱推算出DNA呈螺旋结构
B.探索DNA半保留复制方式的实验中运用了假说—演绎法
C.卡伽夫发现DNA分子中A与T配对,C与G 配对
D.沃森和克里克运用建构物理模型的方法提出了DNA分子的双螺旋结构
12.(24-25高一下·江苏南京·期中)某只含14N的DNA含有2000个碱基对,腺嘌呤占30%,若将该DNA分子放在含15N的培养基中连续复制3次,进行密度梯度离心,得到结果如图1;若将复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图2结果,下列错误的是( )
A.Y层全部是仅含15N的DNA分子
B.Z层与W层的核苷酸链之比为1:7
C.复制3次过程中共需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6400个
D.X层与Y层的DNA分子数之比为1:3
13.(24-25高一下·江苏南京·期中)线粒体中的遗传物质是一种环状DNA,其结构如下图。以下叙述正确的是( )
A.该DNA分子中有两个游离的磷酸基团,每个磷酸基团均连接着两个脱氧核糖
B.解旋酶和RNA聚合酶均可断开⑤,DNA聚合酶可催化⑥的形成
C.④为DNA分子的基本组成单位之一
D.DNA分子每一条链中相邻的碱基通过氢键相连
14.(24-25高一下·江苏徐州·期中)在探究生物遗传物质的过程中,许多科学家付出了艰辛的努力,相关叙述正确的是( )
A.艾弗里的体外转化实验利用了“减法原理”
B.格里菲思体内转化实验证明了DNA可以改变生物体的遗传性状
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法与差速离心技术证明了DNA的半保留复制
15.(24-25高一下·江苏苏州·期中)绝大多数的DNA是双链的线性DNA,但科学家也发现了一种存在于染色体外的小型环状DNA,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这两种DNA的基本骨架和碱基配对方式都相同
B.这两种DNA中的(A+G)/(T+C)都等于1
C.这两种DNA分子中都含有2个游离的磷酸基团
D.这两种DNA复制时都需要DNA聚合酶催化合成子链
16.(24-25高一下·江苏连云港·期中)在利用大肠杆菌探究DNA复制过程的中,若含有m个碱基对的DNA分子被15N标记,其中鸟嘌呤n个,含该DNA 分子的大肠杆菌在14N的分裂三次,获取DNA在试管中离心。若仅考虑该分子的复制情况,下列叙述中,错误的是( )
A.实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法
B.科学家在对 DNA 复制方式的研究过程中运用了假说一演绎法
C.离心后试管中 DNA分子数在轻带和中带的比值为3:1
D.3次复制共消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸7(m-n)个
17.(24-25高一下·江苏盐城·期中)1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如下图),否定了DNA全保留复制方式,证实了DNA是以半保留方式复制的。②③④⑤试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论错误的是( )
A.该实验运用了同位素标记法,出现④的结果至少需要60分钟
B.③是转入培养基中复制一代的结果,④是复制两代的结果
C.否定DNA以全保留方式复制的关键实验证据是试管③的结果
D.给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示
18.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图为果蝇染色体DNA复制的模式图,图中复制泡是DNA正在复制的部分。有关叙述错误的是( )
A.复制时形成多个复制泡可加快复制速率
B.果蝇DNA复制具有多起点同时复制的特点
C.图中酶甲为解旋酶,复制过程中催化氢键断裂
D.新合成的两条子链中(A+T)/(C+G)的比值相同
二、多选题
19.(24-25高一下·江苏扬州·期中)若1个亲代DNA分子双链均以白色表示,经过两次复制所得的4个DNA分子如图所示。第一次复制后产生的子链用一种颜色表示,第二次复制后产生的子链用另一种颜色表示,下列相关叙述错误的有( )
A.DNA复制过程中,两条新形成的子链通过碱基互补配对形成新的DNA分子
B.真核生物的DNA复制为边解旋边复制
C.图中用黑色表示的子链是第二次复制后产生的
D.4个子代DNA分子中,新合成的单链占总单链数的1/4
20.(24-25高一下·江苏无锡·期中)图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。相关叙述错误的有( )
A.图甲中,后期出现的大量S型细菌主要由R型细菌转化而来
B.图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体不具有放射性
C.图乙中若用32P标记亲代噬菌体,子代噬菌体中大部分具有放射性
D.图乙中噬菌体增殖需要细菌提供原料、模板、能量、酶等
21.(24-25高一下·江苏苏州·期中)某些线性DNA病毒以下图所示方式进行DNA复制,相关叙述错误的有( )
A.复制过程遵循碱基互补配对原则
B.以核糖核苷酸为原料沿子链的3’端延伸
C.新合成的链1和链2组成一个新的DNA分子
D.该复制方式具有单起点、双向、半不连续复制的特点
22.(24-25高一下·江苏连云港·期中)细胞内DNA分子解旋形成单链后,DNA结合蛋白(SSB)会很快与单链结合,防止解旋的单链重新形成双螺旋,且SSB可重复使用。下列相关推测错误的是( )
A.SSB与解旋酶共同催化解旋的过程
B.SSB与单链DNA既可以结合也可以分开
C.SSB与单链DNA的结合遵循碱基互补配对原则
D.SSB与单链DNA结合,有利于维持单链DNA结构的稳定
23.(24-25高一下·江苏·期中)DNA复制时,一条子链的合成是连续的,称为前导链;另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段,最后连成一条完整的长链),称为后随链。下列叙述正确的是( )
A.前导链合成方向与复制叉移动方向一致,后随链的合成方向与之相反
B.前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘌呤碱基数目
C.根据新合成子链的延伸方向,可判断图中b和c处是模板链的5’端
D.图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补
24.(24-25高一下·江苏淮安·期中)一个用 15N 标记的 DNA 分子有 1500 个碱基对,其中鸟嘌呤 800 个。该 DNA 分子在无 放射性标记的培养液中复制 2 次,则下列叙述正确的是( )
A.该过程中共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸 2400 个
B.复制完成后无放射性标记的 DNA 占 100%
C.具有放射性的 DNA 分子的两条链都含有放射性
D.复制完成后,不含15N 的脱氧核苷酸链与含有15N的脱氧核苷酸链数量比为 3:1
25.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)生物学是一门以实验为基础的学科,生物学的形成和发展离不开实验,下列有关实验的说法不正确的是( )
A.证明DNA是半保留复制的实验观察指标是同位素的放射性
B.孟德尔发现F1高茎豌豆自交,F2出现3:1的分离比属于假说-演绎法中提出假说的环节
C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,搅拌的目的是将噬菌体与大肠杆菌分开
D.沃森和克里克根据DNA衍射图谱推算出了双链DNA分子中碱基互补配对
26.(24-25高一下·江苏无锡·期中)如图为某生物DNA复制方式的模式图,图中“→”表示子链的复制方向。下列叙述错误的是( )
A.DNA复制具有多起点复制和半保留复制的特点
B.复制过程中需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
C.根据复制环的大小可推测复制开始时间的早晚
D.图示DNA分子的左侧为5'端,右侧为3'端
27.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下图所示 DNA 分子片段中一条链含 15N,另一条链含 14N。下列有关说法正确的是( )
A.解旋酶作用于③处,DNA 聚合酶催化形成①处的化学键
B.该分子含有 2 个游离的磷酸基团,除此之外其余磷酸基团均与 2 个脱氧核糖相连
C.若该 DNA 分子中 A 占 30%,则一条链中 T 也占该链的 30%
D.把此 DNA 放在含 14N 的培养液中复制三代,子代中含 15N 的 DNA 占 1/8
28.(24-25高一下·江苏徐州·期中)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。下列相关叙述正确的是( )
A.左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制,故毒副作用很大
B.DNA复制时以每条单链为模板,DNA聚合酶沿模板链的3端向5'端方向移动
C.一个含有m个腺嘌呤的DNA分子复制n次,共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸m·2n-1个
D.一个DNA在体外复制n次所得的DNA分子中,含有亲代母链的DNA分子占1/2n-1
29.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下列关于DNA分子结构与复制的叙述,不正确的是( )
A.DNA分子中含有四种核糖核苷酸
B.在双链DNA分子中,A/T的值低于G/C的值
C.DNA复制不仅发生在细胞核中,也发生于线粒体,叶绿体中
D.DNA复制不仅需要氨基酸作为原料,还需要ATP供能
30.(24-25高一下·江苏镇江·期中)下图为DNA结构和复制过程的模式图。相关叙述正确的是( )
A.脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架
B.若DNA一条链G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
C.图中字母a代表解旋酶,b代表DNA聚合酶
D.图中①~④中代表DNA单链5'端的是①和④
31.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图为某DNA分子片段,假设该DNA分子中有碱基5000对,A+T占碱基总数的56%,若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。相关叙述正确的是( )
A.复制时作用于③处的是DNA聚合酶
B.碱基可能的排列方式有45000种
C.子代中含15N的DNA分子占1/8
D.第2次复制需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸4400个
32.(24-25高一下·江苏扬州·期中)早期科学家对DNA复制方式的预测如图甲所示。科学家以大肠杆菌(30min复制一代)为材料,进行相关实验,可能出现的结果如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.该实验用到的实验技术是同位素标记技术,并可以追踪放射性判断DNA复制方式
B.若30min后离心现象如试管③所示,则可以排除DNA复制的方式是全保留复制
C.若60min后用解旋酶处理后再离心,同时出现①⑤两种条带,则一定不是分散复制
D.若60min后离心出现试管④的结果,则可以确定DNA复制的方式是半保留复制
33.(24-25高一下·江苏苏州·期中)研究发现,不同种生物的DNA复制有相同之处也有不同之处,图1是某真核生物的染色体DNA分子复制过程示意图,图2是某病毒的线性DNA分子复制过程示意图。下列叙述正确的有( )
A.复制过程均遵循碱基互补配对原则
B.均具有边解旋边复制、半保留复制的特点
C.图1是从多个复制起点开始同时进行复制
D.图2是从复制起点开始向两侧进行连续复制
三、非选择题
34.(24-25高一下·江苏扬州·期中)人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。根据所学知识回答下列问题:
(1)格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种______,能将R型细菌转化成S型细菌。
(2)下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为______。在艾弗里的实验中,利用了______(填“加法”或“减法”)原理来控制自变量。
(3)赫尔希和蔡斯利用______技术完成了T2噬菌体侵染细菌实验,将噬菌体直接接种在含有32P的培养基中______(填“能”或“不能”)获得含32P标记的T2噬菌体,理由是______。
(4)科学家首先将大肠杆菌DNA分子的两条链均用15N标记,然后将其置于仅含14N的培养基中连续培养两代(Ⅰ和Ⅱ),将提取获得的DNA离心分层,离心结果如下图所示。根据Ⅰ 的结果,______(填“可以”或“不可以”)排除DNA进行全保留复制,原因是______。
35.(24-25高一下·江苏南京·期中)关于DNA分子的复制方式主要有两种假说,如图1所示。科学家运用同位素标记、密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题:
(1)研究者将大肠杆菌在含有的培养液中培养一段时间,使大肠杆菌繁殖多代(大肠杆菌约20分钟繁殖一代)。培养液中的N可被大肠杆菌用于合成_______,进一步作为DNA复制的原料。
(2)从上述培养液中取部分菌液,提取大肠杆菌DNA(图2A)。经密度梯度离心后,测定溶液的紫外光吸收光谱(注:紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明该位置的DNA数量越多),结果如图3a所示,峰值出现在离心管的P处。此时大肠杆菌内DNA分子两条链被标记的情况是_______。
(3)将图2A中的大肠杆菌转移到含有的培养液中继续培养(图2B)。在培养到6、13、20分钟时,分别取样,提取大肠杆菌DNA,经密度梯度离心后,测定紫外光吸收光谱,结果如图3中b、c、d所示。
①若全保留复制这一假说成立,则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值个数、位置与点P的关系为_______。
A.峰值个数为1,峰值出现在P点的位置
B.峰值个数为1,峰值出现在Q点的位置
C.峰值个数为2,一个峰值出现在P点的位置,另一个峰值出现在Q点上方
D.峰值个数为2,一个峰值出现在P点的位置,另一个峰值出现在Q点的位置
②现有实验结果_______(选填“是”或“否”)支持半保留复制假说。
③根据半保留复制,40分钟时测定的DNA紫外吸收光谱预期有_______个峰值,峰值的位置_______。
④根据半保留复制,某DNA分子含有100个碱基对,将该DNA分子放在含有标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次,则每个子代DNA分子的相对分子质量比原来增加了_______。
⑤根据半保留复制,某若DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过6次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的_______。
⑥若DNA分子的两条链分别为m链和n链,m链中(A+G)/(T+C)=0.5,则n链中(A+G)/(T+C)=_______。
36.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)早在1966年,日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说:DNA复制形成互补子链时,一条子链是连续形成,另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说,冈崎进行了如下实验:让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后,将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后,分离T4噬苗体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋,再进行密度梯度离心,以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近),并检测相应位置DNA单链片段的放射性,结果如图2。请分析回答:
(1)大肠杆菌DNA复制的主要场所是________(填“拟核”或“细胞核”),原料是4种________。DNA双螺旋结构的构建属于构建_________(填“物理”或“数学”或“概念”)模型。据图1分析,DNA分子的复制与解旋的关系是_________(填“边解旋边复制”或“先解旋后复制”)。
(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,最终子代菌体_______(填“全部有”或“部分有”或“无”)放射性分布。
(3)双链DNA复制时,子链延伸的方向为_______(填“5′→3′”或“3′→5′”),这一过程需要解旋酶催化,该酶不能为反应提供能量,但能________(填“提高”或“降低”)化学反应的活化能。研究表明,在DNA分子加热解链时,DNA分子中 _______(填“A+T”或“G+C”)的比例越高,需要解链温度越高。
(4)从图1中可以看出除了半不连续复制之外,DNA复制还有________(答对1点即可)的特点。
(5)图2中,与30秒结果相比,120秒结果中短链片段________(填“减少”或“增加”)。
(6)该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是:每个时间内细胞中均能检测到较多的_______(填“短链片段”或“长链片段”)。
37.(24-25高一下·江苏常州·期中)图1表示艾弗里的探究肺炎链球菌“转化因子”过程;图2表示赫尔希和蔡斯进行的遗传物质研究过程;图3是科学家探究DNA复制方式的实验过程。请回答下列问题:
(1)图1实验中涉及到自变量控制中的“_________”,即每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是转化因子,由此推测第5组的实验现象是_________。
(2)图2实验发现上清液中的放射性异常高,其原因可能是_________(写出1点即可)。若用15N标记该DNA,则DNA分子被标记的组成部分是_________。
(3)图3实验进行前,先用含有15NH4Cl的培养基培养大肠杆菌若干代,目的是_________。根据DNA复制的方式,该实验的结果是:子一代DNA位于离心管_________(从“轻带”“中带”“重带”中选填),子二代DNA位于离心管_________(从“轻带”“中带”“重带”中选填)。若将子二代的DNA分子用解旋酶处理后再离心,离心管中将出现的带型及比例是_________。
(4)现提供显微注射器、活鸡胚细胞、H9N6禽流感病毒的核酸提取液、DNA酶、RNA酶、生理盐水等材料用具,探究H9N6禽流感病毒的遗传物质类型。
实验步骤:
①取三支相同的试管a、b、c,分别加入等量的病毒核酸提取液,然后在a试管中加入适量的_______,在b、c两支试管中分别加入等量的相同浓度的DNA酶和RNA酶。
②取等量的活鸡胚细胞分成甲、乙、丙三组,用显微注射器把第1步处理过的a、b、c三支试管中的核酸提取液等量地分别注入甲、乙、丙三组的活鸡胚细胞中。
③把三组活鸡胚细胞放在相同且适宜环境中培养一段时间,然后分别检测三组细胞中是否有病毒产生。
预期结果和结论:
①若__________,则说明该病毒的遗传物质是RNA。
②若_________,则说明该病毒的遗传物质是DNA。
38.(24-25高一下·江苏苏州·期中)在明确DNA是生物的主要遗传物质后,科学家致力于研究DNA分子的结构和功能。图1为真核生物的一段DNA的结构模式图。请回答下列问题:
(1)如图1所示,DNA分子的基本骨架由______交替连接构成,图1中⑥的全称是______。该DNA链的5'端是______(选填“A端”或“B端”),特定的______决定了该DNA分子的特异性。
(2)全保留复制、半保留复制和分散复制是DNA分子复制方式的三种主流假说,如图2所示。科学家利用大肠杆菌(每20分钟繁殖一代)进行一系列实验,操作过程及结果如图3所示,最终探明了DNA分子的复制方式为半保留复制。
①本实验采用的主要研究方法有______和______法。将大肠杆菌放在含15NH4Cl的培养液中生长若干代的目的是______。
②图3的结果能够否定“全保留复制”这一假说,理由是______。
③若要进一步确定另外两种假说哪种成立,可将大肠杆菌继续在含有14NH4Cl的培养液中培养到第______分钟,提取DNA并测定其吸收光谱。若为半保留复制,应出现______个峰值,峰值的位置是______。
39.(24-25高一下·江苏苏州·期中)在探索遗传物质化学本质的历程中,“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”发挥了非常重要的作用。请回答下列问题:
(1)作为遗传物质必须具备一定的特点,如下列选项中的______
A.能自我复制,保持前后代之间的连续性
B.储存大量遗传信息,能控制生物的性状和代谢
C.基本组成单位一致,但又能形成多样化的空间结构
D.特殊情况下能发生变异,且变异后仍能复制并遗传给后代
(2)1928年,格里菲思利用小鼠进行的肺炎链球菌转化实验对整个探索历程起到了关键作用,具体过程及结果如下表所示。
组别
对小鼠进行的实验处理
实验结果
1
注射R型活细菌
小鼠不死亡
2
注射S型活细菌
小鼠死亡
3
注射加热杀死的S型细菌
小鼠不死亡
4
注射R型活细菌与加热杀死的S型细菌的混合物
小鼠死亡
第2组和第3组对照,说明______。进一步从小鼠体内分离细菌,能同时分离出R型细菌和S型细菌的是第______组。格里菲思根据实验结果给出的推断是______。
(3)艾弗里及其同事基于格里菲思的实验,设计并开展了如下图所示的研究,最终证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
本实验中,艾弗里采用______原理控制实验的自变量,5组培养基上能形成表面光滑的菌落的组别是______。第5组实验的结果说明______。
(4)1952年,赫尔希和蔡斯完成了更具有说服力的噬菌体侵染细菌的实验,以下是某同学总结的该实验的操作步骤:
①用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌;
②用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,使噬菌体被标记;
③把上述被标记的噬菌体分别与未被标记的大肠杆菌混合;
④短时间保温后进行离心;
⑤分别检测上清液和沉淀物中的放射性。
上述步骤存在两个错误,请纠正。第一处:______;第二处:______。在其他操作都合理的情况下,保温时间过短或过长均会影响______(选填“32P标记组”或“35S标记组”)的放射性检查结果。
(5)以细菌或病毒作为探索遗传物质化学本质的实验材料,是研究得以成功的原因之一,请说出这一类生物的优点:______。
40.(24-25高一下·江苏无锡·期中)下图甲是某动物DNA片段结构示意图,图乙是DNA复制过程。请回答下列问题。
(1)DNA的基本骨架由________和________交替连接构成,④为________;若该双链DNA分子的一条链中(A+T)/(C+G)=a,则其互补链中该比值为________。
(2)DNA复制时,催化图甲中⑩形成的酶是________,图乙中所示的酶作用于图甲中的________(填序号);若一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的比例为________。
(3)已知该DNA分子含有48502个碱基对,复制时子链延伸的速度为105个碱基对/min,据此计算该DNA复制约需30s,而实际时间远远小于30s,据图乙分析其原因是________。
(4)将该动物细胞一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后,置于不含32P的培养基中培养,若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程,则含有32P的子细胞数为________;若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程,则含有32P的子细胞数为________。
41.(24-25高一下·江苏连云港·期中)真核细胞内染色体外环状DNA(eccDNA)是游离于染色体基因组外的DNA,DNA的损伤可能会导致eccDNA的形成。下图中途径1、2分别表示真核细胞中DNA复制的两种情况,泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。a、b、a'和b'表示子链的两端,①~④表示生理过程。请据图回答问题:
(1)途径1中酶1为______,途径2中过程④需要的酶与酶2______(填“是”或“否”)相同。
(2)途径2中a、b、a'和b'中为5'端的是______。过程⑤体现DNA复制方式为______。
(3)观察途径1中过程①可知在DNA链上的______处可形成不同的复制泡,根据其大小,可推测不同区域的复制是不同步的,复制泡______(填“A”或“B”)开始的时间更早。每个复制泡内,进行______(填“单向”或“双向”)复制,极大地提升了复制速率。
(4)eccDNA可携带致癌基因并促进其扩增,在多种癌症类型中起着重要的作用。因此,可用______作为癌症诊断的特异性标志物。
42.(24-25高一下·江苏盐城·期中)研究者将 1 个含 14N/14N—DNA 的大肠杆菌转移到以 15NH4Cl 为唯一氮源的培养液中,培养 24h 后,提取子代大肠杆菌的 DNA,将 DNA 双链解开再进行密度梯度离心,试管中出现两种条带,如图 1 所示。DNA 复制时两条子链的延伸方向相反,其中一条子链称为前导链,该链连续延伸;另一条称为后随链,该链逐段延伸,这些片段称为冈崎片段,如图 2 所示。
(1)根据图 1 所示信息,可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为________h。
(2)图 2 中 DNA 复制的方式是________,需要________(写 2 种)等酶,前导链合成与复制叉延伸的方向________(填“相同”或“相反”)。
(3)该 DNA 分子有 1000 个碱基对,其中有 400 个 C-G 对,某一条链(a 链)上有 500 个 A,下列说法正确的有( )
A.a 链上有 100 个 T, 其互补链上有 500 个 T
B.a 链上最多有 400 个 G,在这种情况下其互补链上没有 G
C.这个 DNA 分子的碱基对中一共有 2000 个氢键
D.以这个 DNA 分子为模板进行 3 轮复制,至少需要消耗 4200 个 A
(4)若图 2 中亲代 DNA 分子在复制时,一条链上的 G 变成了 A,则该 DNA 分子经过 n 次复制后,发生差错的 DNA 分子占 DNA 分子总数的________。
(5)图 2 为不同生物或生物不同器官(细胞核)的 DNA 分子中(A+T)/(G+C)的比值情况,据图回答问题:
①上述三种生物中的 DNA 分子,热稳定性最强的是________(填名称)。
②假设小麦 DNA 分子中(A+T)/(G+C)=1.2,那么(A+G)/(T+C)=________。
43.(24-25高一下·江苏泰州·期中)图甲示意某大肠杆菌的质粒(环状DNA),共有5×103个碱基对,其中A占全部碱基的30%,其部分结构如图乙所示。请回答下列问题:
(1)该质粒含有___________个游离的磷酸基团,图乙中②表示___________。
(2)质粒的基本骨架由___________组成,其中___________(填“A﹣T”或“C﹣G”)碱基对的比例越高结构越稳定。
(3)质粒DNA分子呈环状,常采用滚环式进行复制(图丙所示)。
①复制过程需要___________和___________的催化,图示子链从___________端开始向后延伸。
②若质粒DNA分子在复制时,一条链上的1个G变成了A,则该DNA连续复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸___________个,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的___________。
44.(24-25高一下·江苏扬州·期中)细胞内DNA复制时,子链的合成与延伸需要RNA引物引导,引物的3'羟基端作为新合成子链的起始。图1为某链状DNA分子的部分片段;图2为真核细胞DNA复制过程及结束阶段示意图,每条链5′→3′的方向由箭头指示,粗线代表母链(a链和b链),细线代表新生链(滞后链和前导链)。
(1)DNA分子的基本骨架是由磷酸和___________(填名称)交替连接形成的。图1中的DNA分子含有___________个游离的磷酸基团。④为DNA分子的一个完整单体,其名称为___________。对于相同长度的DNA分子,⑤的含量越高,DNA分子的热稳定性越___________(选填“高”、“低”)。
(2)若图1中DNA分子共有500个碱基对,其中含⑥200个,则该段DNA复制3次,共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸___________个。若亲代DNA分子在复制时,一条链上的A变成了C,则该DNA经过n次复制后,发生差错的DNA分子数占___________。
(3)DNA复制过程中,子链的延伸需要DNA聚合酶催化形成___________键。据图2分析,滞后链和前导链的延伸方向都是___________,滞后链的延伸方向与解旋酶的移动方向___________(选填“相同”、“相反”),其合成需要___________(选填“1个”、“多个”)RNA引物。
(4)DNA复制结束后,需去除RNA引物并填补相应缺口。由于图2中编号___________(选填①、②、③)处的引物去除后,缺口无法填补,造成DNA缩短,这一机制与细胞的衰老和凋亡有关。
45.(24-25高一下·江苏南京·期中)下图1为DNA分子部分片段的结构模式图,图2表示真核细胞中DNA复制的过程,①②表示生理过程。请据图回答:
(1)图1中DNA分子的基本骨架是由_____(填序号)交替排列构成,化学键⑩的名称为_____(填名称)。若一条DNA单链的碱基序列是5'-CAGTGG-3',则另一条单链的序列是5-'_____3'。
(2)DNA中碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的_____性。
(3)某同学制作图中含四对脱氧核苷酸的DNA片段结构模型,仅用订书钉将五碳糖、磷酸、碱基连为一体(每个氢键需要一个订书钉连接),则使用的订书钉个数至少为_____个。
(4)图2中酶1为_____。观察复制过程可推测DNA复制采用了_____等方式,极大地提升了复制速率。
(5)若此DNA分子中胸腺嘧啶占24%,则该分子一条链上胞嘧啶含量的最大值可占此链碱基总数的_____%,若又知其中一条链的鸟嘌呤占该链碱基总数的32%,则它的互补链中鸟嘌呤占互补链碱基总数的_____%。
(6)若此DNA长度为500个碱基对,含鸟嘌呤300个,则该DNA分子中氢键总数为_____个,该DNA第3次复制,共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸为_____。
46.(24-25高一下·江苏常州·期中)图一中DNA分子有a和d两条链,I和II均是DNA分子复制过程中所需要的酶,图二是图一中某一片段的放大示意图。请分析回答下列问题:
(1)从图一可看出DNA复制的特点是______________________,Ⅰ是 ______________酶,Ⅱ是_____________酶。DNA复制过程中新形成的子链延伸方向是_________。
(2)图二中,DNA分子的基本骨架由_________(填序号)交替连接而成,④的名称是_____________。
(3)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子某一条单链中A+T占______%。
(4)某DNA含有100个碱基对,其中A有40个。将其放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次,则每个子代DNA,分子的相对分子质量比亲代DNA分子增加了____________。第五次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 _______个。
(5)为证明DNA复制的方式,科学家利用大肠杆菌进行了相关实验:将大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养若干代,再将其转移到14NH4Cl培养液中培养,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA带的位置。下图表示几种可能的离心结果,则:
① 大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代。如果DNA为全保留复制,则DNA带的分布应该如图中试管________所示:如果为半保留复制,则DNA带的分布应如图中试管 _________所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带,证明DNA是半保留复制,则大肠杆菌增殖3代后,含14N的DNA分子占______________ %。
47.(24-25高一下·江苏南京·期中)下图甲是DNA分子平面结构示意图,图乙表示DNA分子复制的过程。请据图回答下列问题:
(1)填出图甲中部分结构的名称:①________、③________、⑤________。
(2)DNA分子的基本骨架是________,一条链中相邻碱基通过____________________连接。
(3)通常一个DNA分子经复制能形成两个完全相同的DNA分子,这是因为DNA独特的________,为复制提供了精确的模板,通过________原则,保证了复制能够准确地进行。
(4)某DNA分子含有48502个碱基对.而子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA分子完成复制约需要30s,而实际只需要16s,根据图乙分析,这是因为DNA的复制存在__________________的特点;在此过程中,延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制特点是_________________。
(5)若某DNA分子的一条链上,腺嘌呤占比是胞嘧啶占比的1.4倍,二者在该链的数量之和占整个DNA分子碱基总数的24%,则该DNA分子另一条链上的胸腺嘧啶占该DNA分子碱基总数的_____________。
(6)将亲代DNA用15N标记,放在含有14N的培养基上培养,复制四次后含14N的DNA分子占DNA分子总数的________,若该DNA分子共有300个碱基对,其中胞嘧啶为260个,则第四次复制时,消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为________个。
48.(24-25高一下·江苏盐城·期中)DNA可以像指纹一样用来识别身份,在刑侦、医疗等方面用来鉴定个人身份、亲子关系。回答下列问题:
(1)DNA指纹技术能用来确认不同人的身份,是因为______,这种特性是由______决定的。
(2)图1表示某亲子鉴定的结果,其中A、B之一为孩子的生物学父亲。请分析,孩子的生物学父亲是______(填字母)。
(3)图2、3为精原细胞核中DNA发生的相关生理过程。
①DNA能准确复制的原因是:DNA独特的______结构,为复制提供了精确的______,通过______,保证了复制能准确进行。
②图2中的酶1是______,酶2是______,完成复制后,甲、乙在______(填细胞分裂时期)分开。
③DNA复制的意义是:DNA通过复制,______。
④哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2m之长,预测复制完成至少需要8h,而实际上只需约6h。根据图3分析,最可能的原因是______。
49.(24-25高一下·江苏泰州·期中)研究者将1个含14N/14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中, 培养24h后,提取子代大肠杆菌的DNA,将DNA双链解开再进行密度梯度离心,试管中出现两种条带,如图1所示。DNA 复制时两条子链的延伸方向相反,其中一条子链称为前导链,该链连续延伸;另一条称为后随链,该链逐段延伸,这些片段称为冈崎片段,如图2所示。
(1)根据图1所示信息,可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为____________h。
(2)图2DNA子链的合成过程中,除需要解旋酶之外,还需要_____________________(至少答出一种)等酶,子链合成的方向是_____________(填5'→3'或3'→5',与复制叉延伸的方向________(填“相同”或“相反”)。DNA 复制的特点是_____________________(至少写出一点)
(3)将某植物的分生区细胞(2n=18)在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中培养足够长的时间,使所有DNA几乎都带有放射性标记。然后转移到无放射性培养基中再培养一段时间,测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞百分率。更换培养基后1个细胞分裂两次形成的4个子细胞中,带有放射性的细胞的个数可能情况有( )
A.1 个 B.2个 C.3 个 D.4个
更换培养基后处于第二次分裂期的细胞中,含有放射性的染色体有_____条。
(4)该DNA 分子有1000个碱基对,其中有400个C-G对,某一条链(a链)上有500个A,下列说法正确的是( )
A.a链上有100个T, 其互补链上有500个T
B.a链上最多有400个G,在这种情况下其互补链上没有G
C.这个 DNA分子的碱基对中一共有2000个氢键
D.以这个DNA 分子为模板进行3轮复制,至少需要消耗4200个A
(5)重叠基因在病毒DNA、原核生物DNA、线粒体 DNA中较为普遍,是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列,如大基因内包含小基因、前后两个基因首尾重叠。根据信息推断其意义是_____________。
50.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)DNA是遗传物质是经历很多科学家交流合作、共同研究的结果。请根据以下实验回答下列问题:
Ⅰ、图一、图二为肺炎链球菌转化实验的图解。
(1)分析图一可知:加热杀死的有毒性的S型细菌与活的无毒性的R型细菌混合注入小鼠体内,小鼠将___________,原因是S型细菌的_______将R型细菌转化成活的有毒性的S型细菌。
(2)分析图二可知:能使R型活细菌发生转化的是________;用DNA酶处理DNA的目的是_________,这种控制自变量的方法采用了___________原理。
Ⅱ、1952年,“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯分别用放射性同位素标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,以研究噬菌体的蛋白质和DNA在侵染大肠杆菌过程中的功能。
(3)为获得被32P标记的T2噬菌体的具体的方法是先用_________培养大肠杆菌,再用噬菌体侵染_________。能否直接用培养液来培养噬菌体?_________(填“能”或“不能”)。
(4)侵染一段时间后,用搅拌器搅拌,目的是使吸附在大肠杆菌上的________与大肠杆菌分离,然后离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中的放射性。实验结果表明:当搅拌时间在2 -5min时,上清液中的35S、32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和10%左右,由此可以推断出_________进入大肠杆菌,________没有进入大肠杆菌。
(5)一个双链均被15N标记的DNA分子,利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次,则含14N的DNA分子占总数的________,含15N的DNA分子占总数的__________,只含14N的DNA分子占总数的________,只含15N的DNA分子占总数的________。
51.(24-25高一下·江苏苏州·期中)噬菌体是一种细菌病毒,是生物学研究中常用的一种实验材料。下面是科研人员进行的一系列关于噬菌体的实验。请回答下列问题:
I. 绿脓杆菌是一种临床上较常见的致病细菌。科研人员欲利用噬菌体来杀灭高耐药性绿脓杆菌,将噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体,噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体对不同类型(PA1、PAO1)的绿脓杆菌的吸附率如下图1所示。
(1)据上述实验结果推测,噬菌体JG对绿脓杆菌______(填“PA1”或“PAO1”)的杀灭效果更好,重组噬菌体侵染绿脓杆菌后繁殖出的子代噬菌体对绿脓杆菌______(填“PA1”或“PAO1”)的吸附率更高。
(2)据上述实验结果推测,噬菌体对绿脓杆菌的吸附率主要取决于噬菌体的_________(填“蛋白质外壳”或“DNA”)。
(3)有人认为上述实验还不够严密,为保证实验的科学性,增强实验的说服力,应增设D组,具体做法是用_________侵染不同类型(PA1、PAO1)的绿脓杆菌,测定该重组噬菌体对不同类型(PA1、PAO1)的绿脓杆菌的吸附率,支持上述推测的预期实验结果是_________。
II. 某生物兴趣小组在模拟蔡斯和赫尔希的实验时,观察了35S标记的噬菌体(甲组)和32P标记的噬菌体(乙组)保温时间长短与上清液的放射性高低的关系。
(4)下列曲线图中,能正确反映甲、乙实验结果的分别是_________、_________。
(5)此实验中利用放射性同位素标记的目的是_________。若测得放射性同位素主要分布在离心管的上清液中,则获得该实验中标记的噬菌体的培养方法是_________。如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体,让其侵染未标记的大肠杆菌,在产生的子代噬菌体的DNA中能找到的放射性同位素是_________。
地 城
考点04
基因通常是有遗传效应DNA片段
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏无锡·期中)下列关于基因、DNA、染色体的表述,错误的是( )
A.染色体是基因的主要载体基因,在染色体上呈线性排列
B.减数分裂中,基因和染色体的行为存在明显的平行关系
C.大肠杆菌中的基因是有遗传效应的RNA片段
D.人体细胞中的基因是有遗传效应的DNA片段
2.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下列有关生物体遗传物质的叙述,错误的是( )
A.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是RNA
B.烟草花叶病毒和流感病毒的遗传物质彻底水解后的产物相同
C.基因是生物体遗传物质结构和功能的基本单位,具有遗传效应
D.两种生物体DNA之间的碱基序列一致性越高,亲缘关系越近
3.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下列关于基因、DNA、染色体及其相互关系的叙述,正确的是( )
A.基因都是具有遗传效应的DNA片段
B.基因中的碱基排列顺序代表遗传信息
C.基因都在染色体上且呈线性排列
D.同源染色体相同位置上的基因一定是等位基因
4.(24-25高一下·江苏无锡·期中)荧光标记技术可以将基因定位在染色体上。如图中的字母表示甲、乙染色体上的部分基因。不考虑突变和互换,下列叙述正确的是( )
A.摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上
B.A和a彼此分离发生在减数分裂Ⅱ后期
C.基因A、a与B、b遗传时遵循自由组合定律
D.甲、乙相同位置四个荧光点的脱氧核苷酸序列相同
5.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下列关于基因、DNA、染色体及其相互关系的叙述,错误的是( )
A.基因中的遗传信息蕴含在4种碱基的排列顺序中
B.所有生物的基因都是具有遗传效应的DNA片段
C.DNA中的碱基对数目不等于其上所有基因中的碱基对数目之和
D.在真核生物体内的基因主要存在于染色体上且在上面成线性排列
6.(24-25高一下·江苏徐州·期中)如图为果蝇X染色体上一些基因的分布示意图,下列叙述错误的是( )
A.由图示可知,基因在染色体上呈线性排列
B.由图示可知,一条染色体上含有多个基因
C.所示基因在Y染色体上都有对应的等位基因
D.所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
7.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下列有关染色体、DNA、基因的说法,错误的是( )
A.基因通常是有遗传效应的DNA 片段
B.染色体是基因的载体,基因都位于染色体上
C.一条染色体上有许多基因,基因在染色体上呈线性排列
D.基因和染色体行为存在着明显的平行关系
8.(24-25高一下·江苏徐州·期中)下列关于真核细胞中染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间关系的叙述,错误的是( )
A.一条染色体上含有1个或2个DNA分子
B.基因可以是DNA片段,但DNA片段不一定是基因
C.基因的特异性是由脱氧核苷酸排列顺序和数量决定的
D.真核细胞中所有基因均位于染色体上
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专题05 基因的本质
4大模块高频考点概览
考点01 DNA是主要的遗传物质
考点02 DNA的结构
考点03 DNA的复制
考点04 基因通常是有遗传效应DNA片段
地 城
考点01
DNA是主要的遗传物质
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏扬州·期中)赫尔希与蔡斯用32P标记T2噬菌体与无标记的细菌培养液混合,一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。与此有关的叙述正确的是( )
A.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
B.离心前混合时间长短不会影响实验结论的研究
C.可用酵母菌代替大肠杆菌
D.用32P标记的是T2噬菌体的碱基腺嘌呤
【答案】A
【详解】A、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳蛋白与细菌分离,A正确;
B、如果离心前混合时间过长,可能使一些含32P的子代噬菌体就会从细菌中释放出来,会导致上清液中放射性升高,如果离心前混合时间过短,则噬菌体没有完全侵入,会导致上清液中放射性升高,B错误;
C、T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌内部的病毒,不能用酵母菌替代大肠杆菌,C错误;
D、32P标记的是T2噬菌体DNA中的磷酸基团,腺嘌呤不含P元素,D错误。
故选A。
2.(24-25高一下·江苏扬州·期中)如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述正确的是( )
A.艾弗里实验的检测指标是观察培养基中菌落的种类
B.肺炎链球菌体内转化实验能证明DNA是遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中可用14C代替32P标记DNA
D.烟草花叶病毒(TMV)侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】A
【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验,通过观察培养基中菌落的种类数(R型菌和S型菌的菌落不同)来判断转化是否成功,以此作为检查指标,A正确;
B、肺炎链球菌体内转化实验只能证明S型菌中存在“转化因子”,不能直接证明DNA是遗传物质,B错误;
C、DNA和蛋白质均含有C元素,无法区分,所以不可以用14C代替32P标记DNA,C错误;
D、烟草花叶病毒(TMV)侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的遗传物质,而非“主要”遗传物质(该实验仅说明TMV自身的遗传物质是RNA),D错误。
故选A。
3.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)用35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占 90%,沉淀物的放射性占 10%。沉淀物带有放射性的原因可能是( )
A.大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,但仍然有部分噬菌体留在大肠杆菌内
B.35S 标记了噬菌体的 DNA,离心后留在沉淀物中
C.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌
D.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
【答案】D
【详解】在噬菌体侵染实验中,³⁵S标记的是噬菌体的蛋白质外壳。正常情况下,离心后蛋白质外壳应留在上清液中,沉淀物中应无放射性。若沉淀物出现放射性,需结合实验步骤分析可能原因。
【分析】A、大肠杆菌裂解释放的子代噬菌体不含³⁵S(子代蛋白质外壳由细菌内原料合成),因此部分噬菌体留在大肠杆菌内不会导致沉淀物出现放射性,A错误;
B、噬菌体的DNA不含S元素,噬菌体蛋白质外壳含有S元素,³⁵S标记的是噬菌体的蛋白质,B错误;
C、离心时间过长不会导致噬菌体蛋白质外壳进入沉淀物中,不会导致沉淀物出现放射性,C错误;
D、搅拌不充分可能导致部分噬菌体仍吸附在细菌表面,未与细菌分离,离心时随细菌沉降至沉淀物中,导致沉淀物出现放射性,D正确;
故选D。
4.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列关于生物体内遗传物质的说法,正确的是( )
A.细胞生物的遗传物质是 DNA
B.原核生物的遗传物质是 DNA 或 RNA
C.在真核生物中,DNA 和 RNA 都是遗传物质
D.因为除病毒外,DNA 是所有生物的遗传物质,所以 DNA 是主要的遗传物质
【答案】A
【分析】①具有细胞结构的生物(包括真核生物和原核生物),其细胞中含有DNA和RNA两种核酸,遗传物质是DNA。②病毒只含有一种核酸:DNA或RNA,病毒的遗传物质就是其所含有的核酸。因绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA 是主要的遗传物质。
【详解】ABC、细胞生物包括真核生物和原核生物,其遗传物质均为DNA,不存在RNA作为遗传物质的情况,A正确,BC错误;
D、包括DNA病毒在内的绝大多数生物的遗传物质是DNA,RNA病毒的遗传物质是RNA,因绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以 DNA 是主要的遗传物质,D错误。
故选A。
5.(24-25高一下·江苏徐州·期中)格里菲斯在研究中选择肺炎链球菌进行了一系列实验,他在获得实验结果后,分析结果并得出了结论。下列结论和格里菲斯的结论不相符的是( )
A.S型活细菌可以使小鼠患病而死亡
B.R型活细菌对小鼠生活没有明显影响
C.只有将S型细菌加热灭活,才能使R型细菌转化为S型细菌
D.在肺炎链球菌的转化实验中,R型细菌转化为S型细菌后,其性状是可遗传的
【答案】C
【分析】由肺炎链球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。肺炎双球菌体内转化实验: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、格里菲思将S型活细菌注射到小鼠体内,可以使小鼠患病而死亡,A正确;
B、格里菲思将R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡,说明R型活细菌对小鼠生活没有明显影响,B正确;
C、格里菲思并没有进行将R型活细菌与S型活细菌混合后注射到小鼠体内的实验,由于缺乏该组实验的对照,所以不能得出“只有将S型细菌加热灭活,才能使R型细菌转化为S型细菌”的结论,C错误;
D、在肺炎链球菌的转化实验中,R型细菌转化为S型细菌后,转化的S型细菌的后代也是有致病性的S型活细菌,说明其性状是可遗传的,D正确。
故选C。
6.(24-25高一下·江苏苏州·期中)赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术进行了相关实验,为生物遗传物质探索提供了有力的证据。下图为实验的部分过程,相关叙述正确的是( )
A.该实验中用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,子代噬菌体大多未被标记
B.过程①时间越长,噬菌体侵染细菌越充分,结果更可靠
C.过程②离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D.过程③沉淀物中放射性高,证明DNA是遗传物质
【答案】A
【分析】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。噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、由于DNA半保留复制,该实验中用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,子代噬菌体大多未被标记,A正确;
B、过程①保温时间过长,大肠杆菌会裂解,使其释放子代噬菌体在上清液中带有放射性,结果不可靠,B错误;
C、过程②搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离,离心的目的是析出噬菌体外壳,使被感染的大肠杆菌沉淀,噬菌体外壳在上清液中,C错误;
D、过程③沉淀中放射性高,说明噬菌体的DNA进入细菌,没有分析子代噬菌体的放射性情况以及缺乏35S标记的噬菌体的实验组进行对比,不能证明DNA是遗传物质,D错误。
故选A。
7.(24-25高一下·江苏连云港·期中)艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验为探究遗传物质的本质提供了关键证据。下列相关描述正确的是( )
A.若将S型菌的DNA直接注射到正常小鼠体内,小鼠会患败血症死亡
B.艾弗里的实验证明了DNA是转化因子,但当时并未被科学界广泛接受
C.艾弗里直接将S型细菌的DNA、蛋白质等物质与R型细菌混合,观察是否发生转化
D.艾弗里用蛋白酶处理细胞提取物后,混合液中仍存在转化活性,证明蛋白质是转化因子
【答案】B
【分析】格里菲思和艾弗里分别通过体内转化实验和体外转化实验,提供了DNA是遗传物质的证据。其中使用的实验生物是肺炎链球菌和小鼠,这种菌中有荚膜的使人或小鼠患败血症,无荚膜的不致病。
【详解】A、若将S型菌的DNA直接注射到正常小鼠体内,小鼠体内缺乏R型活细菌作为受体,且DNA可能被分解,无法完成转化,因此小鼠不会患病死亡,A错误;
B、艾弗里的实验通过减法原理除去S型菌提取液中的某种成分,最终证明DNA是转化因子,但因传统观念“蛋白质是遗传物质”的阻碍,艾弗里等人的结论并没有被人们广泛接受,B正确;
C、艾弗里通过减法原理将除去S型菌提取液中的某种成分的液体与R型菌混合,最终证明DNA是转化因子,艾弗里没有直接将S型细菌的DNA、蛋白质等物质与R型细菌混合,C错误;
D、艾弗里用蛋白酶处理细胞提取物后,混合液中仍存在转化活性,证明蛋白质不是转化因子,D错误。
故选B。
8.(24-25高一下·江苏连云港·期中)生物通过遗传信息控制性状,并能将遗传物质传递给子代。下列相关叙述错误的是( )
A.所有生物的遗传信息都储存在DNA分子上
B.人体可通过精子或卵细胞将亲代遗传物质传递给子代
C.烟草花叶病毒的遗传物质初步水解后可产生4种核糖核苷酸
D.S型肺炎链球菌、大肠杆菌和T2噬菌体的遗传物质都是DNA
【答案】A
【分析】细胞生物中,既含有DNA,又含有RNA,DNA为遗传物质;病毒含有DNA或RNA,遗传物质为DNA或RNA。绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数RNA病毒的遗传物质是RNA,故一切生物的遗传物质为核酸。
【详解】A、并非所有生物的遗传信息都储存在DNA上,如RNA病毒的遗传信息储存在RNA中,A错误;
B、精子和卵细胞是亲代和子代联系的桥梁,人体通过减数分裂形成精子或卵细胞,将遗传物质DNA传递给子代,B正确;
C、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,初步水解产物为4种核糖核苷酸,C正确;
D、S型肺炎链球菌和大肠杆菌的遗传物质是DNA,T₂噬菌体的遗传物质也是DNA,D正确。
故选A。
9.(24-25高一下·江苏·期中)如图表示在“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”(搅拌强度、时长等都合理)中相关含量的变化,下列相关叙述正确的是( )
A.在“32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,沉淀物放射性含量变化可用图甲表示
B.在“35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,搅拌不充分会使沉淀物放射性增强
C.艾弗里肺炎链球菌体外转化实验中,向细胞提取物中添加酶利用了加法原理
D.将去除蛋白质的S型细菌提取物加入到有R型活细菌的培养基中,结果可用图乙表示
【答案】B
【分析】用32P标记的噬菌体侵染细菌,保温培养一段时间,经搅拌离心后,放射性主要出现在沉淀中;用35S标记的噬菌体侵染细菌,保温培养一段时间,搅拌离心后,放射性主要出现在上清液中。
【详解】A、在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中,如果保温时间短,亲代噬菌体未来得及侵染细菌,上清液中放射性较高;保温时间合适,沉淀物中放射性较高,上清液中放射性较低;如果保温时间过长,子代噬菌体从大肠杆菌中释放出来,离心后上清液中放射性会增加,故甲图可表示上清液放射性含量的变化,A错误;
B、35 S 标记噬菌体的蛋白质外壳,正常搅拌后,蛋白质外壳在上清液。搅拌不充分,蛋白质外壳会随大肠杆菌留在沉淀物,使沉淀物放射性增强,B正确;
C、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,每个实验都通过添加特定的酶,特异性的去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,这利用了自变量控制中的减法原理,C错误;
D、S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌,将去除蛋白质的S型细菌提取物加入到有R型活细菌的培养基中,一定时间内,R型细菌和S型细菌都在增长,没有下降,不能用图乙表示,D错误。
故选B。
10.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关遗传物质探索历程的叙述,正确的是( )
A.赫尔希与蔡斯的实验证明了DNA是主要的遗传物质
B.艾弗里的肺炎链球菌的转化实验中向细胞提取物添加酶利用了加法原理
C.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验没有证明DNA是遗传物质
D.烟草花叶病毒侵染烟草实验证明了蛋白质和RNA是遗传物质
【答案】C
【分析】遗传物质发现的实验及其内容:包括肺炎双链球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验、T2噬菌体侵染细菌的实验(用分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培养基培养大肠杆菌)、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
【详解】A、赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质,A错误;
B、艾弗里的肺炎链球菌的转化实验中向细胞提取物添加酶但实际是除去了某种物质,因而利用了减法原理,B错误;
C、格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明转化因子使R型菌转化为S型菌,没有证明转化因子的本质,即没有证明DNA是遗传物质,C正确;
D、烟草花叶病毒侵染烟草实验证明RNA是遗传物质,D错误。
故选C。
11.(24-25高一下·江苏南京·期中)下图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型过程。下列有关过程叙述正确的是( )
A.肺炎链球菌体内转化实验证明了DNA是转化因子
B.赫尔希和蔡斯用含有32P的培养基直接标记噬菌体中的DNA
C.用35S标记T2噬菌体实验中,沉淀物中放射性升高与搅拌不充分有关
D.烟草花叶病毒感染实验证明了烟草的遗传物质是DNA
【答案】C
【分析】肺炎双球菌转化实验: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型菌中存在某种转化因子,能将S型菌转化为R型菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、肺炎链球菌体内转化实验证明了证明了S型细菌中存在一种转化因子,使R型细菌转化为S型细菌,A错误;
B、噬菌体营寄生生活,需先标记细菌,再标记噬菌体,B错误;
C、赫尔希和蔡斯用标记噬菌体的侵染实验中,搅拌不充分可使一部分噬菌体的蛋白质外壳仍然吸附在大肠杆菌上,导致沉淀物的放射性增强,C正确;
D、烟草花叶病毒感染实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,D错误。
故选C。
12.(24-25高一下·江苏镇江·期中)下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中,正确的是( )
A.细胞核内的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA
B.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
C.真核生物、原核生物、有些病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA
D.细胞生物的遗传物质是DNA,非细胞生物的遗传物质是RNA
【答案】C
【分析】1、核酸是一切生物的遗传物质;
2、细胞类生物含有DNA和RNA两种核酸,它们的细胞质遗传物质和细胞核遗传物质均为DNA;
3、病毒只有一种核酸,它的遗传物质是DNA或RNA。
【详解】A、细胞核内和细胞质中的遗传物质都是DNA,A错误;
B、“噬菌体侵染细菌的实验”证明DNA是遗传物质,但没有证明DNA是主要的遗传物质,B错误;
C、真核生物、原核生物、有些病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,C正确;
D、细胞生物的遗传物质是DNA,某些非细胞生物的遗传物质也可能是DNA,如T2噬菌体,D错误。
故选C。
13.(24-25高一下·江苏扬州·期中)赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌,部分实验过程如图所示。相关叙述正确的是( )
A.搅拌不充分会导致上清液放射性变高
B.此实验利用的放射性同位素为35S
C.图中实验可以证明DNA是遗传物质
D.实验的细菌可以为大肠杆菌
【答案】D
【分析】1、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入→合成→组装→释放。2、该实验采用了同位素示踪法,用35S标记T2噬菌体的蛋白质外壳,用32P标记T2噬菌体的DNA。
【详解】A、搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分开,有无搅拌对图中实验结果影响不显著,图中实验标记的是32P,影响其结果的是培养时间长短,有无搅拌对图中实验结果影响不显著,A错误;
B、图中沉淀中放射性很高,说明利用的放射性同位素为32P标记噬菌体的DNA,B错误;
C、图中实验只能说明DNA进入了大肠杆菌,不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,还需用35S标记的噬菌体进行另一组实验,才可以证明DNA是遗传物质,C错误;
D、T2噬菌体能感染大肠杆菌,实验的细菌可以为大肠杆菌,D正确。
故选D。
14.(24-25高一下·江苏泰州·期中)下列有关生命科学重大发现的叙述,正确的是( )
A.赫尔希以小鼠为实验材料发现肺炎链球菌S型细菌的遗传物质是DNA
B.摩尔根与他的学生发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法
C.梅塞尔森和斯塔尔用放射性同位素标记DNA证明了DNA是半保留复制
D.孟德尔用F1与矮茎豌豆进行杂交,后代中高茎和矮茎数量比接近1:1属于演绎推理
【答案】B
【分析】1、假说—演绎法基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论。
2、萨顿提出基因在染色体的假说,摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上。
3、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。
【详解】A、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,赫尔希以噬菌体侵染大肠杆菌实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,A错误;
B、摩尔根与他的学生发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法,B正确;
C、梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,用假说—演绎法和同位素标记技术,证明了DNA的半保留复制方式,15N不是放射性同位素,C错误;
D、孟德尔用F1与矮茎豌豆进行杂交,后代中高茎和矮茎数量比接近1:1属于实验验证,D错误。
故选B。
15.(24-25高一下·江苏泰州·期中)将肺炎链球菌R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。下列相关叙述正确的是( )
A.R型活细菌易使小鼠患病 B.死亡小鼠尸体内可分离出S型活菌
C.说明细菌的遗传物质是DNA D.证明S型细菌中存在某种转化因子
【答案】B
【分析】R型和S型肺炎链球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙) , 后者有荚膜( 菌落表现光滑) ,由肺炎链球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌,肺炎双球菌体内转化实验: 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、R型活细菌无毒,一般不使小鼠患病,A错误;
B、小鼠由于感染S型细菌而死亡,死亡小鼠尸体内可分离出S型活菌,B正确;
CD、推测(没有证明)S菌内有某种转化因子,导致R型菌转化为S菌,但不能推出细菌的遗传物质是DNA,CD错误。
故选B。
16.(24-25高一下·江苏连云港·期中)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA 是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.实验证明了 DNA 是主要的遗传物质
B.设计思路与艾弗里肺炎链球菌体外转化实验相同
C.用含有放射性同位素的培养基标记噬菌体
D.实验离心后的沉淀物中留下的是T2 噬菌体颗粒
【答案】B
【分析】1、T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,进入细菌体内的是噬菌体的DNA,噬菌体的蛋白质外壳留在外面。
2、实验方法:放射性同位素标记法。
3、实验思路: 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。
【详解】A、实验证明了 DNA 是遗传物质,A错误;
B、该实验设计思路与艾弗里实验一致,均通过分离不同组分(DNA与蛋白质),单独观察其作用,B正确;
C、噬菌体不能直接在培养基中培养,需通过宿主菌间接标记,C错误;
D、离心后沉淀物中是大肠杆菌,蛋白质外壳留在上清液中,D错误。
故选B。
17.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关遗传物质探索历程的叙述,正确的是( )
A.格里菲思实验中,加热致死的S型菌DNA使R型活菌从无致病性转化为有致病性
B.用未标记的T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌,放射性集中分布在沉淀中
C.艾弗里在肺炎链球菌的转化实验中运用了自变量控制的加法原理
D.噬菌体侵染细菌的实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】B
【分析】1、肺炎链球菌中的S型细菌有致病性,可使人和小鼠患肺炎,小鼠并发患败血症死亡;肺炎链球菌中的R型细菌没有致病性,不会使人和小鼠患病。格里菲思所做的肺炎链球菌的体内转化实验推测出S型细菌中存在某种“转化因子”,能促使R型细菌转化为S型细菌。艾弗里所做的肺炎链球菌的体外转化实验,证明了DNA是遗传物质;2、T2噬菌体的外壳由蛋白质构成,头部含有DNA。赫尔希和蔡斯用35S标记一部分T2噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分T2噬菌体的DNA,进行了噬菌体侵染细菌的实验,证明了噬菌体的遗传物质是DNA。
【详解】A、格里菲思将R型菌与加热杀死的S型菌混合后注入小鼠体内,最终在死亡的小鼠体内分离出了S型菌和R型菌。加热杀死的S型菌中存在某种转化因子,可使部分R型菌转化为S型菌,并非是使R型活菌从无致病性转化为有致病性,A 错误;
B、用未标记的T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌,大肠杆菌较重,处于沉淀中,放射性集中分布在沉淀中,B正确;
C、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验利用 “减法原理”,即通过逐步去除蛋白质、多糖等物质,单独研究DNA的作用,证明了DNA是遗传物质,不是 “加法原理” ,C错误;
D、噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故选B。
18.(24-25高一下·江苏镇江·期中)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,错误的是( )
A.格里菲思根据体内转化实验,推断加热致死的S型细菌含有转化因子
B.艾弗里进行了体外转化实验,检测指标是观察培养基上菌落的类型
C.噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌和离心是为了把噬菌体的蛋白质和DNA分开
D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验,其实验思路与赫尔希、蔡斯的实验相似
【答案】C
【分析】1、格里菲思的肺炎链球菌转化实验结论: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—转化因子。
2、噬菌体侵染细菌实验的结论是DNA是是噬菌体的遗传物质。
3、烟草花叶病毒侵染烟草的实验结论: RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验结论: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—转化因子,A正确;
B、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明DNA是遗传物质,检测指标是观察培养基上菌落的类型,B正确;
C、噬菌体侵染细菌的实验中,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析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,C错误;
D、烟草花叶病毒侵染烟草的实验的思路是将烟草花叶病毒的蛋白质和RNA分别侵染烟草花叶,即将核酸和蛋白质分开,其实验思路与赫尔希、蔡斯的实验相似,D正确。
故选C。
19.(24-25高一下·江苏淮安·期中)图中病毒甲、乙为两种不同的植物病毒,经重建后形成“杂种病毒丙”,用病毒丙侵染植物细胞,在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分析题图:图中病毒甲、乙为两种不同的植物病毒,而“杂种病毒丙”是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的遗传物质RNA重建形成的。
【详解】“杂种病毒丙”是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的遗传物质RNA重建形成的,而生物的性状是由遗传物质决定的,因此用病毒丙去侵染植物细胞,在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒与提供遗传物质RNA的病毒乙一样。
故选D。
20.(24-25高一下·江苏南京·期中)下列有关“DNA是主要的遗传物质”探究实验的相关叙述正确的是( )
A.赫尔希和蔡斯用分别含有放射性同位素35S和32P的培养基培养T2噬菌体
B.在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,通过搅拌将噬菌体的蛋白质与DNA分开
C.35S标记组发现沉淀物有少量放射性,原因是保温时间过长
D.肺炎链球菌体内转化实验不能证明DNA是遗传物质
【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。
【详解】A、赫尔希和蔡斯的实验中,T2噬菌体不能直接在含放射性同位素的培养基中培养。需先用含35S或32P的培养基培养大肠杆菌,再用这些细菌培养噬菌体,使其蛋白质或DNA带有相应标记,A错误;
B、搅拌的作用是使吸附在细菌表面的蛋白质外壳与细菌分离,而离心操作使质量较轻的蛋白质(上清液)与含DNA的细菌(沉淀)分开。搅拌并未直接分离蛋白质与DNA,B错误;
C、35S标记实验中,沉淀物出现少量放射性是因搅拌不充分,导致部分蛋白质外壳未脱离细菌。保温时间过长主要影响32P标记实验(导致细菌裂解,子代噬菌体释放),C错误;
D、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验仅发现“转化因子”存在,未明确其本质。艾弗里的体外实验通过分离纯化DNA,才证明DNA是遗传物质。因此,体内转化实验无法单独证明DNA是遗传物质,D正确。
故选D。
21.(24-25高一下·江苏盐城·期中)遗传物质是生物遗传与生命活动的基础。下列叙述错误的是( )
A.T2噬菌体的DNA可以单独完成对大肠杆菌的侵染并产生后代
B.烟草花叶病毒中嘌呤与嘧啶碱基的数目不一定相等
C.根据肺炎链球菌活体转化实验结果可推断S型细菌含有转化因子
D.32P标记的部位为T2噬菌体DNA中的磷酸基团
【答案】A
【分析】噬菌体繁殖过程: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。
【详解】A、T₂噬菌体的侵染过程不仅需要DNA,还需要蛋白质外壳,DNA单独无法完成侵染过程,因为它需要蛋白质外壳来保护DNA并帮助其进入宿主细胞,A错误;
B、烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒,其RNA分子中嘌呤(A、G)和嘧啶(C、U)的数目不一定相等,B正确;
C、肺炎链球菌的转化实验表明,S型细菌(光滑型)含有一种转化因子,可以将R型细菌(粗糙型)转化为S型细菌,这种转化因子后来被证明是DNA,C正确;
D、32P是一种放射性同位素,常用于标记DNA中的磷酸基团,在T₂噬菌体的实验中,³²P确实用于标记DNA的磷酸基团,D正确。
故选A。
22.(24-25高一下·江苏南京·期中)如图甲表示加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中的实线代表R型细菌,虚线代表S型细菌
B.图甲和图乙现有的实验环节,均不能证明DNA是遗传物质
C.若用35S标记图乙中的细菌,则上清液中的放射性很高
D.图乙实验中,搅拌的目的是将亲代噬菌体的蛋白质外壳与细菌分开
【答案】C
【分析】题图分析:甲图中AB段由于细菌刚进入小鼠体内,小鼠还没有产生相应的抗体,所以R型细菌会增多,随后由于机体免疫系统的作用,R型细菌数量减少,同时该实验中部分R型菌转化成了S型菌,S型菌的大量增殖对小鼠的免疫功能损害,R型细菌然后大量增殖。乙图中从理论上讲,乙图中35S放射性只会出现在上清液中,但在实际操作中沉淀物中也会出现部分放射性。若乙图中的实验如果没经过搅拌过程或搅拌不彻底,则很多亲代噬菌体会附着在细菌表面,经过离心后会进入沉淀物中,使得沉淀物中的放射性增强。
【详解】A、分析曲线图甲:加热杀死的S型菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌,随着R型细菌转化为S型细菌,S型细菌的数量呈现S型曲线的变化,R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭,随着小鼠免疫系统的破坏,R型细菌数量又开始增加,故图甲中的实线代表R型细菌,虚线代表S型细菌,A正确;
B、图甲表示加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,只能证明S型细菌内存在转化因子使得R型菌转化为S型菌,不能证明DNA是遗传物质;图乙中,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,而噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌,需要再设置被32P标记的噬菌体进行侵染实验,随后通过实验结果的相互对照得出DNA是遗传物质的结论,故图甲和图乙现有的实验环节,均不能证明DNA是遗传物质,B正确;
C、若用35S标记图乙中的细菌,则细菌的氨基酸会含有放射性,噬菌体侵染带放射性的大肠杆菌之后,利用大肠杆菌的带放射性的原料进行子代蛋白质的合成,故沉淀物的放射性很高,随着噬菌体子代的繁殖,导致大肠杆菌破裂,子代噬菌体释放出来到达上清液,导致上清液有较低的放射性,C错误;
D、噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分开,D正确。
故选C。
23.(24-25高一下·江苏南京·期中)下列有关T2噬菌体侵染细菌的实验叙述正确的是( )
A.在被32P标记的肺炎链球菌中培养,可获得含32P的亲代噬菌体
B.噬菌体利用细菌的脱氧核糖核苷酸、氨基酸等合成自身的物质
C.含35S的亲代噬菌体侵染细菌后,放射性主要分布在C处
D.含32P的亲代噬菌体侵染细菌后,搅拌是否充分会影响图中C处放射性强度
【答案】B
【分析】1、实验思路: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。
2、实验过程: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
【详解】A、T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,不能在肺炎链球菌中培养,A错误;
B、噬菌体侵染细菌时,只有 DNA 进入细菌细胞内,其利用细菌的脱氧核糖核苷酸、氨基酸等原料合成自身的物质,B正确;
C、含35S的亲代噬菌体侵染细菌后,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,蛋白质外壳不进入细菌细胞内,经搅拌、离心后,放射性主要分布在 B 处(上清液),C错误;
D、含32P的亲代噬菌体侵染细菌后,32P标记的是噬菌体的 DNA,DNA 进入细菌细胞内,搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离,搅拌是否充分不会影响图中 C 处(沉淀物)放射性强度,D错误。
故选B。
24.(24-25高一下·江苏连云港·期中)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者都由蛋白质和RNA组成,下图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是 RNA的操作流程图。下列说法错误的是( )
A.c过程结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用
B.e过程中重组病毒的后代是HRV
C.该实验说明TMV 和 HRV 的遗传物质都是 RNA
D.重组实验最终只能检测到HRV 的 RNA 和蛋白质
【答案】C
【分析】分析题图信息可知,用TMV的蛋白质外壳、HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒感染烟叶,用TMV的蛋白质外壳感染的烟叶没有出现病斑,其他两组烟叶上出现的病斑是HRV的病斑,结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用,HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒有感染作用。
【详解】A、c过程蛋白质外壳侵染烟草叶片,没有出现病斑,说明蛋白质外壳没有侵染能力,A正确;
B、重组病毒的遗传物质来自HRV,所以e过程中重组病毒的后代是HRV,B正确;
C、该实验只设计用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片的实验,因此,该实验只能证明HRV的遗传物质是RNA,C错误;
D、重组实验所利用的重组病毒遗传物质来自HRV,因此该病毒感染叶片产生的子代病毒均为HRV,检测到的只能是HRV 的 RNA 和蛋白质,D正确。
故选C。
25.(24-25高一下·江苏常州·期中)图示35S标记噬菌体侵染细菌的流程,下列相关叙述正确的是( )
A.过程①应先配制含35S的培养基,再用该培养基培养噬菌体
B.过程②应短时保温,有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C.过程③后噬菌体外壳位于上清液中,被感染的大肠杆菌在沉淀中
D.过程④沉淀物的放射性很高,则表明噬菌体的遗传物质是DNA
【答案】C
【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→组装→释放。
【详解】A、噬菌体属于病毒,没有细胞结构,不能独立生存,故不能用培养基直接培养病毒,A错误;
B、过程②应短时间保温,保证噬菌体将DNA全部注入细菌内部又避免时间长了导致细菌裂解释放出子代噬菌体,B错误;
C、搅拌离心的目的是噬菌体的蛋白质外壳和大肠杆菌分开,故过程③后噬菌体外壳位于上清液中,被感染的大肠杆菌在沉淀中,C正确;
D、过程④沉淀物的放射性很高,则表明搅拌离心不充分,大部分35S的噬菌体吸附在细菌表明,不能得出噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故选C。
26.(24-25高一下·江苏连云港·期中)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.加热杀死的S型细菌注入小鼠体内,会引起小鼠死亡
B.用DNA酶处理S型菌的提取物后无法完成转化
C.肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.35S标记的噬菌体增殖后,子代噬菌体都具有放射性
【答案】B
【分析】1、肺炎双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、加热杀死的 S 型细菌注入小鼠体内,由于细菌已死,不具有侵染能力,不会引起小鼠死亡,A错误;
B、用 DNA 酶处理 S 型菌的提取物,DNA 被水解,而转化因子是 DNA,所以无法完成转化,B正确;
C、肺炎链球菌转化实验证明了 DNA 是遗传物质,而不是 “主要的遗传物质”,C错误;
D、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳不进入细菌,子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌内以细菌的氨基酸为原料合成的,所以子代噬菌体都不具有放射性,D错误。
故选B。
二、多选题
27.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下图为肺炎链球菌的三组转化实验的示意图,相关叙述正确的有( )
A.甲组实验出现S型细菌,说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B.乙组实验中R型细菌可以发生转化,培养后全部为S型细菌
C.丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA,蛋白质不是遗传物质
D.上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验,减少了体内无关变量的干扰
【答案】AD
【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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、甲组实验中,高温会使蛋白质失活,但不会使DNA完全失活,所以将高温加热的S型细菌的提取物加入到有R型细菌的培养液中,会出现S型细菌,说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质,A正确;
B、乙组实验中,加入蛋白酶,会使蛋白质失去活性,然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养,会出现S型细菌的菌落,但不是全部为S型,仍然有R型存在,B错误;
C、丙组实验中,加入DNA酶,会使DNA失去活性,然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养,则不会出现S型细菌的菌落,说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA,但该组实验不能证明蛋白质不是遗传物质,C错误;
D、上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验,减少了体内无关变量(如温度等)的干扰,D正确。
故选AD。
28.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下列关于“DNA 是主要的遗传物质”的叙述中,正确的是( )
A.细胞核遗传的遗传物质是 DNA,细胞质遗传的遗传物质是 RNA
B.真核生物、原核生物的遗传物质都是 DNA
C.所有生物的主要遗传物质是 DNA、次要遗传物质是 RNA
D.细胞生物和 DNA 病毒的遗传物质是 DNA,RNA 病毒的遗传物质是 RNA
【答案】BD
【分析】细胞类生物(真核生物和原核生物)都含有DNA和RNA两种核酸,但它们的遗传物质均为DNA;病毒只含有一种核酸(DNA或RNA),因此其遗传物质是DNA或RNA。
【详解】A、有细胞结构的生物,细胞核和细胞质的遗传物质都是DNA,A错误;
B、真核生物、原核生物的遗传物质都是DNA,B正确;
C、有细胞生物(真核生物、原核生物)、部分DNA病毒的遗传物质是DNA,RNA病毒的遗传物质是RNA,每种生物的遗传物质均只有一种,不能说主要遗传物质和次要遗传物质,C错误;
D、细胞生物和 DNA 病毒的遗传物质是 DNA,RNA 病毒的遗传物质是 RNA,D正确。
故选BD。
29.(24-25高一下·江苏淮安·期中)关于赫尔希和蔡斯 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的实验,下列说法正确的是( )
A.要获得 35S 标记噬菌体需先用含35S 培养基培养大肠杆菌,再用含35S 大肠杆菌培养噬菌体
B.32P 标记的一组,沉淀物 d 的放射性很高
C.噬菌体 DNA 复制需要在大肠杆菌的细胞核中
D.该实验与艾弗里的肺炎链球菌实验思路一致,都是设法将 DNA 和蛋白质分开
【答案】ABD
【分析】1、噬菌体繁殖过程: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。
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、噬菌体没有细胞结构,不能独立代谢,需要寄生在宿主细胞内才能增殖,获得35S标记的噬菌体需先用含35S培养基培养大肠杆菌,再用35S大肠杆菌培养,A正确;
B、32P标记的一组标记的是噬菌体的DNA,噬菌体的DNA会进入大肠杆菌,因此离心后含有大肠杆菌的沉淀物d的放射性很高,B正确;
C、大肠杆菌为原核细胞,没有细胞核,C错误;
D、该实验是通过35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,通过噬菌体侵染细菌的特点实现DNA和蛋白质分离,因此该实验与艾弗里的肺炎链球菌实验思路一致,都是设法将DNA和蛋白质分开,D正确。
故选ABD。
30.(24-25高一下·江苏泰州·期中)噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如图所示。该实验条件下,20分钟后噬菌体会引起大肠杆菌裂解。下列相关叙述错误的是( )
A.本实验A组为空白对照组,B组为实验组
B.B组实验试管Ⅲ的上清液中多数子代噬菌体含35S
C.大肠杆菌为噬菌体增殖提供了原料和酶等
D.该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制
【答案】ABD
【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中,利用了同位素标记法,用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。
【详解】A、本实验中A组和B组都是实验组,形成对比实验,A错误;
B、35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内,经多次半保留复制,1h后,大肠杆菌已裂解,子代噬菌体的蛋白质外壳的合成是由大肠杆菌提供的,所以B组实验试管Ⅲ的上清液中多数子代噬菌体不含35S,B错误;
C、噬菌体增殖过程中的原料、酶和能量均由大肠杆菌提供,噬菌体提供模板,C正确;
D、噬菌体侵染大肠杆菌实验,主要是证明DNA是遗传物质,同时也证明了DNA能自我复制,能控制蛋白质的合成,但不能证明DNA是以半保留方式复制的,D错误。
故选ABD。
31.(24-25高一下·江苏连云港·期中)为了研究搅拌时间对实验结果的影响,科学家利用32P标记的噬菌体(甲组)和35S标记的噬菌体(乙组)分别侵染大肠杆菌,经搅拌、离心后的实验数据如表所示。在搅拌时间5min内被侵染细菌存活率都是100%。下列叙述正确的是( )
搅拌时间(min)
1
2
3
4
5
甲组上清液放射性百分比(%)
21
24
28
30
30
乙组上清液放射性百分比(%)
40
70
76
80
80
A.分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体可获得被标记的噬菌体
B.被侵染细菌存活率保持在100%表明细菌未裂解
C.实验中搅拌时间可影响噬菌体与细菌分离的程度
D.搅拌5min上清液32P为30%是因部分标记的噬菌体未侵染细菌
【答案】BCD
【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。
【详解】A、噬菌体必须寄生于活细胞才能繁殖,因此分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体不能获得被标记的噬菌体,A错误;
B、被侵染细菌存活率保持在100%表明细菌未裂解,B正确;
C、搅拌的目的是让噬菌体和细菌分离,搅拌时间可影响噬菌体与细菌分离的程度,C正确;
D、搅拌5min时,被侵染细菌成活率依然是100%,说明大肠杆菌没有裂解释放噬菌体,上清液32P为30%是因部分标记的噬菌体未侵染细菌,D正确。
故选BCD。
32.(24-25高一下·江苏镇江·期中)用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中放射性约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内,被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述正确的是( )
A.离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B.上清液具有放射性的原因是保温时间过长
C.沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA
D.在噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA
【答案】ACD
【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。
【详解】A、因大肠杆菌的质量重于噬菌体,所以离心后,大肠杆菌主要分布在沉淀物中,A正确;
BC、32P标记的是噬菌体的DNA,在实验过程中,噬菌体将DNA注入大肠杆菌中,沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA,而蛋白质外壳留在外面,由题可知,在实验时间内,被侵染细菌的存活率接近100%,说明实验时间内的大肠杆菌没有被裂解,所以上清液具有放射性的原因是保温时间过短,有一部分噬菌体的DNA还没有注入大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,B错误,C正确;
D、32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,在子代噬菌体中能够检测到放射性,说明DNA在亲子代噬菌体之间具有连续性,即在噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA,D正确。
故选ACD。
33.(24-25高一下·江苏南京·期中)科研人员利用一种感染A细菌的病毒B采用下图所示的两种方法来探究病毒B的遗传物质是DNA还是RNA。下列相关叙述错误的是( )
A.同位素标记法中,若以3H替换32P标记上述两种核苷酸不能达成实验目的
B.酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理
C.若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组无,则说明该病毒的遗传物质主要是DNA
D.若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是RNA
【答案】ABC
【分析】核酸是细胞内携带遗传信息的载体,在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用,其基本单位是核苷酸。核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),二者在结构上的主要区别在于含氮碱基和五碳糖的不同。其中,DNA特有碱基T,组成DNA的五碳糖为脱氧核糖;RNA特有碱基U,组成RNA的五碳糖为核糖。
【详解】A、核苷酸的元素组成为C、H、O、N、P,两种核苷酸都含有H元素,因此同位素标记法中,若换用3H 标记上述两种核苷酸,仍能通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性判断出病毒 B 的遗传物质是 DNA 还是 RNA,能实现实验目的,A错误;
B、酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶(会分解相应的物质)应用了减法原理,而不是加法原理,B错误;
C、尿嘧啶是RNA特有的碱基,若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组无,说明子代病毒中含有32P标记的胸腺嘧啶,说明该病毒的遗传物质是DNA,C错误;
D、若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,说明丁组的RNA被RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代,所以该病毒的遗传物质是RNA,D正确。
故选ABC。
34.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下列有关“艾弗里研究组的肺炎链球菌转化实验”和“赫尔希与蔡斯完成的噬菌体侵染细菌实验”的分析,正确的是( )
A.都使用同位素标记法
B.都证明了DNA是主要遗传物质
C.都选用了结构简单、繁殖快的生物作实验材料
D.都设法将DNA与蛋白质分开,单独地观察它们在遗传中的作用
【答案】CD
【分析】艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验,分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶和DNA酶处理细胞提取液,运用了减法原理,得到DNA才是是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
【详解】A、艾弗里研究组的肺炎链球菌转化实验没有使用同位素标记法,A错误;
B、两个实验均证明DNA是遗传物质,但未得出“DNA是主要遗传物质”的结论(该结论基于后续发现如RNA病毒的存在),B错误;
C、两者均选用繁殖快结构简单、繁殖快的生物作实验材料:肺炎链球菌、噬菌体/大肠杆菌,C正确;
D、艾弗里通过化学方法分离DNA与其他成分,单独观察其作用;赫尔希-蔡斯通过同位素标记和离心分离DNA与蛋白质,观察各自的遗传功能,D正确。
故选CD。
三、非选择题
35.(24-25高一下·江苏扬州·期中)1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验,下图1是噬菌体结构模式图;图2是他们所做实验中的一组。请回答下列问题:
(1)图1中,噬菌体的核酸位于________(填图中字母)中。
(2)在图2实验过程中,搅拌的目的是________。
(3)图2实验利用了同位素标记法,由实验结果可知,此次实验标记的元素是________,根据该组实验结果可以说明________进入了细菌。在组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系为下图中的________(填选项)。
A.B.C. D.
(4)上述实验中,________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA,理由是________。该实验的最终结论是________。
【答案】(1)A
(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
(3) 32P 噬菌体DNA A
(4) 不能 蛋白质和DNA中都含有N;15N为稳定同位素,没有放射性 DNA是遗传物质
【分析】分别在含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到蛋白质含有35S标记和DNA含有32P标记的噬菌体。然后用两种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,检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现:用35S标记的侵染实验中,放射性主要分布在上清液中;用32P标记的实验,放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。
【详解】(1)图1中,含有噬菌体的核酸部分是图中的A,为头部,其由蛋白质外壳包被着。
(2)在图2实验过程中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离。
(3)图2实验利用了同位素标记法,实验结果显示在适当时间保温后,经过离心分离发现放射性主要分布在沉淀物中,且进入细菌中的是DNA,因此该实验的标记元素是32P,根据该组实验结果可以说明噬菌体DNA进入了细菌,因为P是DNA的标志性元素。在组实验中,保温时间长短不影响搅拌后蛋白质外壳进入上清液,与上清液放射性强度的关系为图中A。
(4)上述实验中不能用15N来标记噬菌体的DNA,这是因为N元素是DNA和蛋白质的共有元素,且15N为稳定同位素,没有放射性,无法区分DNA和蛋白质。该实验的最终结果是子代噬菌体含有32P,可证明DNA是遗传物质。
36.(24-25高一下·江苏·期中)格里菲思、艾弗里肺炎链球菌转化实验过程如图1、2所示,赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的流程如图3所示。回答与下列实验有关的问题:
(1)肺炎链球菌与人体细胞在结构上最主要的区别是_____。图1格里菲斯的实验_____(填“能”或“不能”)得出DNA是遗传物质的结论;图2是艾弗里和他的同事进行的体外转化实验,该实验运用“_____原理”控制自变量;图2实验④的培养基中出现的肺炎链球菌并非全部是S型活细菌,原因是_____。
(2)图3中T2噬菌体侵染标记的大肠杆菌后,在增殖阶段合成子代T2噬菌体蛋白质外壳需要_____。
A.细菌的氨基酸
B.噬菌体的DNA
C.细菌的RNA聚合酶
D.细菌的tRNA
E.噬菌体的核糖体
(3)图3侵染一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中的放射性,得到如下图所示的实验结果,搅拌的目的是_____,所以搅拌时间少于1min时,上清液中的放射性_____,实验结果表明当搅拌时间足够长时,上清液中的和分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,证明噬菌体的_____进入细菌。下图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组数据的意义是作为_____,以证明_____,否则细胞外_____放射性会增高。
【答案】(1) 肺炎链球菌没有以核膜为界限的细胞核 不能 减法 部分肺炎链球菌未转化
(2)ABCD
(3) 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 较低 DNA 对照组 细菌没有裂解,子代噬菌体没有释放出来 32P
【分析】原核细胞和真核细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核;格里菲思实验的结论是存在“转化因子”,艾弗里实验的结论是DNA是遗传因子。
【详解】(1)肺炎链球菌是原核生物,人体细胞是真核细胞,肺炎链球菌与人体细胞在结构上最主要的区别是肺炎链球菌没有以核膜为界限的细胞核。图1中格里菲思的实验不能得出DNA是遗传物质的结论,仅能说明存在转化因子;图2中艾弗里和他的同事进行的体外转化实验,利用酶解法,即与常态相比较,去除某种成分,也就是运用“减法原理”控制自变量;图2中实验④的培养基中出现的肺炎链球菌并非全部是S型活细菌,其原因是由于部分R型肺炎链球菌没有发生转化。
(2)T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌实验中,增殖阶段合成的子代T2噬菌体蛋白质外壳,需要噬菌体提供模板(DNA),细菌提供所需要的物质和各种条件,如氨基酸,RNA聚合酶,tRNA,核糖体,ABCD正确,E错误。
故选ABCD。
(3)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。由图3可知,搅拌时间少于1min时,被35S标记的蛋白质外壳部分仍吸附在大肠杆菌上,并随着大肠杆菌离心到沉淀物中,使上清液中的放射性较低。实验结果表明当搅拌时间足够长时,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,可以证明DNA(亲代噬菌体的DNA)进入细菌,将各种性状遗传给子代噬菌体。图示中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组实验数据的意义主要是作为对照组,以证明细菌没有裂解,子代噬菌体没有释放出来,否则上清液中的32P放射性会增高。
37.(24-25高一下·江苏无锡·期中)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。请回答下列问题:
(1)肺炎链球菌分为S型菌和R型菌,加热灭活的S型菌会遗留下完整的细菌DNA的各个片段。下图为肺炎链球菌转化实验的实质,据图分析回答下列问题。
①艾弗里等人进行的该实验中控制自变量采用了________原理。
②据图推测S基因的作用是________,作为遗传物质必须具备的特点有________(答出1点即可)。
(2)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验:
①T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的________,其组成成分为________。
②在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的技术是________,他们没有用14C来分别标记蛋白质和DNA,原因是________。
③用标记的组中,放射性主要分布于试管的____________(填“上清液”或“沉淀物”)。
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒,为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,做了如下实验。回答下列问题:
I.实验步骤:
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干,随机均分成四组,编号为A、B、C、D。
②将下表补充完整,并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。
组别
A
B
C
D
注射溶液
该病毒核酸提取物和RNA酶
____________
该病毒核酸提取物
生理盐水
③相同条件下培养一段时间后,观察比较各组小白鼠的发病情况。
II.结果预测及结论:
①若A、C组发病,B、D组正常,则____________是该病毒的遗传物质;
②若B、C组发病,A、D组正常,则____________是该病毒的遗传物质。
【答案】(1) 减法 控制荚膜形成 能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定等
(2) 病毒 DNA和蛋白质 放射性同位素标记法 DNA和蛋白质都含有C元素,标记后无法区分两者 沉淀物
(3) 该病毒核酸提取物和DNA酶 DNA RNA
【分析】赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术,用35S标记一部分T2噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分T2噬菌体的DNA,然后用这两类T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短时间保温、搅拌和离心后,检测上清液和沉淀物中的放射性强度,从而证明了噬菌体的遗传物质是DNA。
【详解】(1) ①艾弗里等人进行的该实验中控制自变量采用的方法是加入不同的酶,水解相应的物质,来研究各自的功能,实验原理是减法原理。
②两种肺炎链球菌的区别在于有无荚膜,据图可知,S基因可以使R型菌转化为S型菌,说明S基因的作用是控制荚膜形成,作为遗传物质必须具备的特点有能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定等。
(2)①T2噬菌体是一种寄生在大肠杆菌体内的病毒,其组成成分为DNA和蛋白质。
②在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的技术是放射性同位素标记法。由于DNA和蛋白质都含有C元素,标记后两者无法区分,故实验中,没有用14C来分别标记蛋白质和DNA。
③35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,32P标记的是噬菌体的DNA,用35S标记的一组侵染实验中,放射性同位素主要分布于上清液中,而用32P标记的一组侵染实验,放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中。
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒,为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,做了如下实验。
I.实验步骤:
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干,随机均分成四组,编号为A、B、C、D。
②根据酶的专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应。DNA酶可以催化DNA水解,最终产物中没有DNA;RNA酶可以催化RNA的水解,最终产物中没有RNA。因此表中B处加入的是该病毒核酸提取物和DNA酶。
③相同条件下培养一段时间后,观察比较各组小白鼠的发病情况。
Ⅱ.结果预测及结论:
①若A、C组发病,B、D组正常,说明B组DNA被水解,而A、C组DNA完好,则DNA是该病毒的遗传物质;
②若B、C组发病,A、D组正常,说明A组RNA被水解,而B、C组RNA完好,则RNA是该病毒的遗传物质。
38.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。请回答有关问题。
(1)若要大量制备用35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养______,再用噬菌体去侵染______。
(2)请将下图中T2噬菌体侵染细菌过程的标号进行排序______。
(3)T2噬菌体的遗传物质复制发生在上图中______(用字母和箭头表示)过程之间,子代T2噬菌体的外壳是在细菌的细胞中合成的。噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体蛋白质外壳需要______。
A.细菌的DNA及其氨基酸
B.噬菌体的DNA及其氨基酸
C.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
D.细菌的DNA及噬菌体的氨基酸
(4)以35S标记组为例,如果______,可能造成的结果是上清液和沉淀物的放射性强度差异不显著。
(5)T2噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下,下列关联中最合理的是______(注:甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)。
A.甲组—上清液—① B.乙组—上清液—②
C.甲组—沉淀物—③ D.乙组—沉淀物—④
【答案】(1) 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌
(2)(a→)d→e→b→f→c(→a)
(3) e→b C
(4)搅拌不充分
(5)B
【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。
【详解】(1)由于噬菌体是病毒,无细胞结构,不能在培养基中独立生存,是专一性侵染大肠杆菌的病毒,因此为了获得含35S的噬菌体,应先将大肠杆菌在含35S的培养基上培养,再用噬菌体去侵染该大肠杆菌。
(2)图中a为子代噬菌体,b表示合成,c表示释放,d表示吸附,e表示注入,f表示组装,因此正确的顺序为d→e→b→f→c→a。
(3)T2噬菌体的遗传物质是DNA,其复制发生在图中e→b过程之间;噬菌体外壳是蛋白质,核糖体是蛋白质的合成车间,T2噬菌体没有细胞结构,子代T2噬菌体的外壳是在细菌的核糖体上合成的;噬菌体侵染细菌的过程中,只有DNA进入细菌,所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、氨基酸和酶,由细菌提供。
故选C。
(4)35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中。若搅拌不充分,会导致部分蛋白质外壳没有与细菌分开,随着细菌离心到沉淀物中,导致上清液和沉淀物放射性差异不显著。
(5)AC、甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌,而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中,且放射性强度与保温时间长短没有关系,对应于曲线④,而沉淀物中不含噬菌体的蛋白质外壳,所以几乎没有放射性,AC错误;
BD、乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌,而32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,只有DNA进入细菌内,经过搅拌离心后,DNA随着细菌分布在沉淀物中。保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,这会使上清液的放射性含量升高,沉淀物中放射性含量降低,对应于曲线②,B正确,D错误。
故选B。
39.(24-25高一下·江苏扬州·期中)1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验。下图1表示噬菌体侵染大肠杆菌的部分过程,图2所示的是他们利用同位素标记法完成的噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分过程。请回答下列问题。
(1)图1中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序:B→___________→C.
(2)由图2实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是___________(选填“35S”、“32P”),请完成标记T2噬菌体的操作步骤:
①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的___________,作为DNA复制的原料;
②在上述培养基中接种___________,培养一段时间;
③用___________培养T2噬菌体。
④图2中要获得32P标记的噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基直接培养,原因是___________。
(3)上述实验中,___________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA,理由是___________。
(4)图2实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,请分析该现象出现的可能原因有___________。
(5)在35S组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系可以下面的___________表示。
(6)赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎链球菌转化实验具有相同的设计思路。下列关于两者的对比分析中,说法正确的有___________。
A.两个实验共同证明DNA是主要的遗传物质
B.两个实验基本上都能把DNA和蛋白质区分开
C.他们在开始实验之前就知道遗传物质应该能向子代传递,保持连续性,并控制生物的性状
【答案】(1)D→A→E
(2) 32P (4种)脱氧核苷酸 大肠杆菌 培养得到的大肠杆菌 噬菌体是细菌病毒,不能独立生活,必须寄生在活细胞中(答案合理即可)
(3) 不能 蛋白质和DNA中都含有N
(4)培养时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内;培养时间过长,增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来
(5)④
(6)BC
【分析】赫尔希和蔡斯运用噬菌体侵染细菌实验,证明了噬菌体的遗传物质和DNA,该实验运用的方法是放射性同位素标记法,用35S标记噬菌体的蛋白质,用32P标记噬菌体的DNA。
【详解】(1)噬菌体侵染大肠杆菌的过程包括吸附→注入→合成→组装→释放。分析题图1可知,A为合成过程,B为吸附过程,C为释放过程,D为注入过程,E为组装过程,因此图1中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序:B→D→A→E→C。
(2)分析图2可知,上清液中放射性很低,沉淀物中放射性很高,且在新形成的噬菌体中检测到放射性,说明该放射性标记的物质进入到大肠杆菌中且是噬菌体的遗传物质,说明该物质为DNA,用32P标记。①合成DNA的原料是4种脱氧核苷酸;②用含32P标记的培养基培养大肠杆菌;③用带32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体;④噬菌体是病毒,不能独立生活,必须寄生在活细胞中,因此图2中要获得32P标记的噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基直接培养。
(3)该实验主要是设法将蛋白质与DNA分开来分别探究其作用,由于蛋白质和DNA中都含有N元素,因此不能用15N来标记噬菌体的DNA。
(4)用32P标记噬菌体的DNA,培养时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内;培养时间过长,增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来,都会导致上清液中出现放射性。
(5)保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌。T2噬菌体侵染大肠杆菌时注入其DNA,而35S标记蛋白质分子,因此保温时间长短不影响35S组,对应图④。
(6)A、艾弗里的实验证明DNA是遗传物质,而赫尔希和蔡斯的实验进一步确认了这一点,A错误;
B、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验都设法将DNA和蛋白质分开,单独分析起作用,B正确;
C、他们在开始实验之前就知道遗传物质应该能向子代传递,保持连续性,并控制生物的性状,C正确。
故选BC。
40.(24-25高一下·江苏扬州·期中)蔡斯和赫尔希为进一步证明DNA是遗传物质,设计并进行了噬菌体侵染大肠杆菌的实验,得到了图甲中上清液的放射性与搅拌时间的关系曲线。
(1)噬菌体的遗传物质中含多个基因,使得噬菌体可表现出相应的性状,由此可判断基因的本质是_____;实验中搅拌的目的是_____;若搅拌时间过短,则会使搅拌不充分,据图分析搅拌时间应至少大于___________min,否则上清液中35S的放射性较低。
(2)当搅拌时间为4min时,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,说明______,上清液中32P的放射性仍达到30%,其原因可能是_______。
(3)后来科学家在研究疯牛病的过程中在牛脑组织细胞中发现了一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物-朊病毒。按照图乙中1→2→3→4进行实验,本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子,题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。据图回答下列问题。
①本实验采用的方法是________。先在1培养标记牛脑组织细胞,再在2培养标记朊病毒,采用此操作顺序的主要依据是______。
②从理论上讲,离心后上清液中_______(填“有很高的”或“几乎无”)放射性,沉淀物中_________(填“有很高的”或“几乎无”)放射性,出现上述结果的原因是_____。
③如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5, 同时添加(NH4)235SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后搅拌、离心,放射性物质应主要位于________中,少量位于_________中。
【答案】(1) 具有遗传效应的DNA片段 使噬菌体和大肠杆菌分离 2
(2) DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌 部分噬菌体DNA未侵染进入细菌
(3) 同位素标记法 朊病毒无细胞结构,必需寄生于活细胞中 几乎无 几乎无 朊病毒不含核酸,只含蛋白质,蛋白质中磷元素含量极低,故离心后上清液和沉淀物中都几乎无放射性 沉淀物 上清液
【分析】噬菌体侵染细菌的实验:首先用放射性同位素35S标记了一部分噬菌体的蛋白质,并用放射性同位素32P标记了另一部分噬菌体的DNA,然后,用被标记的T2噬菌体分别去侵染细菌,当噬菌体在细菌体内大量增殖时,生物学家对被标记物质进行测试.简单过程为:标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心→检测放射性。
【详解】(1)噬菌体的遗传物质是DNA,噬菌体的遗传物质中含多个基因,使得噬菌体可表现出相应的性状,由此可判断基因的本质是具有遗传效应的DNA片段;实验过程中搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌外的T2噬菌体外壳和大肠杆菌分离,若不进行搅拌处理,离心后吸附在大肠杆菌表面的T2噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌一起进入沉淀物;由图可知搅拌时间过短低于2min时,用35S标记时经过离心,上清液中放射性会比较低,故搅拌时间应至少大于2min。
(2)当搅拌时间为4min时,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,说明被32P标记的DNA进入大肠杆菌,被35S标记的蛋白质没有进入大肠杆菌。上清液中仍有30%的32P的放射性,说明有部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌。
(3)①本实验采用32P标记的KH232PO4和35S标记的(NH4)235SO4分别培养牛脑组织细胞,然后从细胞中提取看是否有朊病毒进而判断朊病毒是不是蛋白质,此方法是同位素标记法;由于朊病毒无细胞结构,必需寄生于活细胞中,故先在1培养标记牛脑组织细胞,再在2培养标记朊病毒。
②由题意可知,朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物,蛋白质中磷元素含量极低,故离心后上清液和沉淀物中都几乎无放射性。
③经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记,提取后加入试管3中,35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中,因此放射性物质主要位于沉淀物中,少量位于上清液中。
41.(24-25高一下·江苏盐城·期中)朊粒是一种不含核酸而仅由蛋白质构成的、可自我复制并具感染性的因子,某科研小组进行如图所示实验,验证了朊粒是蛋白质侵染因子,实验中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题:
(1)本实验采用的方法是____。
(2)按照图示1→2→3→4进行实验,从理论上讲,离心后上清液中几乎不能检测到32P,沉淀物中也几乎不能检测到32P,出现上述结果的原因是朊粒不含____,蛋白质中____含量极低,故离心后上清液和沉淀物中都几乎不含32P。
(3)如果添加试管5、6,从试管2中提取朊粒后先加入试管5,连续培养一段时间后,再提取朊粒并加入试管3,培养适宜时间后搅拌、离心,检测到的放射性应主要位于____中,原因是____随朊粒侵入牛脑组织细胞中,离心后位于该部位;少量位于____中,原因是____。
(4)T2噬菌体与朊粒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入____(填物质),利用宿主细胞的____(填物质)和____(填物质)进行自身核酸的复制和蛋白质的合成,而朊粒可能是向宿主细胞注入蛋白质。
【答案】(1)同位素标记法
(2) 核酸 P
(3) 沉淀物 35S 上清液 少量的朊粒不能成功侵入牛脑组织细胞,离心后位于该部位
(4) DNA 脱氧核苷酸 氨基酸
【分析】朊病毒不能独立生活,在活细胞内才能增殖,所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞—牛脑组织细胞,再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞,完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸,只有蛋白质,蛋白质中磷含量极低,所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P,即试管4中几乎没有32P;用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞,少量朊病毒不能侵染成功,所以放射性物质主要位于沉淀物中,上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒,它不含有核酸。
【详解】(1)由图可知,本实验用32P和35S标记的朊病毒进行实验,采用了同位素标记法。
(2) 由于朊病毒不含DNA和RNA,只含蛋白质,蛋白质中磷含量极低,故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P,因此,从理论上讲,离心后试管4的上清液中几乎不能检测到32P,沉淀物中几乎不能检测到32P。
(3) 朊病毒的蛋白质中含有S元素,如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,连续培养一段时间后,再提取朊病毒并加入试管3,朊病毒的蛋白质中含有35S,培养适宜时间后离心,由于朊病毒的蛋白质是侵染因子,35S随朊病毒侵入牛脑组织细胞中,离心后放射性应主要位于牛脑组织细胞中,即沉淀物中;少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞,离心后位于上清液中。
(4) 朊病毒是一类非正常的病毒,它不含通常病毒所含有的核酸。一般病毒是将遗传物质送到宿主细胞体内,再进行自身基因的转录、翻译过程。T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入DNA,利用宿主细胞的脱氧核苷酸和氨基酸进行自身核酸的复制和蛋白质的合成,而朊病毒可能是向宿主细胞注入蛋白质。
42.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种________,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为________,利用的是酶的________特性。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,实验包括4个步骤:
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是________。
A.a b c d B.d b a c C.b a d c D.b a c d
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养________,再用噬菌体去侵染________,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心后放射性存在于________。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要________。
A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M,为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,开展了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别
处理方式
实验结果
A
病毒M+活鸡胚培养基
分离得到大量的病毒M
B
病毒M +DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
①该实验运用了________(填“加法”或“减法”)原理。C组的处理方式是________。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组和C组的实验结果分别是____。
【答案】(1) 转化因子 DNA酶(DNA水解酶) 专一性
(2) C 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌(带标记的大肠杆菌) 上清液和沉淀物 BD
(3) 减法 病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基 不能分离得到病毒M、分离得到大量的病毒M
【分析】1、T2噬菌体侵染细菌的实验:赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究,方法如下: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。
2、实验过程: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。实验结论:T2噬菌体的遗传物质是DNA。
【详解】(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,实验结果显示只有R型菌出现,说明S型菌的细胞提取物中不含 DNA,因此加入的物质X为DNA酶。利用的是酶的专一性。
(2)①噬菌体侵染细菌的实验,实验流程为35S和32P分别标记噬菌体→噬菌体侵染大肠杆菌→离心分离→放射性检测,正确顺序是b a d c。
应选C。
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体去侵染含35S的大肠杆菌,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心后放射性存在于上清液和沉淀物。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料,BD正确,AC错误。
故选BD。
(3)①该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”,实验的自变量是使用的酶的种类,DNA酶能催化DNA水解,RNA酶能催化RNA水解,所依据的生物学原理是酶具有专一性,实验中通过加入的水解酶使核酸分解,因此,该实验运用的是减法原理。根据实验设计的单一变量原则可推测,C组的处理方式是病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组由于DNA被水解,使得分离结果中没有病毒M的出现,而C组中由于RNA水解酶不能将DNA水解掉,因而实验分离的结果中会得到大量的病毒M出现。
43.(24-25高一下·江苏常州·期中)探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种____________,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为___________。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,实验包括4个步骤:
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S 和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是_______。A.abcd B.dbac C. badc D.bacd
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养______________,再用噬菌体去侵染_______,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,保温一段时间后搅拌,搅拌的目的是__________,经离心后放射性存在于______________。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要______________。A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M,为探究病毒M的遗传物质是DNA 还是RNA,开展了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别
处理方式
实验结果
A
病毒M+活鸡胚培养基
分离得到大量的病毒M
B
病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
①该实验运用了_______(填“加法”或“减法·`)原理。C组的处理方式是_________。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组和C组的实验结果分别是______、_________。
【答案】(1) 转化因子 DNA酶(DNA水解酶)
(2) C 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌(带标记的大肠杆菌) 使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离 上清液和沉淀物 BD
(3) 减法 病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基 不能分离得到病毒M 分离得到大量的病毒M
【分析】1、T2噬菌体侵染细菌的实验:赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究,方法如下: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。
2、实验过程: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。实验结论:T2噬菌体的遗传物质是DNA。
【详解】(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化成S型细菌。②下图表示艾弗里实验的某组实验,实验结果显示只有R型菌出现,说明S型菌的细胞提取物中不含DNA,因此加入的物质X为DNA酶。
(2)①噬菌体侵染细菌的实验,实验流程为35S和32P分别标记噬菌体→噬菌体侵染大肠杆菌→离心分离→放射性检测,正确顺序是badc。②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体去侵染含35S的大肠杆菌,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,保温一段时间后搅拌,搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离,由于蛋白质和DNA中均含有H,经离心后放射性存在于上清液和沉淀物。③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料,BD正确,AC错误。
故选BD。
(3)①该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”,实验的自变量是使用的酶的种类,DNA酶能催化DNA水解,RNA酶能催化RNA水解,所依据的生物学原理是酶具有专一性,实验中通过加入的水解酶使核酸分解,因此,该实验运用的是减法原理。根据实验设计的单一变量原则可推测,C组的处理方式是病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基。②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组由于DNA被水解,使得分离结果中没有病毒M的出现,而C组中由于RNA水解酶不能将DNA水解掉,因而实验分离的结果中会得到大量的病毒M出现。
44.(24-25高一下·江苏连云港·期中)1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验,下图1是噬菌体结构模式图;图2是他们所做实验中的一组。请回答下列问题:
(1)图1中,噬菌体的核酸位于___________(填图中字母)中。
(2)在图2实验过程中,搅拌的目的是___________。
(3)噬菌体利用来自于___________的氨基酸合成蛋白质外壳。
(4)图2实验利用了同位素标记法,由实验结果可知,此次实验标记的元素是___________,根据该组实验结果可以说明___________进入了细菌。
(5)上述实验中,不能用15N来标记噬菌体的DNA,理由是___________。
【答案】(1)A
(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
(3)大肠杆菌
(4) 32P 噬菌体DNA
(5)蛋白质和DNA中都含有N
【分析】分别在含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到蛋白质含有35S标记和DNA含有32P标记的噬菌体。然后用两种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,检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现:用35S标记的侵染实验中,放射性主要分布在上清液中;用32P标记的实验,放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。
【详解】(1)图1中,含有噬菌体的核酸部分是图中的A,为头部,其由蛋白质外壳包被着。
(2)在图2实验过程中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离。
(3)噬菌体是专性寄生物,没有独立代谢能力,需要利用来自于大肠杆菌的氨基酸合成蛋白质外壳,合成蛋白质的场所是核糖体。
(4)图2实验利用了同位素标记法,实验结果显示在适当时间保温后,经过离心分离发现放射性主要分布在沉淀物中,且进入细菌中的是DNA,因此该实验的标记元素是32P,根据该组实验结果可以说明噬菌体DNA进入了细菌,因为P是DNA的标志性元素。
(5)上述实验中不能用15N来标记噬菌体的DNA,这是因为N元素是DNA和蛋白质的共有元素,无法区分DNA和蛋白质所处的位置,因而也无法得出相应的结论。
45.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)探索遗传物质本质的历程中,几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种_________,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为________,利用的是酶的_______特性。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,实验包括4个步骤:
a.噬菌体侵染大肠杆菌 b.35S和32P分别标记噬菌体 c.放射性检测 d.离心分离
①该实验步骤的正确顺序是________。
A.abcd B.dbac C.badc D.bacd
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体去侵染________(填“带标记”或“未带标记”)的大肠杆菌,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,经离心后放射性主要存在于_________(填“上清液”或“沉淀物”或“上清液和沉淀物”)。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要________。
A.细菌的DNA B.噬菌体的DNA
C.噬菌体的原料 D.细菌的原料
(3)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒M,为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,开展了相关实验,如表所示。回答下列问题:
组别
处理方式
实验结果
A
病毒M+活鸡胚培养基
分离得到大量的病毒M
B
病毒M +DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
病毒M+ +活鸡胚培养基
①该实验运用了________(填“加法”或“减法”)原理。C组的处理方式横线处填 _________。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组的实验结果:_________(填“能”或“不能”)分离得到病毒M;C组的实验结果:______(填“能”或“不能”)分离得到病毒M。
【答案】(1) 转化因子 DNA酶(DNA水解酶) 专一性
(2) C 带标记 上清液和沉淀物 BD
(3) 减法 RNA水解酶 不能 能
【分析】1、T2噬菌体侵染细菌的实验:赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究,方法如下: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。
2、实验过程: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。实验结论:T2噬菌体的遗传物质是DNA。
【详解】(1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化成S型细菌。
②下图表示艾弗里实验的某组实验,实验结果显示只有R型菌出现,说明S型菌的细胞提取物中不含 DNA,因此加入的物质X为DNA酶,利用的是酶的专一性。
(2)①噬菌体侵染细菌的实验,实验流程为35S和32P分别标记噬菌体→噬菌体侵染大肠杆菌→离心分离→放射性检测,正确顺序是badc,C正确,ABD错误。
故选C。
②若要大量制备含有35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体去侵染含35S标记的大肠杆菌,收集噬菌体;若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,由于噬菌体的蛋白质外壳和DNA中都含H,所以经离心后放射性存在于上清液和沉淀物中。
③噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料,如氨基酸和脱氧核糖核苷酸等,BD正确,AC错误。
故选BD。
(3)①该实验的实验目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”,实验的自变量是使用的酶的种类,DNA水解酶能催化DNA水解,RNA水解酶能催化RNA水解,所依据的生物学原理是酶的专一性,实验中通过加入的水解酶使核酸分解,因此,该实验运用的是减法原理。根据实验设计的单一变量原则可推测,C组的处理方式是病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基。
②若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组由于DNA被水解,使得分离结果中没有病毒M的出现,而C组中由于RNA水解酶不能将DNA水解掉,因而实验分离的结果中会得到大量的病毒M出现。
地 城
考点02
DNA的结构
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏无锡·期中)某同学利用相关材料制作DNA双螺旋结构模型,已知该模型包含6个碱基对,其中有4个腺嘌呤。下列叙述错误的是( )
A.模型中腺嘌呤与胞嘧啶之和等于6
B.制作模型时鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接
C.每条链中均有一个脱氧核糖上只连接一个磷酸基团
D.该同学可制作出46种不同的DNA双螺旋结构模型
【答案】D
【详解】A、模型中总共有6对碱基,已知A=4,则T=4。剩余2对为C-G,故C=2。A+C=4+2=6,A正确;
B、DNA中C-G对通过3个氢键连接,A-T对通过2个氢键,B正确;
C、线状DNA每条链的两端各有一个脱氧核糖只连接一个磷酸基团(链内部脱氧核糖连接两个磷酸基团),因此每条链有2个这样的脱氧核糖,C正确;
D、题目限定A=4,即A-T对固定为4对,C-G对为2对。可能的排列方式为从6个位置选4个放置A-T对,剩余2个放置C-G对,且每个A-T、C-G对有两种方向,总数为15×26=960种,D错误。
故选D。
2.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关双链线性 DNA 分子的叙述,错误的是( )
A.一个双链线性 DNA 分子中含有 2 个游离的磷酸基团
B.若一条 DNA 链的序列是 5'-GATACC-3',则其互补链为 5'-GGTATC-3'
C.碱基特定的排列顺序,构成了每个 DNA 分子的特异性
D.若一条单链上(A+G)/(T+C)= 0.4 ,则在其互补单链和整个 DNA 分子中该比值分别为 1.0、2.5
【答案】D
【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点:①DNA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。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,并且碱基配对遵循碱基互补配对原则,即A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对、G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。
【详解】A、在双链线性DNA分子中,每条链的5'端含一个游离的磷酸基团,因此共有2个游离磷酸基团,A正确;
B、组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构,两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对,若一条 DNA 链的序列是 5'-GATACC-3',则互补链应为反向互补序列,即3'-CTATGG-5',写成5'到3'方向应为5'-GGTATC-3',B正确;
C、DNA的碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性,C正确;
D、依据碱基互补配对原则可推知:若一条单链上(A+G)/(T+C)=0.4,则其互补单链中该比值为其倒数,即为2.5,整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=1.0,D错误。
故选D。
3.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)某小组在进行 DNA 模型搭建时,依次取代表碱基 A、T、C、G 的纸片 10、12、11、13 个,代表脱氧核糖的纸片 40 个,代表磷酸基团的纸片足量。该小组搭建的 DNA 模型中,最多含有碱基对( )
A.20 对 B.21 对 C.40 对 D.46 对
【答案】A
【分析】DNA的双螺旋结构:
1、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
2、DNA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】代表碱基 A、T、C、G 的纸片 10、12、11、13 个,根据碱基互补配对原则,可组成A-T碱基对10个,C-G碱基对11个,脱氧核糖数量为40个,每个碱基对需2个脱氧核糖,故最大碱基对数为40÷2=20对,A正确,BCD错误
故选A。
4.(24-25高一下·江苏·期中)如图所示为DNA的结构示意图。下列有关说法正确的是( )
A.①和②相间排列,构成了DNA的基本骨架
B.每个脱氧核糖上都连接一个磷酸基团
C.①②③构成一个胞嘧啶脱氧核苷酸
D.图中一条链上相邻的G和C通过氢键直接相连
【答案】A
【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、①是磷酸,②是脱氧核糖,DNA 基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接(①和②相间排列 )构成,A正确;
B、DNA 链两端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团,但链中间的脱氧核糖连接两个磷酸基团,并非每个脱氧核糖都只连一个磷酸基团,B错误;
C、②(脱氧核糖)、③(含氮碱基,胞嘧啶)是同一个胞嘧啶脱氧核苷酸的组成成分,而①(磷酸)是另一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸的组成成分,所以①②③不能构成一个胞嘧啶脱氧核苷酸,C错误;
D、一条链上相邻的 G 和 C 是通过 “脱氧核糖 - 磷酸 - 脱氧核糖” 连接,不是氢键,氢键是连接两条链上的碱基对,D错误。
故选A。
5.(24-25高一下·江苏徐州·期中)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B.双链DNA中A、T占比越高,DNA越稳定
C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D.若一条链的G+C占45%,则另一条链的A+T占55%
【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分子中,磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧,构成基本骨架,A错误;
B、A、T碱基对含有两个氢键,G、C碱基对含有三个氢键,G、C占比越高,DNA越稳定,B错误;
C、DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键,C错误;
D、互补的碱基在单链上所占的比例相等,若一条链的G+C占45%,则另一条链的G+C也占45%,A+T占1-45%=55%,D正确。
故选D。
6.(24-25高一下·江苏扬州·期中)下列有关生物学实验或探究实践的叙述错误的是( )
A.制作含6个碱基对的DNA结构模型时,需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物22个
B.用洋葱根尖细胞进行实验,能观察到联会这一现象
C.在“模拟动物性状分离比的杂交实验”中,同一小桶中放置的两种小球数量必须相同
D.在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,模拟联会过程时,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对
【答案】B
【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、制作含6个碱基对的DNA结构模型时,首先需要构建12个脱氧核苷酸,其中包括了12个磷酸和脱氧核糖之间的连接物,6个脱氧核苷酸组成的单链中还需要5个脱氧核糖和磷酸之间的连接物,因此构建6个碱基对的DNA结构模型时,共需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物12+10=22个,A正确;
B、洋葱根尖细胞进行有丝分裂,而联会是减数分裂特有的现象,B错误;
C、动物性状分离比的模拟实验中,小桶代表的是雌雄生殖器官,因此同一小桶中放置的两种小球数量必须相同,从两个小桶中各取一个小球并记录模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机结合,C正确;
D、在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,模拟联会过程时,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对,这里的长度相同、颜色不同的两条染色体代表的是同源染色体,D正确。
故选B。
7.(24-25高一下·江苏扬州·期中)如图为DNA分子片段的结构模式图,有关叙述错误的是( )
A.DNA分子的两条链呈反向平行
B.G和C之间形成三个氢键
C.④表示鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.②表示脱氧核糖
【答案】C
【分析】据图可知,①是磷酸基团,②是脱氧核糖,③是碱基鸟嘌呤,④虽然包括磷酸、含氮碱基(鸟嘌呤)和脱氧核糖,但不是一个脱氧核苷酸单位,⑤是碱基G,⑥是碱基C。
【详解】A、DNA分子的两条链呈反向平行的双螺旋结构,A正确;
B、从图中可以看到,G和C之间形成三个氢键,B正确;
C、④虽然包括磷酸、含氮碱基(鸟嘌呤)和脱氧核糖,但不是一个脱氧核苷酸单位,C错误;
D、该图为DNA分子片段的结构模式图,所以②表示脱氧核糖,D正确。
故选C。
8.(24-25高一下·江苏扬州·期中)某双链DNA分子中,腺嘌呤(A)占全部碱基的20%,则胞嘧啶(C)占全部碱基的比例为( )
A.20% B.30% C.40% D.50%
【答案】B
【分析】双链DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对遵循碱基互补配对原则,即A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对、G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
【详解】由题意和碱基互补配对原则可知:在某双链DNA分子中,腺嘌呤(A)=胸腺嘧啶(T)=20%,则胞嘧啶(C)=鸟嘌呤(G)=(1-2×20%)÷2=30%,B正确,ACD错误。
故选B。
9.(24-25高一下·江苏泰州·期中)通常情况下,DNA分子的双螺旋结构除了普遍存在的右手螺旋(B-DNA)外,还存在左手螺旋(Z-DNA)。下列有关链状Z-DNA的叙述,正确的是( )
A.其中A+T=G+C B.有两个游离的磷酸基团
C.相邻两个碱基之间通过氢键相连 D.磷酸和核糖交替排列在外侧
【答案】B
【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、A与T配对,G与C配对,A和G的数量等于T和C数量,但A+T与G+C不一定相等,A错误;
B、链状Z-DNA中存在两个游离的磷酸基团,B正确;
C、一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连,C错误;
D、磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧构成基本骨架,D错误。
故选B。
10.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图1为富兰克林拍摄的DNA 衍射图谱,图2为基于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的叙述,正确的是( )
A.根据衍射图像的交叉现象,沃森和克里克推测DNA 呈螺旋结构
B.DNA 中的核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架
C.沃森和克里克最先发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶 (T)的量
D.双螺旋模型中由于碱基对的不同,不同区段DNA分子的直径也不同
【答案】A
【分析】沃森和克里克见到了维尔金斯和弗兰克林拍摄的、非常清晰的X射线衍射照片,并敏锐地意识到DNA分子很可能是双链结构,他们立即投入模型的重建工作,以脱氧核糖和碱基间隔排列形成骨架--主链,让碱基两两相连夹于双螺旋之间,由于他们让相同的碱基两两配对,做出来的模型是扭曲的;此后,美国生物化学家查伽夫的研究成果给了沃森和克里克很大启发,查伽夫发现:(1)在他所分析的DNA样本中,A的数目总是和T的数目相等,C的数目总是和G的数目相等.即:(A+G):(T+C)=1,(2)(A+T):(C+G)的比值具有物种特异性,沃森和克里克吸收了美国生物化学家查伽夫的研究成果,经过深入的思考,终于建立了DNA的双螺旋结构模型。
【详解】A、沃森和克里克见到了维尔金斯和弗兰克林拍摄的、非常清晰的X射线衍射照片,并敏锐地意识到DNA分子很可能是双链结构,他们立即投入模型的重建工作;可见根据衍射图像的交叉现象,沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构,A正确;
B、DNA双链外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,B错误;
C、查可夫先于沃森和克里克发现腺票吟(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,C错误;
D、双螺旋模型由于碱基对A-T与C-G具有相同的形状和直径,不同区段DNA分子的直径相同,D错误。
故选A。
11.(24-25高一下·江苏盐城·期中)DNA折纸术是近年来提出并发展起来的一种全新的DNA组装方法。首先,借助纳米仪绘制所需的图案,然后将DNA长链与设计好的短链放入特定的碱性溶液中加热,DNA长链会与多条短链自动结合,形成预先设计的图案,部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.短链与长链的碱基种类和数目相同
B.长链与短链的结合遵循碱基互补配对原则
C.形成预设图案的长短链间形成了磷酸二酯键
D.由于RNA是单链,所以此技术不适用于RNA
【答案】B
【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、短链和长链的碱基种类可以相同,但数目不一定相同。短链通常比长链短,因此碱基数目较少,A错误;
B、DNA折纸术依赖于碱基互补配对原则,即A与T配对,C与G配对,这是DNA双链结构的基础,B正确;
C、磷酸二酯键是连接核苷酸的化学键,而DNA折纸术中长短链的结合是通过氢键实现的,而不是磷酸二酯键,C错误;
D、虽然RNA通常是单链,但RNA也可以通过碱基互补配对形成双链结构,因此DNA折纸术的原理在理论上也可以应用于RNA,D错误。
故选B。
12.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)如图DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述,正确的是( )
A.④为胞嘧啶脱氧核苷酸
B.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
C.②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
D.若一条单链中G和C共占1/2,则DNA分子中G占1/4
【答案】D
【分析】分析题图,①为磷酸,②为脱氧核糖,③为碱基(胞嘧啶),⑤为腺嘌呤,⑥为鸟嘌呤,⑦为胞嘧啶,⑧为胸腺嘧啶,⑨为氢键。
【详解】A、④包括一分子磷酸、一分子碱基和一分子脱氧核糖,但三者不能组成DNA的基本单位,A错误;
B、大多数脱氧核糖连接两个磷酸基团,每条链只有末端的一个脱氧核糖连接一个磷酸,B错误;
C、①磷酸和②脱氧核糖相间排列构成了DNA的基本骨架,C错误;
D、若一条单链中G和C共占1/2,则DNA分子中G和C共占1/2,由于G=C,则DNA分子中G占1/4,D正确。
故选D。
13.(24-25高一下·江苏扬州·期中)DNA指纹技术应用于亲子鉴定时,先将待检测的样品DNA切成许多片段,然后用电泳的方法将这些片段按大小分开,形成DNA指纹图。下列相关叙述错误的是( )
A.可以从许多生物学样本,如毛发、血痕中获取DNA指纹样品
B.两个随机个体间DNA序列相同的可能性微乎其微
C.同一个体不同组织样品间的DNA指纹图一般不同
D.子代DNA指纹条带通常在亲本中有对应指纹条带
【答案】C
【分析】DNA分子的多样性和特异性:
(1)DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化;
(2)DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列,这也是DNA指纹的主要依据。
【详解】A、毛发、血痕中含有DNA分子,所以可以从许多生物学样本,如毛发、血痕中获取DNA指纹样品,A正确;
B、DNA分子具有特异性,即每个DNA分子都有其特定的脱氧核苷酸排列顺序,所以两个随机个体间DNA序列相同的可能性微乎其微,B正确;
C、同一个人不同组织的细胞都是由受精卵有丝分裂、分化形成的,故同一个人的不同组织产生的DNA指纹图相同,C错误;
D、因为子女的每对同源染色体中,各含有从父母那里获得的一份拷贝,所以在进行指纹比较时,子女DNA指纹中的所有条带应是双亲DNA指纹条带的组合,D正确。
故选C。
14.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下列关于DNA分子的叙述,错误的是( )
A.具有细胞结构的生物的遗传物质均为DNA
B.叶绿体中含有DNA,并能控制叶绿体中部分蛋白质的合成
C.碱基对的排列顺序千变万化导致了DNA分子的多样性
D.线性双链DNA分子片段中的两个游离的磷酸基团位于DNA分子的同一端
【答案】D
【分析】碱基对排列顺序决定了DNA的多样性,特定的碱基对的排列顺序决定了DNA的特异性。
【详解】A、凡是具备细胞结构的生物体,其遗传物质均为DNA,只有少部分病毒的遗传物质是RNA,A正确;
B、叶绿体中含有DNA,这些DNA可以控制叶绿体中部分蛋白质的合成,B正确;
C、碱基对排列顺序决定了DNA的多样性,特定的碱基对的排列顺序决定了DNA的特异性,C正确;
D、线性双链DNA分子片段中的两个游离的磷酸基团分别位于DNA分子的两个末端,D错误。
故选D。
15.(24-25高一下·江苏徐州·期中)模拟实验是根据相似性原理,用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”(实验Ⅰ)和“制作DNA双螺旋结构模型实验”(实验Ⅱ),下列关于利用模型模拟生物学现象的叙述中,正确的是( )
A.实验Ⅰ中可用黄豆和红豆代替两种不同颜色的彩球,分别模拟显、隐性遗传因子
B.向实验Ⅰ桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
C.实验Ⅱ中每个脱氧核糖都连一个磷酸基团和一个碱基
D.实验Ⅱ中连接两条反向平行长链的订书钉,可模拟碱基之间的氢键
【答案】D
【分析】性状分离比的模拟实验”中,用甲乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官,甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子, 用不同彩球的随机结合,模拟生物在生殖过程中,雌雄配子的随机组合。
【详解】A、黄豆和红豆大小不同,被抓取的概率不同,为保证被抓取的概率相同,实验一中不可用黄豆和红豆代替两种不同颜色的彩球,分别模拟显、隐性遗传因子,A错误;
B、实验一中,需另加一桶,桶内添加代表另一对等位基因的彩球,可模拟两对等位基因的自由组合,实验步骤为每次分别从两个小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合,将抓取的小球分别放回原来小桶后再多次重复,B错误;
C、实验Ⅱ中除了末端的脱氧核糖外,每个脱氧核糖都连两个磷酸基团和一个碱基,C错误;
D、用订书钉将两个纸条片段连接,可模拟核苷酸之间形成氢键,即实验Ⅱ中连接两条反向平行长链的订书钉,模拟的是互补碱基之间的氢键,D正确。
故选D。
16.(24-25高一下·江苏徐州·期中)下列关于双链DNA结构的叙述,错误的是( )
A.磷酸和碱基交替连接排列在外侧构成DNA的基本骨架
B.DNA单链中有羟基和磷酸基团的末端分别称为3′端和5′端
C.细胞内的DNA由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋而成
D.不同DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的比值相同
【答案】A
【分析】DNA双螺旋结构的主要特点如下。(1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA 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,并且碱基配对具有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成,而非磷酸与碱基交替排列。碱基位于内侧,通过氢键配对,A错误;
B、DNA单链的末端中,羟基(-OH)连接在脱氧核糖的3′碳上,称为3′端;磷酸基团连接在5′碳上,称为5′端,B正确;
C、双链DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋形成双螺旋结构,C正确;
D、在双链DNA中,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)严格配对,数量相等(A/T=1),因此不同DNA中该比值均相同,D正确。
故选A。
17.(24-25高一下·江苏苏州·期中)在搭建DNA分子模型实验中,若有4种碱基塑料片共20个,其中4个C、6个G、3个A、7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物18个,脱氧核糖塑料片40个,磷酸塑料片40个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖与碱基之间的连接物若干。下列叙述正确的是( )
A.能搭建出20个脱氧核苷酸
B.能搭建出含有7个碱基对的DNA片段
C.能搭建出最多含有14个氢键的DNA片段
D.能搭建出4⁵种不同碱基序列的DNA分子模型
【答案】C
【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点: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。DNA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。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:腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对,碱基之间这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
【详解】AB、在双链DNA中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A-T、C-G,设能搭建的DNA分子含有n个碱基对,则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n-1,共需(2n-1)×2=18个,则n=5,所以只能搭建出一个5碱基对的DNA分子片段,即10个脱氧核苷酸,AB错误;
C、4个C、6个G、3个A、7个T,则A-T有3对,C-G有4对,A和T配对,G和C配对,由于A与T之间2个氢键,C与G之间3个氢键,因此,DNA分子片段组成是C-G有4对,A-T有1对时最多,为4×3+2=14个,C正确;
D、据题意可知,能搭建出一个5碱基对的DNA分子片段,由于A-T有3对,C-G有4对,因此能搭建的DNA分子模型种类少于45种,D错误。
故选C。
18.(24-25高一下·江苏泰州·期中)某双链DNA分子的一条链中鸟嘌呤占22%,则另一条链中胸腺嘧啶占( )
A.11% B.22% C.28% D.无法确定
【答案】D
【分析】在双链DNA中,碱基配对遵循以下规则: 腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,形成两个氢键。 胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)配对,形成三个氢键。 因此,在双链DNA中: 一条链中的A与另一条链中的T数量相等。 一条链中的C与另一条链中的G数量相等。
【详解】由于题目没有提供足够的信息(如链1中A或T的比例),无法确定另一条链中T的比例,D正确,ABC错误。
故选D。
19.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下列有关生物学实验或探究实践的叙述正确的是( )
A.制作含6个碱基对的DNA 结构模型时,需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物11个
B.艾弗里肺炎链球菌转化实验采用“加法原理”控制自变量
C.用洋葱根尖细胞进行实验,能观察到联会这一现象
D.在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,模拟联会过程时,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对
【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、每个脱氧核苷酸包含一个碱基、一个磷酸和一个脱氧核糖,6个碱基对的DNA 结构模型有12个脱氧核苷酸,脱氧核苷酸内部需要连接物12个,一条链上相邻核苷酸的磷酸和脱氧核糖之间需要连接物,该连接物需要10个,因此共需连接物22个,A错误;
B、艾弗里肺炎链球菌转化实验采用“减法原理”控制自变量,B错误;
C、联会发生在减数第一次分裂前期,洋葱根尖细胞只能进行有丝分裂,C错误;
D、长度相同、颜色不同的两条染色体代表同源染色体,因此在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,模拟联会过程时,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对,D正确。
故选D。
20.(24-25高一下·江苏盐城·期中)某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干,成功搭建了一个完整的DNA分子模型,模型中有4个T和6个G。下列有关说法错误的是( )
A.代表氢键的连接物有26个
B.代表胞嘧啶的卡片有6个
C.脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个
D.理论上能搭建出种不同的DNA分子模型
【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、搭建的完整的DNA分子模型中有4个T和6个G,根据碱基互补配对原则,该模型中有A—T碱基对4对,G—C碱基对6对,A、T配对形成2个氢键,G、C配对形成3个氢键,共含有氢键4×2+6×3=26(个),A正确;
B、在此模型中A有4个,C有6个,B正确;
C、该模型含有脱氧核苷酸20个,每个脱氧核苷酸中脱氧核糖和磷酸之间的连接物有1个,脱氧核苷酸脱水缩合连成长链,相邻的脱氧核苷酸间是脱氧核糖和磷酸相连,20个脱氧核苷酸形成两条链,每条链中含有10个脱氧核苷酸,需要的连接物为9个,共有连接物20+9×2=38(个),C正确;
D、由于A—T碱基对和C—G碱基对的数目已经确定,因此理论上能搭建出的DNA分子模型种类数少于410种,D错误。
故选D。
21.(24-25高一下·江苏常州·期中)构建DNA 双螺旋结构模型的实验材料中,共有脱氧核糖与磷酸的连接物70个,代表碱基A 的材料有12个,碱基G的有20个,其它材料均充足。下列叙述正确的是 ( )
A.DNA 分子中的每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
B.模拟氢键的材料最多需要84个
C.最多可搭建出一个含有18个碱基对的DNA片段
D.构建出的 DNA 分子有4个游离的磷酸基团
【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、链状DNA分子两端各有一个游离的磷酸基团,环状DNA分子没有游离的磷酸基团,链状DNA分子每条链3'端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团,A错误;
BC、在双链DNA中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A=T、G=C,设能搭建的DNA含有n个碱基对,则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n-1(个),双链DNA共需(2n-1)×2(个),已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有70个,即(2n-1)×2=70,则n=18个,由于碱基A的材料有12个,碱基G的有20个,而A-T之间有2个氢键,G-C之间有3个氢键,最多需要的氢键材料是18×3=54个(设全部搭建为G-C碱基对),B错误,C正确;
D、若构建的是链状DNA分子两端各有一个游离的磷酸基团,共2个游离的磷酸基团,若构建的是环状DNA分子没有游离的磷酸基团,D错误。
故选C。
二、多选题
22.(24-25高一下·江苏淮安·期中)如图为 DNA 分子的结构示意图。下列叙述正确的是( )
A.3 为碱基对,碱基之间以氢键相连
B.6 为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C.双链 DNA 分子中的 A+T 一定等于 G+C 的量
D.双链 DNA 分子中 4 和 5 的数量比为 1:1
【答案】BD
【分析】DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链,DNA分子一般是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧,两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对,且尊A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
【详解】A、3是碱基对,DNA两条链的碱基之间以氢键相连,形成碱基对,DNA单链中的碱基不以氢键相连,A错误;
B、DNA分子中A与T配对,G与C配对,2与A配对,是胸腺嘧啶T,则6是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,B正确;
C、双链DNA分子中,A=T,G=C,而A+T的量不一定等于G+C的量,C错误;
D、每一个脱氧核苷酸都含有一个磷酸,一个脱氧核糖,所以双链DNA分子中4磷酸和5脱氧核糖的数量比为1:1,D正确。
故选BD。
23.(24-25高一下·江苏镇江·期中)某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列相关叙述正确的是( )
A.DNA分子中碱基对C-G所占比例越大其越稳定
B.复制时,①的断裂需解旋酶,形成需DNA聚合酶
C.若α链中A+T占52%,则该DNA分子中G占24%
D.该DNA分子β链从5'到3'端的碱基排列顺序是—TGCA—
【答案】AC
【分析】分析题图:图示为某真核生物DNA片段的结构示意图,其中①为氢键,②为腺嘌呤,③为磷酸二酯键。
【详解】A、由于碱基对C-G之间有3个氢键,而A-T之间有2个氢键,所以碱基对C-G所占的比例越大,DNA分子越稳定,A正确;
B、图中①为氢键,DNA复制时需要解旋酶将氢键断裂,氢键的形成不需要DNA聚合酶的催化,DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成,B错误;
C、若α链中A+T占 52%,根据碱基互补配对原则,该DNA分子中A+T占52%、G+C占48%,由于C=G,则该DNA分子中G占24%,C正确;
D、DNA分子中,与磷酸基团相连的碳叫做5'端碳,且两条链之间遵循碱基互补配对原则,故该DNA分子β链从5'到3'端的碱基排列顺序是—ACGT—,D错误。
故选AC。
24.(24-25高一下·江苏扬州·期中)如图为DNA片段结构示意图,下列关于DNA的结构与特点的叙述,正确的是( )
A.①和②相间排列构成了DNA的基本骨架
B.图中①②③构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸
C.若一条单链的序列是5′-AGCTT-3′,则其互补链的序列是5′-AAGCT-3′
D.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
【答案】AC
【分析】分析题图:图示为DNA分子结构的主要特点,其中①为磷酸,②为脱氧核糖,③为碱基(胞嘧啶),④包括一分子磷酸、一分子碱基和一分子脱氧核糖,⑤为腺嘌呤,⑥为鸟嘌呤,⑦为胞嘧啶,⑧为胸腺嘧啶,⑨为氢键。
【详解】A、①磷酸和②脱氧核糖相间排列构成了DNA的基本骨架,A正确;
B、①②③不可表示一个完整的脱氧核苷酸,②③以及下面的一个磷酸构成一个完整的脱氧核苷酸,B错误;
C、DNA的两条链是反向平行的,若一条单链的序列是5'-AGCTT-3',则其互补链的序列是5'-AAGCT-3',C正确;
D、大多数脱氧核糖连接两个磷酸基团,每条链只有末端的一个脱氧核糖连接一个磷酸,D错误。
故选AC。
25.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图为DNA分子片段结构示意图,设该DNA分子中腺嘌呤有20个,占DNA全部碱基的比例为20%。有关叙述错误的是( )
A.④的中文名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
B.⑨的数量多少会影响DNA结构的稳定
C.该DNA分子中胞嘧啶有30个
D.若DNA分子的一条单链中⑥占50%,则另一条链中也占50%
【答案】AD
【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、①磷酸是上一个核苷酸的,因此④并不能组成一个核苷酸,A错误;
B、⑨是氢键,氢键的数量多少会影响 DNA 结构的稳定性,氢键越多,结构越稳定,B正确;
C、该DNA分子中腺嘌呤有20个,占DNA全部碱基的比例为20%,即DNA 碱基总数为 100 个,A = T = 20 个,所以 G + C = 100 - 20×2 = 60 个,又因为 G = C,所以胞嘧啶(C)有 30 个,C 正确;
D、DNA 分子两条链之间碱基互补配对,若 DNA 分子的一条单链中⑥(鸟嘌呤 G)占 50%,则另一条链中与之互补的胞嘧啶 C占50%,D 错误。
故选AD。
26.(24-25高一下·江苏泰州·期中)模拟实验是根据相似性原理,用模型来替代研究对象的实验。比如 实验一: “性状分离比的模拟实验”中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官,用不同颜色的彩球代表 D、d雌雄配子;实验二:“以雄果蝇(2n=8)为例,建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验中可用橡皮泥制作染色体模型;实验三:“DNA 结构模型的构建”模拟实验中可用脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、碱基塑料片及连接物构建DNA分子模型。下列实验中模拟不正确的是( )
A.实验一中分别从两个小桶中随机抓取一个球组合在一起,可模拟基因自由组合过程
B.向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
C.实验二中减数分裂Ⅱ的细胞中可能含有4条或8条同种颜色的染色体
D.实验三中每个脱氧核糖上都要连接2个磷酸基团和1个碱基
【答案】ABD
【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,碱基在内测;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,其中G和C之间形成三个氢键,A和T之间形成两个氢键。
【详解】A、在“性状分离比的模拟实验”中,分别从两个小桶中随机抓取一个球组合在一起,模拟的是雌雄配子的随机结合,而不是基因自由组合过程。基因自由组合是指非同源染色体上的非等位基因在减数分裂过程中的自由组合,该实验中只有一对等位基因,不能模拟基因自由组合,A错误;
B、向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球,也不能模拟两对等位基因的自由组合,因为两对等位基因自由组合需要两对基因分别位于不同对的同源染色体上,在减数分裂产生配子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,而在一个小桶内添加不能体现这种染色体的关系,B错误;
C、同种颜色的染色体代表均来源于父方或均来源于母方,雄果蝇2n=8,在减数分裂Ⅱ前期和中期,细胞中含有4条染色体。在减数分裂Ⅰ后期时同源染色体分开,导致进入细胞同一极的非同源染色体可能均来源于父方或均来源于母方。在减数第二次分裂前期和中期的细胞中,可能有四条颜色相同的染色体;这样的细胞在进入减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍为8条,此时也可能含有8条同种颜色的染色体,C正确;
D、在DNA分子结构中,每条脱氧核苷酸链一端的脱氧核糖只连接1个磷酸基团和1个碱基,而不是每个脱氧核糖上都连接2个磷酸基团,D错误。
故选ABD。
三、非选择题
27.(24-25高一下·江苏扬州·期中)图甲中DNA分子有a和d两条链,将图甲中某一片段放大后如图乙所示,结合所学知识回答下列问题:
(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______条平行且方向______的长链组成的。在真核细胞中,DNA的主要载体是______。
(2)图甲中,A和B均是DNA复制过程中所需要的酶,其中B是______酶,能将游离的______连接到引物的______(选填“5’端”或“3’端”)形成______键,从而延伸子链。
(3)图乙中7是______。DNA的基本骨架由______交替连接构成。
(4)在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)的比例为______。若图乙中一单链的(A+T)/(G+C)=n,则在另一条互补链中其比例为______,图乙中亲代DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的______。
【答案】(1) 双螺旋 两 相反 染色体
(2) DNA聚合 脱氧核苷酸 3’端 磷酸二酯
(3) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸/胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 磷酸与脱氧核糖
(4) 1 n 1/2
【分析】据图分析:图甲表示DNA分子的复制过程,A是解旋酶,B是DNA聚合酶,a、d是DNA复制的模板链,b、c是新合成的子链;图乙中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是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。
【详解】(1)从图甲中可以看出DNA分子具有规则的双螺旋结构。分析甲图可知,a、d是DNA复制的模板链,b、c是新合成的子链,DNA分子是半保留复制,而且是边解旋边复制。从图乙中可以看出DNA是由2条平行且方向相反的长链组成的。在真核细胞中,DNA的主要载体是染色体,线粒体和叶绿体也含有少量DNA。
(2)分析题图甲可知,A是DNA解旋酶,作用是断裂氢键,使DNA解旋,形成单链DNA;B是DNA聚合酶,作用是将单个的脱氧核苷酸连接到引物的3'端形成磷酸二酯键延伸子链。
(3)图乙中,7是由磷酸、脱氧核糖和碱基T组成的,故表示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。
(4)因为双链DNA中A与T配对,C与G配对,所以在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)的比例为1。互补碱基之和的比例在两条单链中相等,故一条链中A+T/C+G=n,它的互补链中该比值也为n。在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)的比例为1。DNA在复制时,一条链上的碱基发生突变,另一条链上的碱基不发生突变,以发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的,以碱基没有发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是正常的,因此不论复制多少次,发生差错的DNA都占一半。
28.(24-25高一下·江苏扬州·期中)将双链DNA在中性盐溶液中加热,两条DNA单链分开,叫DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却,又能恢复成为双链DNA,叫退火。
(1)低温条件下DNA不会变性,说明DNA分子有稳定性,从结构上分析DNA分子具有该特点的原因:外侧________交替连接作为骨架,内侧碱基对遵循碱基互补配对原则。
(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的共价键不受影响,而________被打开。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠________连接。
(3)部分DNA完全解旋成单链所需的温度明显高于其他DNA,其最可能的原因是________。
(4)在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一种长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细________(相同/不同),原因是________。
(5)如果某DNA分子的一条单链中(A+T)/(C+G)=0.4,其互补链中(A+T)/(C+G)=________,该DNA分子中A与C的和占全部碱基等比例为________。
【答案】(1)磷酸和脱氧核糖
(2) 碱基对间的氢键 -脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-
(3)该DNA中G和C形成的碱基对的比例较高,氢键数量多,结构比较稳定
(4) 相同 嘌呤必定与嘧啶互补配对
(5) 0.4 50%
【分析】DNA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的外侧是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。
【详解】(1)DNA结构的主要特点有DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧的碱基按照碱基互补配对原则形成氢键连接成碱基对,这些结构上的特点使得DNA分子有稳定性。
(2)DNA分子由共价键和氢键维持稳定,当DNA分子变性时,两条链的碱基对间的氢键断裂,共价键不受影响。DNA的外侧是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,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”连接。
(3)DNA分子两条链间的碱基形成氢键,A与T间两个氢键,G与C间三个氢键,氢键数越多,DNA的结构越稳定。因此,部分DNA完全解旋成单链所需的温度明显高于其他DNA,最可能的原因是该DNA中G和C形成的碱基对的比例较高,氢键数量多,结构比较稳定。
(4)在DNA分子中,A与T配对,G与C配对(一条链上的嘌呤与另一条链上的嘧啶互补配对)即嘌呤必定与嘧啶互补配对,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一种长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细相同。
(5)在DNA分子中,一条链的A与另一条链的T配对,一条链的G与另一条链的C配对,如果某DNA分子的一条单链中(A+T)/(C+G)=0.4,则另一条链(互补链)中的(A+T)/(C+G)=0.4。在整个DNA分子中,A=T、G=C,则A+C=T+G,故DNA分子中A与C的和占全部碱基等比例为50%。
29.(24-25高一下·江苏淮安·期中)如图是 DNA 的分子结构模式图,请据图回答:
(1)DNA 分子的基本单位是[ ]______。
(2)DNA 分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成______。两条链上的碱基遵循______原则,通过[______]连接成碱基对。
(3)图中④是______(填名称)、⑦是______。
(4)已知双链 DNA 分子中的一条单链中(A+G)/(T+C)=M,则在另一条互补链中该比例是______,在整个 DNA 分子中该比例是______
【答案】(1)⑥脱氧核苷酸
(2) 基本骨架 碱基互补配对 氢键
(3) 胞嘧啶 脱氧核苷酸链片段
(4) 1/M 1
【分析】分析题图可知,该图是DNA分子的平面结构,其中①是胸腺嘧啶,②是鸟嘌呤,③是腺嘌呤,④是胞嘧啶,⑤是氢键,⑥是脱氧核苷酸,⑦是脱氧核苷酸链片段。
【详解】(1)DNA 分子的基本单位是⑥脱氧核苷酸(脱氧核糖核苷酸)。
(2)DNA 分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基通过碱基互补配对原则以氢键相连接排列再内侧。
(3)④是与G配对的C即胞嘧啶。⑦是脱氧核苷酸链片段。
(4)由于A与T配对,C与G配对,因此双链 DNA 分子中的一条单链中(A+G)/(T+C)=M,则在另一条互补链中该比例是1/M,在整个 DNA 分子中该比例是1。
30.(24-25高一下·江苏淮安·期中)下图是DNA分子某一片段的放大示意图。请分析回答下列问题:
(1)DNA由两条_________的脱氧核苷酸链组成。
(2)【③】_________和【②】_________交替连接构成DNA的基本骨架,排列在外侧。
(3)请写物质的名称:④_________、⑤_________。
【答案】(1)反向平行
(2) 磷酸基团 脱氧核糖
(3) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤
【分析】DNA双螺旋结构的主要特点如下。
(1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA 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,并且碱基配对具有一定的规律:A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。
【详解】(1)DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。
(2)【③】是磷酸基团,【②】是脱氧核糖,二者交替连接构成DNA的基本骨架,排列在外侧。
(3)①是胸腺嘧啶,④是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑤与T配对,是腺嘌呤。
31.(24-25高一下·江苏扬州·期中)经过许多科学家的不懈努力,遗传物质之谜终于被破解,请回答下列相关问题。
(1)如图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分图解。请回答下列问题:
35S标记的是噬菌体的______,正常情况下,该组实验沉淀物的放射性______(填“高”或“低”),通过与32P组的实验对比说明______是遗传物质。
(2)下图是某DNA分子的局部结构示意图,请回答下列问题:
图中序号⑧代表结构的中文名称:______,DNA两条链按照______的方式盘旋成双螺旋结构。
【答案】(1) 蛋白质(外壳) 低 DNA
(2) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 反向平行
【分析】1、分析题图:图示用35S标记噬菌体,标记的是噬菌体的蛋白质,而噬菌体侵染细菌时蛋白质没有进入细菌,因此经过搅拌、离心后,蛋白质分布在上清液中,即上清液中放射性强,沉淀物中放射性弱。
2、分析题图:图中①是胞嘧啶,②是腺嘌呤,③是鸟嘌呤,④是胸腺嘧啶,⑤是磷酸,⑥是含氮碱基,⑦是脱氧核糖,⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑨是脱氧核苷酸链.
【详解】(1)分析题图:图示用35S标记噬菌体,标记的是噬菌体的蛋白质,而噬菌体侵染细菌时蛋白质没有进入细菌,因此经过搅拌、离心后,蛋白质分布在上清液中,即上清液中放射性强,沉淀物中放射性弱。,正常情况下,上清液的放射性高,沉淀物的放射性低;通过与32P组的实验对比说明DNA是遗传物质。
(2)根据碱基互补配对可知④是T,所以图中序号⑧代表结构的中文名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。从主链上看,DNA两条单链方向反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。
32.(24-25高一下·江苏盐城·期中)阅读下面材料回答有关问题:在2004年底的东亚海啸中,有巨大的人员罹难,事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。该方法是从尸体和死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取DNA,在一定温度下,水浴共热,使DNA氢键断裂,双链打开。若两份DNA样本来自同一个体,在温度降低时,两份样本的DNA单链通过氢键连接在一起;若不是来自同一个体。则在两份样本中DNA单链在一定程度上不能互补。DNA杂交技术就能通过这一过程对面目全非的尸体进行辨认。
(1)图中DNA分子两条链上的碱基遵循____原则连接成碱基对,4所示物质所处的一端为____(填“3'”或“5'”)端,1所示的碱基对在DNA分子中比例越高则DNA分子的稳定性____,理由是____。
(2)图中的5的名称是____。乙的两条长链按____方式盘旋成双螺旋结构;____交替连接构成DNA的基本骨架。
(3)下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体、同一区段DNA单链的碱基序列。
A组
B组
C组
尸体中的DNA碱基序列
ACTGACGGTT
GGCTTATCGA
GCAATCGTGC
家属提供的DNA碱基序列
TGACTGCCAA
CCGAATAGCT
CGGTAAGATG
根据碱基配对情况, A、B、C三组DNA中不是同一人的是____。
(4)DNA杂交技术同样可以用于两物种亲缘关系的判断,若两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少,则两物种的亲缘关系____(远/近)。
【答案】(1) 碱基互补配对 5' 越高 G-C碱基对中的氢键有3个,而A-T碱基对中的氢键只有2个,两条脱氧核苷酸链间的氢键越多,DNA分子的稳定性越高
(2) 腺嘌呤脱氧核苷酸 反向平行 脱氧核糖和磷酸
(3)C
(4)远
【分析】DNA分子的结构特点:DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸形成脱氧核苷酸链,DNA分子一般是由2条反向、平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧,两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对,且碱基之间遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。DNA分子能够储存足够量的遗传信息,进传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性:DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA分子上分布着多个基因,基因是有遗传效应的DNA片段。
【详解】(1)图1中DNA分子两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则,碱基之间通过氢键连接。图1中4所示物质所处的一端为5'端,图1中1所示的碱基对中有3个氢键,A和T之间有2个氢键,因此,在DNA分子中图示碱基对之间比例越高,氢键数目越多,则DNA分子的稳定性越高。
(2)图1中5包括一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖、一分子的含氮碱基A,其名称是腺嘌呤脱氧核苷酸。乙的两条长链按反方向平行方式盘旋成双螺旋结构;脱氧核糖3和磷酸4之间交替连接构成DNA的基本骨架。
(3)DNA分子具有特异性,观察表中给出的碱基序列,可以发现A组和B组的能够互相配对,只有C组不能,所以C组不是取自同一个人。
(4)两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少,两个DNA之间的相同的区段越少,则两物种的亲缘关系越远,相反,杂合DNA区段越多,说明两个DNA之间相同的区段越多,则两物种的亲缘关系近。
地 城
考点03
DNA的复制
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏扬州·期中)某噬菌体DNA分子是双链环状,如图甲所示。用32P标记的大肠杆菌培养噬菌体一段时间,结果出现图乙所示两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关叙述错误的是( )
A.DNA复制时两条母链均作为模板
B.若Ⅰ和Ⅱ类型DNA分子数量比为1:15,说明该DNA复制4次
C.该DNA分子复制时需要解旋酶断开碱基对之间的氢键
D.图乙中Ⅰ的出现证明了DNA复制方式是半保留复制
【答案】B
【详解】A、DNA复制时,a链和b链均作为复制的模板,A正确;
B、由于DNA半保留复制,Ⅰ类DNA为2个,若Ⅰ和Ⅱ类型DNA分子数量比为1∶15=2∶30,共有32=25个DNA,说明该DNA复制5次,B错误;
C、该DNA分子复制时需要解旋酶、DNA聚合酶的参与,前者的作用是断开碱基对之间的氢键让双链DNA解旋,后者的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接成长链,C正确;
D、图乙中Ⅰ的出现保留一条链,合成一条新链,证明了DNA复制方式是半保留复制,D正确。
故选B。
2.(24-25高一下·江苏扬州·期中)用15N标记了两条链含有100 个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。下列有关说法中错误的是( )
A.该DNA分子中含有腺嘌呤40个
B.该DNA分子含有的氢键数目是260个
C.该DNA分子复制3次共需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸280个
D.子代DNA分子中含15N的DNA分子与含l4N 的DNA分子之比为1:4
【答案】C
【详解】A、含有100个碱基对(200个碱基)的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,解得A=40个,A正确;
B、由于A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,所以该DNA分子含有的氢键数目是40×2+60×3=260个,B正确;
C、含有100个碱基对(200个碱基)的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,解得G=60个,故复制过程中需鸟嘌呤脱氧核苷酸:(23-1)×60=420,C错误;
D、子代DNA分子中只有2个子代DNA各含1条15N链,1条14N链,其余DNA都含14N,故含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为2:8=1:4,D正确。
故选C。
3.(2023高三·河北·学业考试)一定条件下,15N标记的某双链DNA分子在含14N的原料中连续复制两次,利用离心技术对提取的DNA进行离心,离心后试管中DNA的位置是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】15N 标记的某双链 DNA 分子在含14N 的原料中连续复制两次后,一共有 4 个 DNA 分子,其中两个 DNA 分子的两条链均是14N,为14N14N−DNA,离心后在离心管的最上方,有两个 DNA 分子的一条链为14N,一条链为15N,为15N/14N−DNA,离心后位于离心管的中间,A正确,BCD错误。
故选A。
4.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)细菌在含15N 的培养基中繁殖数代后,细菌 DNA 的含氮碱基均含有15N,然后再将其移入含14N 的培养基中培养,提取亲代及子代的 DNA 并离心,如图①~⑤为可能的结果。下列叙述正确的是( )
A.亲代的 DNA 应为④
B.子一代 DNA 应为①
C.子二代 DNA 应为②
D.子三代 DNA 应为③
【答案】D
【分析】由题意可知,细菌在15N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,因此亲代DNA的两条链都含有15N,位于试管中的“重带”区,应该为⑤。由DNA的半保留复制方式可推知:子一代DNA的两条链中一条含有15N、另一条含有14N,位于试管中的“中带”区,应为②。同理,子二代形成的4个DNA分子,有2个DNA分子的两条链都是14N、另2个DNA分子的一条链是14N、另一条链为15N,位于“轻带”和“中带”区,应为①;子三代形成的8个DNA分子,有6个DNA分子的两条链都是14N,2个DNA分子的一条链是14N、另一条链为15N,应为③。
【详解】A、由于细菌在含15N的培养基中繁殖数代,因此亲代的 DNA为15N/15N,应为⑤,A错误;
B、DNA的复制方式是半保留复制,亲代DNA为15N/15N,在含14N的培养基中培养,子一代的DNA应全为14N/15N,应为②,B错误;
C、亲代DNA为15N/15N,在含14N的培养基中培养,子二代DNA中1/2为14N/15N、1/2为14N/14N,应为①,C错误;
D、亲代DNA为15N/15N,在含14N的培养基中培养,子三代DNA中1/4为14N/15N、3/4为14N/14N,应为③,D正确。
故选D。
5.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列有关 DNA 复制叙述正确的是( )
A.DNA 复制方式是全保留复制
B.真核生物的 DNA 复制发生在细胞核中
C.通过碱基互补配对保证复制的准确性
D.DNA 复制以亲代 DNA 分子的一条链为模板
【答案】C
【分析】DNA分子的复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链,每条双链都与原来的双链一样。DNA复制的方式是半保留复制,特点是边解旋边复制,场所主要是细胞核。DNA能准确复制的原因:(1)双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板;(2)碱基互补配对原则保证了复制的准确性。
【详解】A、DNA复制方式是半保留复制,而非全保留复制,A错误;
B、真核生物的DNA复制主要发生在细胞核,但线粒体和叶绿体中的DNA也会复制,B错误;
C、碱基互补配对(A-T、C-G)确保新链与母链严格互补,减少错误,是复制准确性的基础,C正确;
D、DNA复制时,双链均作为模板,分别合成互补链,而非仅用一条链,D错误;
故选C。
6.(24-25高一下·江苏徐州·期中)下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.在细胞分裂间期会发生DNA复制
B.一个DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C.DNA双螺旋结构全部解链后,开始DNA的复制
D.单个脱氧核苷酸在DNA水解酶的作用下连接合成新的子链
【答案】A
【分析】1、DNA复制过程: (1)解旋:需要细胞提供能量,在解旋酶的作用下,两条螺旋的双链解开。 (2)合成子链:以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,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. (3)形成子代DNA分子:延伸子链,母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
2、特点:(1)边解旋边复制;(2)复制方式:半保留复制。
3、条件:(1)模板:亲代DNA分子的两条链;(2)原料:游离的4种脱氧核苷酸;(3)能量:ATP;(4)酶:解旋酶、DNA聚合酶。
4、DNA分子复制发生的时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
5、准确复制的原因:(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;(2)通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
【详解】A、DNA复制发生在细胞分裂的间期(如有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期),为分裂期提供遗传物质基础,A正确;
B、一个DNA分子复制一次后形成两个DNA分子,每个新DNA由一条母链和一条子链组成,而非四个,B错误;
C、DNA复制是边解旋边复制的过程,解旋酶局部解开双螺旋结构后,DNA聚合酶即可开始合成子链,而非全部解链后才复制,C错误;
D、DNA复制时,脱氧核苷酸通过DNA聚合酶连接形成子链,而DNA水解酶会分解DNA分子,与复制无关,D错误。
故选A。
7.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下列关于DNA分子复制的叙述正确的是( )
A.碱基对之间的氢键断开,不需要消耗能量
B.DNA分子具有边解旋边复制的特点,能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性
C.若第3次复制消耗腺嘌呤640个,则该DNA分子中含有两个氢键的碱基对有160对
D.有丝分裂间期发生了DNA复制,复制的结果是DNA数目和染色体数目均增加
【答案】C
【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、碱基对之间的氢键断开需要解旋酶催化,此过程消耗ATP提供能量,A错误;
B、DNA边解旋边复制提高了复制效率,但遗传信息传递的准确性主要由严格的碱基互补配对原则和DNA聚合酶的校正作用保证,B错误;
C、第3次复制时,需合成4个新DNA分子。设原DNA含腺嘌呤(A)a个,则第三次复制消耗A为4a=640,解得a=160。A-T碱基对含两个氢键,故该DNA中A-T对数为160对,C正确;
D、有丝分裂间期DNA复制后,DNA数目加倍但染色体数目不变(仍为单体状态),D错误。
故选C。
8.(24-25高一下·江苏连云港·期中)在DNA复制开始时,将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H-dT)的培养基中,3H-dT可掺入正在复制的DNA分子中,使其带有放射性标记。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量3H-dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如图。据图可以得出的结论是( )
A.复制起始区在高放射性区域 B.DNA复制为半保留复制
C.DNA复制从起始点向两个方向延伸 D.DNA复制是在完全解旋之后进行的
【答案】C
【分析】分析题意可知:开始一段时间将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H-dT)的培养基中,这段时间中复制的DNA分子含有低放射性,将大肠杆菌放在含高剂量3H-dT的培养基中培养一段时间。DNA分子继续进行复制,这段时间内形成的DNA分子具有高放射性,由图可知,中间区段有低放射性,两端为高放射性,即DNA的复制起点,在低放射区域,DNA复制起点从起始点向两个方向延伸。
【详解】A、根据放射性自显影结果可知,中间低放射性区域是复制开始时在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H-dT)的培养基中进行复制的结果,因此复制起始区在低放射性区域,A错误;
B、放射性自显影检测无法判断DNA两条链上的放射性情况,因此不能得出DNA复制为半保留复制,B错误;
C、中间为低放射性区域,两边为高放射性区域,说明DNA复制从起始点向两个方向延伸,C正确;
D、结合放射性可知DNA是边解旋边复制的,D错误。
故选C。
9.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下图为某真核细胞中DNA复制过程模式图,下列分析正确的是( )
A.酶①和酶②均作用于氢键
B.该过程的模板链为a,d链
C.该过程中的c、d链碱基排列顺序相同
D.子链合成的方向是一定的,即只能从5'端→3'端
【答案】D
【分析】DNA复制过程: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,这个过程叫做解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,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段子链。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。这样,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。
【详解】A、分析图可知,酶①为解旋酶,作用于氢键,酶②为DNA聚合酶,作用于磷酸二酯键,A错误;
B、DNA是半保留复制,因此该过程的模板链为a链和b链,B错误;
C、该过程中的c、d链是新合成的子链,因此c、d链碱基排列顺序互补,C错误;
D、DNA复制过程中,子链合成的方向是一定的,即只能从5'端→3'端,D正确。
故选D。
10.(24-25高一下·江苏扬州·期中)果蝇的DNA分子上存在多个复制起始位点,复制起始蛋白能够识别该位点,进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子,启动DNA复制。下列说法正确的是( )
A.DNA分子的多起点复制能提高复制效率
B.复制起始蛋白有助于解旋酶在特定位置断开肽键
C.DNA分子复制时仅以一条链作为复制的模板链
D.DNA聚合酶可将核糖核苷酸添加到子链5'端
【答案】A
【分析】DNA复制时两条链均作为模板,复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸,所需的酶是DNA聚合酶和解旋酶,复制的产物是DNA,遵循的原则是碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA分子的多起点复制可以提高DNA复制的效率,A正确;
B、DNA复制时以DNA的两条链分别作为模板,DNA两条链之间的氢键需要断开暴露其中的碱基,复制起始蛋白能够识别复制起始部位,进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子,在特定位置断开氢键,启动DNA复制,B错误;
C、DNA复制时,DNA的两条链都将作为复制的模板链,C错误;
D、DNA的复制方向是从子链的5'→3',DNA聚合酶可将脱氧核苷酸添加到子链3'端,D错误。
故选A。
11.(24-25高一下·江苏南京·期中)下列有关DNA研究中的生物方法和相关实验的叙述,错误的是( )
A.富兰克林依据拍摄的DNA衍射图谱推算出DNA呈螺旋结构
B.探索DNA半保留复制方式的实验中运用了假说—演绎法
C.卡伽夫发现DNA分子中A与T配对,C与G 配对
D.沃森和克里克运用建构物理模型的方法提出了DNA分子的双螺旋结构
【答案】C
【分析】沃森和克里克见到了维尔金斯和弗兰克林拍摄的、非常清晰的X射线衍射照片,并敏锐地意识到DNA分子很可能是双链结构,他们立即投入模型的重建工作,以脱氧核糖和碱基间隔排列形成骨架--主链,让碱基两两相连夹于双螺旋之间.由于他们让相同的碱基两两配对,做出来的模型是扭曲的;此后,美国生物化学家查伽夫的研究成果给了沃森和克里克很大启发.查伽夫发现:(1)在他所分析的DNA样本中,A的数目总是和T的数目相等,C的数目总是和G的数目相等.即:(A+G):(T+C)=1;(2)(A+T):(C+G)的比值具有物种特异性.沃森和克里克吸收了美国生物化学家查伽夫的研究成果,经过深入的思考,终于建立了DNA的双螺旋结构模型。
【详解】A、维尔金斯和弗兰克林依据拍摄的非常清晰的DNA衍射照片,推测DNA分子很可能呈螺旋结构,A正确;
B、运用了假说—演绎的方法探索DNA半保留复制方式,B正确;
C、卡伽夫发现A的数目总是和T的数目相等,C的数目总是和G的数目相等,没有提出DNA分子中A与T配对,C与G 配对,C错误;
D、沃森和克里克运用建构物理模型的方法提出了DNA分子的双螺旋结构,D正确。
故选C。
12.(24-25高一下·江苏南京·期中)某只含14N的DNA含有2000个碱基对,腺嘌呤占30%,若将该DNA分子放在含15N的培养基中连续复制3次,进行密度梯度离心,得到结果如图1;若将复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图2结果,下列错误的是( )
A.Y层全部是仅含15N的DNA分子
B.Z层与W层的核苷酸链之比为1:7
C.复制3次过程中共需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6400个
D.X层与Y层的DNA分子数之比为1:3
【答案】C
【分析】DNA复制的主要场所是细胞核,线粒体和叶绿体中也可以进行。 DNA复制的特点:半保留复制和边解旋边复制。半保留复制是指新合成的DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链。 DNA复制所需要的条件:模板(亲代DNA的两条链),原料(4种游离的脱氧核苷酸),酶(解旋酶、DNA聚合酶),能量(ATP直接供能)。
【详解】ABD、若将该DNA分子放在含15N的培养基中连续复制3次,得到8个DNA分子,有2个为15N-14N型,有6个为15N-15N型,进行密度梯度离心,得到结果如图1,X为15N-14N型,Y为15N-15N型。X层与Y层的DNA分子数之比为2/6=1/3,Y层质量较大,全部是仅含15N的DNA分子。若将复制产物加入解旋酶处理后再离心,得到16条链,2条链为14N,14条链为15N,则得到如图2结果,Z为14N,W为15N。Z层与W层的核苷酸链之比为2/14=1/7,ABD正确;
C、DNA含有2000个碱基对,腺嘌呤占30%,C占20%,C的个数为20%×2000×2=800,复制3次过程中共需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为800×(23-1)=5600个,C错误。
故选C。
13.(24-25高一下·江苏南京·期中)线粒体中的遗传物质是一种环状DNA,其结构如下图。以下叙述正确的是( )
A.该DNA分子中有两个游离的磷酸基团,每个磷酸基团均连接着两个脱氧核糖
B.解旋酶和RNA聚合酶均可断开⑤,DNA聚合酶可催化⑥的形成
C.④为DNA分子的基本组成单位之一
D.DNA分子每一条链中相邻的碱基通过氢键相连
【答案】B
【分析】DNA的双螺旋结构:DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。DNA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。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 、该线粒体DNA是环状DNA,没有游离的磷酸基团 ,而链状DNA分子每条链有1个游离的磷酸基团,且链状DNA中除末端的磷酸基团连接一个脱氧核糖外,其余磷酸基团连接两个脱氧核糖,A错误;
B、⑤是氢键,解旋酶能解开双链DNA的氢键,使DNA解旋,RNA聚合酶在转录时,也可使DNA解旋,断开氢键;⑥是磷酸二酯键,DNA聚合酶在DNA复制时可催化磷酸二酯键的形成,将单个脱氧核苷酸连接成DNA链,B正确;
C、DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸 ,④由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成,但不是脱氧核苷酸,C错误;
D、DNA分子两条链间的碱基通过氢键相连,每条链中相邻的碱基通过 “-脱氧核糖-磷酸基团-脱氧核糖-” 相连 ,D错误。
故选B。
14.(24-25高一下·江苏徐州·期中)在探究生物遗传物质的过程中,许多科学家付出了艰辛的努力,相关叙述正确的是( )
A.艾弗里的体外转化实验利用了“减法原理”
B.格里菲思体内转化实验证明了DNA可以改变生物体的遗传性状
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法与差速离心技术证明了DNA的半保留复制
【答案】A
【分析】1、肺炎双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、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;可见艾弗里肺炎链球菌转化实验采用“减法原理”控制自变量,A正确;
B、格里菲思通过体内转化实验提出了转化因子的概念,但没有证明转化因子是DNA,B错误;
C、赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,C错误;
D、梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术(15N标记DNA,但其没有放射性)与密度梯度离心技术证明了DNA的半保留复制,D错误;
故选A。
15.(24-25高一下·江苏苏州·期中)绝大多数的DNA是双链的线性DNA,但科学家也发现了一种存在于染色体外的小型环状DNA,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这两种DNA的基本骨架和碱基配对方式都相同
B.这两种DNA中的(A+G)/(T+C)都等于1
C.这两种DNA分子中都含有2个游离的磷酸基团
D.这两种DNA复制时都需要DNA聚合酶催化合成子链
【答案】C
【分析】环状DNA分子没有游离的磷酸基团,环状DNA分子中磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同。
【详解】A、无论是双链线性 DNA 还是小型环状 DNA,基本骨架都是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成,碱基配对方式也都是A-T配对、G-C配对,A正确;
B、根据碱基互补配对原则,双链DNA中A=T,G=C,所以(A+G)/(T+C)=1 ,B正确;
C、双链线性DNA分子含有2个游离的磷酸基团,而环状DNA分子没有游离的磷酸基团 ,C错误;
D、DNA复制时,都需要DNA聚合酶催化脱氧核苷酸合成子链,将单个的脱氧核苷酸连接起来,D正确。
故选C。
16.(24-25高一下·江苏连云港·期中)在利用大肠杆菌探究DNA复制过程的中,若含有m个碱基对的DNA分子被15N标记,其中鸟嘌呤n个,含该DNA 分子的大肠杆菌在14N的分裂三次,获取DNA在试管中离心。若仅考虑该分子的复制情况,下列叙述中,错误的是( )
A.实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法
B.科学家在对 DNA 复制方式的研究过程中运用了假说一演绎法
C.离心后试管中 DNA分子数在轻带和中带的比值为3:1
D.3次复制共消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸7(m-n)个
【答案】A
【分析】双链DNA分子中碱基含量遵循卡伽夫法则,即A=T,G=C,但A+T不一定等于G+C。
【详解】A、N不含有放射性,实验中采用了同位素标记和密度梯度离心的研究方法,A错误;
B、在对 DNA 复制方式的研究过程中运用了假说一演绎法,B正确;
C、假定原来有1个15N标记的DNA分子,含该DNA 分子的大肠杆菌在14N的分裂三次,由于DNA是半保留复制,所以复制三次产生的子代DNA共有8条,其中有2条具有15N和14N,另外6条DNA仅具有14N,因此离心后试管中 DNA分子数在轻带和中带的比值为3:1,C正确;
D、该DNA分子含有m个碱基对,其中G=C=n,则A=T=(2m-2n)÷2=m-n,3次复制共从本质上说新合成了7个DNA,因此消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸7(m-n)个,D正确。
故选A。
17.(24-25高一下·江苏盐城·期中)1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如下图),否定了DNA全保留复制方式,证实了DNA是以半保留方式复制的。②③④⑤试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论错误的是( )
A.该实验运用了同位素标记法,出现④的结果至少需要60分钟
B.③是转入培养基中复制一代的结果,④是复制两代的结果
C.否定DNA以全保留方式复制的关键实验证据是试管③的结果
D.给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示
【答案】D
【分析】分析题图:DNA的复制方式为半保留复制,亲代DNA为重带(15N/15N),对应于试管①,则子一代DNA均处于中带(14N/15N),对应于试管③;子二代DNA一半处于轻带,一半处于中带,对应于试管④。
【详解】A、分析题意可知,大肠杆菌每30分钟繁殖一代,该实验运用了同位素标记法,根据DNA半保留复制特点可知,④DNA一半处于轻带,一半处于中带,是复制二代的结果,因此出现④的结果至少需要60分钟,A正确;
B、根据DNA半保留复制特点可知,③子一代DNA均处于中带(14N/15N),是转入14N培养基中复制一代的结果,④DNA一半处于轻带,一半处于中带,是复制二代的结果,复制二代的结果,B正确;
C、③子一代DNA均处于中带(14N/15N),对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管③结果,C正确;
D、给试管④中加入解旋酶一段时间后DNA双链打开,离心出现的结果应该是出现1/4DNA单链(15N)和3/4DNA单链(14N),与试管⑤所示不符,D错误。
故选D。
18.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图为果蝇染色体DNA复制的模式图,图中复制泡是DNA正在复制的部分。有关叙述错误的是( )
A.复制时形成多个复制泡可加快复制速率
B.果蝇DNA复制具有多起点同时复制的特点
C.图中酶甲为解旋酶,复制过程中催化氢键断裂
D.新合成的两条子链中(A+T)/(C+G)的比值相同
【答案】B
【分析】DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期,随着染色体的复制而完成的。
【详解】A、DNA 复制时形成多个复制泡,多个区域同时进行复制,能够加快复制速率,A 正确;
B、从图中可以看到不同复制泡的大小不同,这意味着它们开始复制的时间不同,并非多起点同时复制,B 错误;
C、图中酶甲作用于 DNA 双链的解开过程,为解旋酶,其在复制过程中催化氢键断裂,使 DNA 双链解旋,C 正确;
D、根据碱基互补配对原则,新合成的两条子链分别与两条母链互补,而两条母链之间也是互补关系,所以新合成的两条子链中(A+T)/(C+G)的比值相同,D 正确。
故选B。
二、多选题
19.(24-25高一下·江苏扬州·期中)若1个亲代DNA分子双链均以白色表示,经过两次复制所得的4个DNA分子如图所示。第一次复制后产生的子链用一种颜色表示,第二次复制后产生的子链用另一种颜色表示,下列相关叙述错误的有( )
A.DNA复制过程中,两条新形成的子链通过碱基互补配对形成新的DNA分子
B.真核生物的DNA复制为边解旋边复制
C.图中用黑色表示的子链是第二次复制后产生的
D.4个子代DNA分子中,新合成的单链占总单链数的1/4
【答案】AD
【详解】A、DNA 复制为半保留复制,是以亲代 DNA 分子的两条链分别为模板,各自合成一条子链,新形成的子链与其对应的模板链通过碱基互补配对形成新的 DNA 分子,而不是两条新形成的子链形成新的 DNA 分子,A错误;
B、真核生物的 DNA 复制具有边解旋边复制的特点(解旋酶解开双链的同时,DNA 聚合酶合成子链),B正确;
C、亲代DNA双链为白色,第一次复制产生的子链用一种颜色(如灰色),第二次复制产生的子链用另一种颜色(如黑色)。根据半保留复制逻辑,黑色子链是第二次复制后产生的,C正确;
D、DNA 复制为半保留复制,经过两次复制后产生4个 DNA 分子(共8条单链),其中亲代保留的单链有2条,新合成的单链有6条。因此,新合成的单链占总单链数的3/4,而非1/4,D错误。
故选AD。
20.(24-25高一下·江苏无锡·期中)图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。相关叙述错误的有( )
A.图甲中,后期出现的大量S型细菌主要由R型细菌转化而来
B.图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体不具有放射性
C.图乙中若用32P标记亲代噬菌体,子代噬菌体中大部分具有放射性
D.图乙中噬菌体增殖需要细菌提供原料、模板、能量、酶等
【答案】ACD
【详解】A、将杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内,甲图中最初的S型细菌是由R型细菌转化来的,但之后产生的S型细菌主要是由转化形成的S型细菌增殖而来,A错误;
B、乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质,蛋白质不能进入细菌,且合成子代噬菌体的原料和模板DNA都没有放射性,所以新形成的子代噬菌体不具有放射性,B正确;
C、由于DNA分子的半保留复制,原料没有32P,所以用32P标记亲代噬菌体,子代噬菌体中少部分具有放射性,C错误;
D、图乙中噬菌体增殖需要的模板由噬菌体自身提供,D错误。
故选ACD。
21.(24-25高一下·江苏苏州·期中)某些线性DNA病毒以下图所示方式进行DNA复制,相关叙述错误的有( )
A.复制过程遵循碱基互补配对原则
B.以核糖核苷酸为原料沿子链的3’端延伸
C.新合成的链1和链2组成一个新的DNA分子
D.该复制方式具有单起点、双向、半不连续复制的特点
【答案】BCD
【分析】DNA复制是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA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,DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的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延伸。同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。
【详解】A、DNA两条链反向平行,DNA复制过程遵循碱基互补配对原则,A正确;
B、由图中新合成的链的箭头指示方向可知:以脱氧核苷酸为原料沿子链的3' 端延伸,B错误;
C、DNA复制的方式为半保留复制,新合成的链1和链2各自与其模板链组成一个新的DNA分子,C错误;
D、由图可知:该复制方式具有多起点特点,D错误。
故选BCD。
22.(24-25高一下·江苏连云港·期中)细胞内DNA分子解旋形成单链后,DNA结合蛋白(SSB)会很快与单链结合,防止解旋的单链重新形成双螺旋,且SSB可重复使用。下列相关推测错误的是( )
A.SSB与解旋酶共同催化解旋的过程
B.SSB与单链DNA既可以结合也可以分开
C.SSB与单链DNA的结合遵循碱基互补配对原则
D.SSB与单链DNA结合,有利于维持单链DNA结构的稳定
【答案】AC
【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、解旋酶的作用是催化DNA双链解开,而SSB的作用是与解旋后的单链结合,防止单链重新形成双螺旋,它并不参与催化解旋过程,A错误;
B、因为SSB可重复使用,说明它与单链DNA结合后,在后续过程中又能分开,以便再次发挥作用,B正确;
C、SSB是一种蛋白质,它与单链DNA的结合不是通过碱基互补配对原则,而是通过蛋白质与核酸之间的相互作用结合,C错误;
D、由题干中“防止解旋的单链重新形成双螺旋”可知,SSB与单链DNA结合有利于维持单链DNA结构的稳定,D正确。
故选AC。
23.(24-25高一下·江苏·期中)DNA复制时,一条子链的合成是连续的,称为前导链;另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段,最后连成一条完整的长链),称为后随链。下列叙述正确的是( )
A.前导链合成方向与复制叉移动方向一致,后随链的合成方向与之相反
B.前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘌呤碱基数目
C.根据新合成子链的延伸方向,可判断图中b和c处是模板链的5’端
D.图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补
【答案】AD
【分析】DNA分子复制的方式是半保留复制,一条子链的合成是连续的,另一条子链的合成是不连续的。DNA在复制过程中,边解旋边进行半保留复制。
【详解】A、由图可知:前导链(是连续合成的子链)合成方向与复制叉移动方向一致,后随链的合成方向与之相反,A正确;
B、前导链和后随链是互补的,依据碱基互补配对原则可推知:前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘧啶碱基数目,B错误;
C、DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸加到子链的3′ 端,根据新合成子链的延伸方向,可判断图中b和c处是模板链的3′ 端,C错误;
D、由于DNA聚合酶不能发动新链的合成,只能催化已有链的延长,因此DNA合成是由引物引发的,图中所示的“空白”区域是去除引物后形成的,可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补,D正确。
故选AD。
24.(24-25高一下·江苏淮安·期中)一个用 15N 标记的 DNA 分子有 1500 个碱基对,其中鸟嘌呤 800 个。该 DNA 分子在无 放射性标记的培养液中复制 2 次,则下列叙述正确的是( )
A.该过程中共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸 2400 个
B.复制完成后无放射性标记的 DNA 占 100%
C.具有放射性的 DNA 分子的两条链都含有放射性
D.复制完成后,不含15N 的脱氧核苷酸链与含有15N的脱氧核苷酸链数量比为 3:1
【答案】ABD
【分析】1、一个用15N标记的DNA分子有1500个碱基对,共3000个碱基,其中鸟嘌呤800个,根据碱基互补配对原则,所以胞嘧啶也是800个,所以腺嘌呤等于胸腺嘧啶等于(3000-2×800)/2=700个;
2、DNA复制方式是半保留复制。
【详解】A、一个用15N标记的DNA分子有1500个碱基对,共3000个碱基,其中鸟嘌呤800个,根据碱基互补配对原则,所以胞嘧啶也是800个,该过程DNA 复制了两次,得到四个DNA,每个DNA的胞嘧啶脱氧核苷酸800个,所以共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸(4-1)×800=2400个,A正确;
B、因为DNA分子在无放射性标记的培养液中复制,DNA复制方式是半保留复制,复制完成后无放射性标记的DNA 占 100%,B正确;
C、由于DNA复制是半保留复制,所以具有放射性的DNA分子的两条链中只有一条含有15N(放射性),C错误;
D、亲代DNA有两条链均被标记,又因为DNA复制属于半保留复制,所以亲代的两条被标记的链分别去到了两个子代DNA分子中,所以复制完成后,得到四个DNA共8条链,其中不含15N的脱氧核苷酸链6条,含有15N的脱氧核苷酸链2条,数量之比为3:1,D正确。
故选ABD。
25.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)生物学是一门以实验为基础的学科,生物学的形成和发展离不开实验,下列有关实验的说法不正确的是( )
A.证明DNA是半保留复制的实验观察指标是同位素的放射性
B.孟德尔发现F1高茎豌豆自交,F2出现3:1的分离比属于假说-演绎法中提出假说的环节
C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,搅拌的目的是将噬菌体与大肠杆菌分开
D.沃森和克里克根据DNA衍射图谱推算出了双链DNA分子中碱基互补配对
【答案】ABD
【分析】假说--演绎法:观察现象,提出问题→分析问题,提出假说→演绎推理,验证假设→分析结果,得出结论。
【详解】A、证明 DNA 分子半保留复制的实验用的14N、15N为稳定同位素,无放射性,A错误;
B、孟德尔发现F1高茎豌豆自交,F2出现3:1的分离比属于假说--演绎法中发现问题的环节,B错误;
C、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,通过搅拌可以将未入侵至细胞的蛋白质外壳与大肠杆菌分开,C正确;
D、沃森和克里克从查哥夫那里得到的重要信息:A的量总是等于T的量,C的量总是等于G的量,推算出了双链DNA分子中碱基互补配对,D错误;
故选ABD。
26.(24-25高一下·江苏无锡·期中)如图为某生物DNA复制方式的模式图,图中“→”表示子链的复制方向。下列叙述错误的是( )
A.DNA复制具有多起点复制和半保留复制的特点
B.复制过程中需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
C.根据复制环的大小可推测复制开始时间的早晚
D.图示DNA分子的左侧为5'端,右侧为3'端
【答案】BD
【分析】DNA复制:复制开始时,在细胞提供的能量驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,然后DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的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延伸,同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
【详解】A、结合图示分析,该DNA复制时有多个起点,且具有半保留复制的特点,A正确;
B、DNA复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶的参与,B错误;
C、复制环越大说明解旋时间越早,复制开始越早,因此根据复制环的大小可推测复制开始时间的早晚,C正确;
D、DNA的两条单链是反向平行的,DNA复制时子链的延伸方向是5'→3',因此该DNA分子上面的一条单链左侧为3'端,下面这条单链右侧是3'端,D错误。
故选BD。
27.(24-25高一下·江苏盐城·期中)下图所示 DNA 分子片段中一条链含 15N,另一条链含 14N。下列有关说法正确的是( )
A.解旋酶作用于③处,DNA 聚合酶催化形成①处的化学键
B.该分子含有 2 个游离的磷酸基团,除此之外其余磷酸基团均与 2 个脱氧核糖相连
C.若该 DNA 分子中 A 占 30%,则一条链中 T 也占该链的 30%
D.把此 DNA 放在含 14N 的培养液中复制三代,子代中含 15N 的 DNA 占 1/8
【答案】ABD
【分析】分析题图:图示表示DNA分子片段,部位①为磷酸二酯键;②处是碱基或脱氧核苷酸;部位③为氢键。
【详解】A、据图可知,部位①为磷酸二酯键,部位③为氢键。解旋酶作用于氢键,对应图中的③,DNA聚合酶催化形成①处的化学键磷酸二酯键,A正确;
B、该DNA分子为双链DNA分子,含有2个游离的磷酸基团,除此之外其余磷酸基团均与2个脱氧核糖相连,B正确;
C、若该DNA分子中A=30%,根据碱基互补配对原则,则整个DNA分子中A=T=30%。假设所有的T都分布在其中一条链上,则一条链中的T占该链的比例为0,另一条链中的T占该链的比例为60%,C错误;
D、该DNA分子片段中一条链含15N,另一条链含14N,把此DNA放在含14N的培养液中复制三代,得到8个DNA分子。根据DNA的半保留复制特点,只有含15N亲本链的DNA分子中才含有15N,因此子代中含15N的DNA占1/8,D正确。
故选ABD。
28.(24-25高一下·江苏徐州·期中)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。下列相关叙述正确的是( )
A.左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制,故毒副作用很大
B.DNA复制时以每条单链为模板,DNA聚合酶沿模板链的3端向5'端方向移动
C.一个含有m个腺嘌呤的DNA分子复制n次,共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸m·2n-1个
D.一个DNA在体外复制n次所得的DNA分子中,含有亲代母链的DNA分子占1/2n-1
【答案】BD
【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(2n-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】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错误;
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、一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制,由于DNA进行半保留复制,所以共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸(2n-1)×m个,C错误;
D、一个DNA复制n次后形成2n个DNA分子,其中含有亲代母链的DNA分子有2个,占1/2n-1,D正确。
故选BD。
29.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下列关于DNA分子结构与复制的叙述,不正确的是( )
A.DNA分子中含有四种核糖核苷酸
B.在双链DNA分子中,A/T的值低于G/C的值
C.DNA复制不仅发生在细胞核中,也发生于线粒体,叶绿体中
D.DNA复制不仅需要氨基酸作为原料,还需要ATP供能
【答案】ABD
【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分子中含有四种脱氧核糖核苷酸,区别在于碱基的不同,A错误;
B、在双链DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A-T、C-G,故A/T的值等于G/C的值等于1,B错误;
C、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DNA分布,因此DNA复制不仅发生在细胞核中,也发生于线粒体、叶绿体中,C正确;
D、DNA复制的原料是脱氧核苷酸,D错误。
故选ABD。
30.(24-25高一下·江苏镇江·期中)下图为DNA结构和复制过程的模式图。相关叙述正确的是( )
A.脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架
B.若DNA一条链G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
C.图中字母a代表解旋酶,b代表DNA聚合酶
D.图中①~④中代表DNA单链5'端的是①和④
【答案】AC
【分析】根据题图分析可知,①②为DNA分子的两条脱氧核苷酸链,两条链反向平行。DNA进行复制时,解开双螺旋,然后在DNA聚合酶的作用下,分别合成两条子链。图中a为解旋酶,b为DNA聚合酶,③为合成的子链,④为一条模板链。
【详解】A、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,A正确;
B、若DNA一条链G+C占47%,该链中A+T占53%,另一条链与该链互补配对,则另一条链的A+T占53%,B错误;
C、根据分析可知,a代表解旋酶,b代表DNA聚合酶,C正确;
D、结合题图分析可知,①中磷酸连接在脱氧核糖的5号碳上代表5'端,②代表3'端;DNA合成子链时,从5'端到3'端延伸,因此③代表5'端;④链与合成的子链延伸方向相反,④代表3'端,故代表DNA单链5'端的是①③,D错误。
故选AC。
31.(24-25高一下·江苏连云港·期中)下图为某DNA分子片段,假设该DNA分子中有碱基5000对,A+T占碱基总数的56%,若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。相关叙述正确的是( )
A.复制时作用于③处的是DNA聚合酶
B.碱基可能的排列方式有45000种
C.子代中含15N的DNA分子占1/8
D.第2次复制需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸4400个
【答案】CD
【分析】根据题意和图示分析可知:DNA分子中有碱基5000对,A+T占碱基总数的56%,则G+C=44%,G=C=4400个。
【详解】A、复制时作用于③处的酶为解旋酶而不是DNA聚合酶,A错误;
B、由于碱基的数量是固定的,所以碱基可能的排列方式小于45000种,B错误;
C、DNA分子只有一条链含15N,其复制是半保留复制,所以连续复制3次后,子代中含15N的DNA分子占1/8,C正确;
D、DNA分子中有碱基5000对,A+T占碱基总数的56%,则G+C=44%,G=C=44%×5000×2÷2=2200个,复制第2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为:2200×(22-21)=4400个,D正确。
故选CD。
32.(24-25高一下·江苏扬州·期中)早期科学家对DNA复制方式的预测如图甲所示。科学家以大肠杆菌(30min复制一代)为材料,进行相关实验,可能出现的结果如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.该实验用到的实验技术是同位素标记技术,并可以追踪放射性判断DNA复制方式
B.若30min后离心现象如试管③所示,则可以排除DNA复制的方式是全保留复制
C.若60min后用解旋酶处理后再离心,同时出现①⑤两种条带,则一定不是分散复制
D.若60min后离心出现试管④的结果,则可以确定DNA复制的方式是半保留复制
【答案】BCD
【分析】15N和14N是氮元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同,含15N的DNA比含14N的DNA密度大,因此,利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。
【详解】A、该实验用的同位素是15N,没有放射性,A错误;
B、如果DNA的复制方式是全保留复制,大肠杆菌30min复制一代,则形成的子代DNA一半全是14N,一半全是15N,离心后一半在轻带,一半在重带,不可能出现试管③(全为中带)的显性,B正确;
C、60min后DNA复制了2次,如果是分散复制,则15N的母链被分散到子链中去,DNA分子解开螺旋离心后会在轻带和重带之间,不会同时出现①⑤两种条带,C正确;
D、60min后DNA复制了2次,如果是全保留复制,则应该只有重带和轻带,如果是分散复制,则离心后在轻带和中带之间,因此出现试管④的结果,则可以确定DNA复制的方式是半保留复制,D正确。
故选BCD。
33.(24-25高一下·江苏苏州·期中)研究发现,不同种生物的DNA复制有相同之处也有不同之处,图1是某真核生物的染色体DNA分子复制过程示意图,图2是某病毒的线性DNA分子复制过程示意图。下列叙述正确的有( )
A.复制过程均遵循碱基互补配对原则
B.均具有边解旋边复制、半保留复制的特点
C.图1是从多个复制起点开始同时进行复制
D.图2是从复制起点开始向两侧进行连续复制
【答案】AB
【分析】半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一条单链作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。表现的特征是边解旋变复制。
【详解】A、DNA复制的过程中,模板链上的碱基会与游离的脱氧核苷酸的碱基按照碱基互补配对原则(A - T、G - C)配对,形成新的子链,无论是真核生物染色体DNA(图1)还是病毒线性DNA(图2)的复制,都遵循碱基互补配对原则,A正确;
B、从图1和图2可以看出,在DNA复制过程中,边解旋双链DNA的氢键使双链解开,边进行新链的合成,并且每个新合成的DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,即都具有边解旋边复制、半保留复制的特点,B正确;
C、由图1可知,真核生物的DNA分子上有多个复制起点,但是不同复制起点处的解旋程度不同,这表明它们并不是同时进行复制的,C错误;
D、由图 2 可知,病毒的线性 DNA 分子从两端开始,相向进行复制。图中显示子链是连续合成的,D错误。
故选AB。
三、非选择题
34.(24-25高一下·江苏扬州·期中)人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。根据所学知识回答下列问题:
(1)格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种______,能将R型细菌转化成S型细菌。
(2)下图表示艾弗里实验的某组实验,根据实验结果可知,加入的物质X为______。在艾弗里的实验中,利用了______(填“加法”或“减法”)原理来控制自变量。
(3)赫尔希和蔡斯利用______技术完成了T2噬菌体侵染细菌实验,将噬菌体直接接种在含有32P的培养基中______(填“能”或“不能”)获得含32P标记的T2噬菌体,理由是______。
(4)科学家首先将大肠杆菌DNA分子的两条链均用15N标记,然后将其置于仅含14N的培养基中连续培养两代(Ⅰ和Ⅱ),将提取获得的DNA离心分层,离心结果如下图所示。根据Ⅰ 的结果,______(填“可以”或“不可以”)排除DNA进行全保留复制,原因是______。
【答案】(1)转化因子
(2) DNA酶 减法
(3) (放射性)同位素标记或同位素示踪 不能 噬菌体是病毒,不能独立生存,只能在宿主细胞中生存和繁殖
(4) 可以 若为全保留复制,Ⅰ的离心结果应该是1/2重带和1/2轻带
【分析】格里菲思以小鼠为实验材料,研究肺炎链球菌的致病情况,推断已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子。艾弗里的实验结论是DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料,利用放射性同位素标记技术,证明DNA才是噬菌体的遗传物质。
【详解】(1)格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,得出S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化成S型细菌。
(2)艾弗里实验中,加入 DNA 酶会分解 S 型细菌的 DNA,导致 R 型细菌不能转化,因此物质 X 是 DNA 酶;该实验通过去除某种物质(减法原理)来探究其作用。
(3)赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术(³²P 标记 DNA、³⁵S 标记蛋白质)研究噬菌体侵染细菌;噬菌体依赖活细胞生存,不能直接在培养基中培养,故无法直接获得 ³²P 标记的噬菌体。
(4)将大肠杆菌DNA分子的两条链均用15N标记,然后将其置于仅含14N的培养基中连续培养两代(Ⅰ和Ⅱ),将提取获得的DNA离心分层,若为半保留复制,则I代的DNA均为15N14N(中带),Ⅱ代会出现两个15N14N(中带)和两个14N14N(轻带);若为全保留复制,I代的DNA为15N15N(重带)和14N14N(轻带),Ⅱ代的DNA为一个15N15N(重带)和三个14N14N(轻带),根据Ⅰ代的离心结果全为中带,可以排除DNA进行全保留复制。
35.(24-25高一下·江苏南京·期中)关于DNA分子的复制方式主要有两种假说,如图1所示。科学家运用同位素标记、密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题:
(1)研究者将大肠杆菌在含有的培养液中培养一段时间,使大肠杆菌繁殖多代(大肠杆菌约20分钟繁殖一代)。培养液中的N可被大肠杆菌用于合成_______,进一步作为DNA复制的原料。
(2)从上述培养液中取部分菌液,提取大肠杆菌DNA(图2A)。经密度梯度离心后,测定溶液的紫外光吸收光谱(注:紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明该位置的DNA数量越多),结果如图3a所示,峰值出现在离心管的P处。此时大肠杆菌内DNA分子两条链被标记的情况是_______。
(3)将图2A中的大肠杆菌转移到含有的培养液中继续培养(图2B)。在培养到6、13、20分钟时,分别取样,提取大肠杆菌DNA,经密度梯度离心后,测定紫外光吸收光谱,结果如图3中b、c、d所示。
①若全保留复制这一假说成立,则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值个数、位置与点P的关系为_______。
A.峰值个数为1,峰值出现在P点的位置
B.峰值个数为1,峰值出现在Q点的位置
C.峰值个数为2,一个峰值出现在P点的位置,另一个峰值出现在Q点上方
D.峰值个数为2,一个峰值出现在P点的位置,另一个峰值出现在Q点的位置
②现有实验结果_______(选填“是”或“否”)支持半保留复制假说。
③根据半保留复制,40分钟时测定的DNA紫外吸收光谱预期有_______个峰值,峰值的位置_______。
④根据半保留复制,某DNA分子含有100个碱基对,将该DNA分子放在含有标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次,则每个子代DNA分子的相对分子质量比原来增加了_______。
⑤根据半保留复制,某若DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过6次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的_______。
⑥若DNA分子的两条链分别为m链和n链,m链中(A+G)/(T+C)=0.5,则n链中(A+G)/(T+C)=_______。
【答案】(1)四种脱氧核糖核苷酸
(2)两条链均被15N标记
(3) D 是 2/二 一个峰值出现在Q点,一个峰值在Q点的上方 100 1/2 2
【分析】DNA的复制是半保留复制,即以亲代DNA分子的每条链为模板,合成相应的子链,子链与对应的母链形成新的DNA分子,这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子,且每个子代DNA分子都含有一条母链。
【详解】(1)脱氧核糖核苷酸分子是DNA复制的原料,脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P,因此培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种脱氧核糖核苷酸,进一步作为DNA复制的原料。
(2)据图可知,图2A中是用15N标记大肠杆菌的DNA分子,经过一段时间培养后DNA的两条链均带上15N标记,经密度梯度离心后DNA分子会靠近试管的底部。
(3)①若DNA的复制方式为全保留复制,则20分钟后(DNA复制一代)会出现15N/15N-DNA和14N/14N-DNA两种数量相等的DNA分子,显示出的紫外光吸收光谱即为2个峰值,一个峰值15N/15N-DNA出现在P点的位置,另一个14N/14N-DNA峰值出现在Q点(15N/14N-DNA)上方,即D正确。
故选D。
②若为全保留复制,子一代有15N/15N-DNA和14N/14N-DNA两种数量相等的DNA分子,若为半保留复制,则子一代只有15N/14N-DNA一种DNA分子,现有实验结果表明,子一代DNA只有一种类型,且都比亲代DNA(15N/15N-DNA)轻,否定了全保留复制假说,且支持半保留复制假说。
③若DNA复制方式为半保留复制,则40分钟后(DNA复制2代)会出现15N/14N-DNA和14N/14N-DNA两种数量相等的DNA分子,预期显示出的紫外光吸收光谱即为2个峰值,分别在Q点和Q点的上方。
④DNA分子含有100个碱基对,将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核糖核苷酸培养液中复制一次,根据DNA 半保留复制,子代DNA分子中都有一条链是亲代链,一条链为新合成的子链,而子链中的脱氧核苷酸比亲代链中的脱氧核苷酸的分子量大1(每条链含有100个脱氧核苷酸),因此子代DNA分子的相对分子质量比原来增加100。
⑤DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则以该链为模板复制形成的所有子代都是异常的,而以另一条链为模板复制形成的子代都是正常的,即该DNA经过6次复制后,发生差错的DNA占1/2。
⑥DNA分子的两条链分别为m链和n链,依据碱基互补配对原则可知,m链中的碱基A、T、C、G的数目分别与n链中的碱基T、 A、G、C的数目相等,则n链中(A+G)/(T+C)等于m链中(T+C)/(A+G),因此,若m链中(A+G)/(T+C)=0.5,则链中 (A+G) / (T+C) =1/0.5=2。
36.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)早在1966年,日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说:DNA复制形成互补子链时,一条子链是连续形成,另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说,冈崎进行了如下实验:让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后,将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后,分离T4噬苗体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋,再进行密度梯度离心,以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近),并检测相应位置DNA单链片段的放射性,结果如图2。请分析回答:
(1)大肠杆菌DNA复制的主要场所是________(填“拟核”或“细胞核”),原料是4种________。DNA双螺旋结构的构建属于构建_________(填“物理”或“数学”或“概念”)模型。据图1分析,DNA分子的复制与解旋的关系是_________(填“边解旋边复制”或“先解旋后复制”)。
(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,最终子代菌体_______(填“全部有”或“部分有”或“无”)放射性分布。
(3)双链DNA复制时,子链延伸的方向为_______(填“5′→3′”或“3′→5′”),这一过程需要解旋酶催化,该酶不能为反应提供能量,但能________(填“提高”或“降低”)化学反应的活化能。研究表明,在DNA分子加热解链时,DNA分子中 _______(填“A+T”或“G+C”)的比例越高,需要解链温度越高。
(4)从图1中可以看出除了半不连续复制之外,DNA复制还有________(答对1点即可)的特点。
(5)图2中,与30秒结果相比,120秒结果中短链片段________(填“减少”或“增加”)。
(6)该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是:每个时间内细胞中均能检测到较多的_______(填“短链片段”或“长链片段”)。
【答案】(1) 拟核 脱氧核苷酸 物理 边解旋边复制
(2)全部有
(3) 5′→3′ 降低 G+C
(4)半保留复制;边解旋边复制
(5)减少
(6)短链片段
【分析】图1为DNA的半保留复制过程,显示复制方向、起点缺口等;图2自变量有时间、离试管口的距离,因变量是放射性的强度。
【详解】(1)大肠杆菌是原核生物,没有细胞核,其 DNA 复制主要在拟核区域进行。DNA 复制的原料是 4 种脱氧核苷酸,分别为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸 。DNA 双螺旋结构模型是通过实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,属于物理模型。从图 1 可以看到,复制叉处 DNA 在解旋的同时进行子链合成,所以 DNA 分子的复制与解旋的关系是边解旋边复制。
(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌培养基中,由于 DNA 复制是半保留复制,新合成的子链都会含有标记的脱氧核苷酸,随着复制的进行,最终子代菌体全部有放射性分布。
(3)由于DNA聚合酶只能与模板链的3’端结合,因此DNA子链的延伸方向是5’→3’。酶的作用机理是降低化学反应的活化能,从而加快反应速率,解旋酶也不例外。DNA分子中G+C的比例越高,氢键数越多,DNA结构越稳定,所以在DNA分子加热解链时,DNA分子中G+C的比例越高,需要解链温度越高。
(4)从图 1 可以看出,DNA 复制时新合成的每条 DNA 分子都含有一条母链和一条子链,体现了半保留复制的特点;也能体现边解旋边复制的特点 。
(5)图2中,与60秒结果相比,120秒时有些短链判断连接成长链片段,所以短链片段减少了。
(6)如果 DNA 半不连续复制假说成立,那么在每个时间内细胞中均能检测到较多的短链片段,因为会不断有新的短链片段合成,该实验结果为冈崎假说提供了有力证据。
37.(24-25高一下·江苏常州·期中)图1表示艾弗里的探究肺炎链球菌“转化因子”过程;图2表示赫尔希和蔡斯进行的遗传物质研究过程;图3是科学家探究DNA复制方式的实验过程。请回答下列问题:
(1)图1实验中涉及到自变量控制中的“_________”,即每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是转化因子,由此推测第5组的实验现象是_________。
(2)图2实验发现上清液中的放射性异常高,其原因可能是_________(写出1点即可)。若用15N标记该DNA,则DNA分子被标记的组成部分是_________。
(3)图3实验进行前,先用含有15NH4Cl的培养基培养大肠杆菌若干代,目的是_________。根据DNA复制的方式,该实验的结果是:子一代DNA位于离心管_________(从“轻带”“中带”“重带”中选填),子二代DNA位于离心管_________(从“轻带”“中带”“重带”中选填)。若将子二代的DNA分子用解旋酶处理后再离心,离心管中将出现的带型及比例是_________。
(4)现提供显微注射器、活鸡胚细胞、H9N6禽流感病毒的核酸提取液、DNA酶、RNA酶、生理盐水等材料用具,探究H9N6禽流感病毒的遗传物质类型。
实验步骤:
①取三支相同的试管a、b、c,分别加入等量的病毒核酸提取液,然后在a试管中加入适量的_______,在b、c两支试管中分别加入等量的相同浓度的DNA酶和RNA酶。
②取等量的活鸡胚细胞分成甲、乙、丙三组,用显微注射器把第1步处理过的a、b、c三支试管中的核酸提取液等量地分别注入甲、乙、丙三组的活鸡胚细胞中。
③把三组活鸡胚细胞放在相同且适宜环境中培养一段时间,然后分别检测三组细胞中是否有病毒产生。
预期结果和结论:
①若__________,则说明该病毒的遗传物质是RNA。
②若_________,则说明该病毒的遗传物质是DNA。
【答案】(1) 减法原理 培养基中只长R型菌
(2) 保温时间过长,子代噬菌体被释放出来(或保温时间过短,亲代噬菌体的DNA尚未注入大肠杆菌,离心后上清液中的放射性异常高) (含氮)碱基
(3) 使大肠杆菌的DNA几乎都带上15N标记 中带 轻带、中带 1/4的单链DNA来自模板链含有15N分布于重带,有3/4的单链DNA含14N分布于轻带
(4) 生理盐水 甲、乙两组有病毒产生,丙组没有 甲、丙两组有病毒产生,乙组没有
【分析】1、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。
2、DNA的复制方式为半保留复制。
【详解】(1)在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,该实验利用了“减法原理”;第5组DNA被水解后,培养基中只长R型菌,没有出现S型菌,说明DNA是“转化因子”,是遗传物质。
(2)图2中用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,结果发现上清液的放射性异常的高,其原因可能是保温时间过长,子代噬菌体释放;保温时间过短,亲代噬菌体的DNA尚末注入大肠杆菌,离心后会导致上清液中放射性异常高。
DNA分子的含氮碱基含有N,图乙实验中用15N标记DNA,则DNA分子被标记的基团是含氮碱基。
(3)用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌若干代,目的是使大肠杆菌的DNA几乎均被标记上15N。
根据DNA复制的方式,子一代DNA一条链含14N,一条链含有15N,故该实验的结果是:子一代DNA位于离心管中带;子二代中一半DNA一条链含14N,一条链含有15N,一半DNA全部含14N,则子二代DNA位于离心管轻带和中带。
若将子二代的DNA分子用解旋酶处理为单链DNA分子,1/4的单链DNA来自模板链含有15N分布于重带,有3/4的单链DNA含14N分布于轻带。
(4)①该实验利用减法原理探究H9N6禽流感病毒的遗传物质种类,该实验的自变量为核酸的种类,因变量为活鸡胚细胞中是否有病毒产生。实验遵循对照原则,根据b、c试管添加情况可知,a属于对照组,故在a试管中加入适量的生理盐水(对照组)。
②取等量的活鸡胚细胞分成甲、乙、丙三组,用显微注射器分别把第1步处理过的a、b、c三支试管中的核酸提取液等量注入甲、乙、丙三组的活鸡胚细胞中。
③把三组活鸡胚细胞放在相同且适宜环境中培养一段时间,然后分别抽样检测细胞中是否有病毒产生。
预期结果和结论:
若甲、乙两组有病毒产生,丙组没有病毒产生(丙组中的RNA被RNA酶水解了,则没病毒产生),则说明该病毒遗传物质是RNA;
若甲、丙两组有病毒产生,乙组没有病毒产生(乙组中的DNA被DNA酶水解了,则没病毒产生),则说明该病毒遗传物质是DNA。
38.(24-25高一下·江苏苏州·期中)在明确DNA是生物的主要遗传物质后,科学家致力于研究DNA分子的结构和功能。图1为真核生物的一段DNA的结构模式图。请回答下列问题:
(1)如图1所示,DNA分子的基本骨架由______交替连接构成,图1中⑥的全称是______。该DNA链的5'端是______(选填“A端”或“B端”),特定的______决定了该DNA分子的特异性。
(2)全保留复制、半保留复制和分散复制是DNA分子复制方式的三种主流假说,如图2所示。科学家利用大肠杆菌(每20分钟繁殖一代)进行一系列实验,操作过程及结果如图3所示,最终探明了DNA分子的复制方式为半保留复制。
①本实验采用的主要研究方法有______和______法。将大肠杆菌放在含15NH4Cl的培养液中生长若干代的目的是______。
②图3的结果能够否定“全保留复制”这一假说,理由是______。
③若要进一步确定另外两种假说哪种成立,可将大肠杆菌继续在含有14NH4Cl的培养液中培养到第______分钟,提取DNA并测定其吸收光谱。若为半保留复制,应出现______个峰值,峰值的位置是______。
【答案】(1) 脱氧核糖和磷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 A端 碱基排列顺序
(2) 同位素标记法 密度梯度离心 让大肠杆菌的DNA几乎都被15N标记 若为全保留复制,会出现重带和轻带,而图中只出现中带 40 2 轻带和中带
【分析】DNA的复制是半保留复制,即以亲代DNA分子的每条链为模板,合成相应的子链,子链与对应的母链形成新的DNA分子,这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子,且每个子代DNA分子都含有一条母链。
【详解】(1)DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的。在DNA的结构中,脱氧核糖和磷酸通过特定的化学键相连,形成了DNA的基本骨架,为DNA分子提供了稳定性;核苷酸是构成核酸的基本单位,由磷酸、五碳糖(在DNA中为脱氧核糖)和含氮碱基组成,图中⑥由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子胞嘧啶组成,其全称是胞嘧啶脱氧核苷酸;在DNA分子中,5'端是指脱氧核糖的5号碳原子上连接着磷酸基团的一端。观察图1,B端的脱氧核糖的5号碳原子连接着磷酸基团,所以该DNA链的5'端是B端;不同的DNA分子中,碱基的排列顺序千变万化,而特定的碱基排列顺序就蕴含了特定的遗传信息,使得每个DNA分子都具有独特的性质,因此DNA分子的特异性是由特定的碱基排列顺序决定的;
(2)①用15N标记大肠杆菌的DNA,这是同位素标记法;通过密度梯度离心来区分不同密度的DNA分子,因此本实验采用的主要研究方法有同位素标记法和密度梯度离心法;将大肠杆菌放在含15NH4Cl的培养液中生长若干代的目的是让大肠杆菌的DNA都被15N标记,这样后续在含14N的培养液中复制时,就能通过对比来研究DNA的复制方式;
②若为全保留复制,亲代DNA双链均被15N标记,在含14N的培养液中复制一代后,会产生两种DNA分子,一种是两条链都为15N的DNA(重带),另一种是两条链都为14N的DNA(轻带)。但从图3结果看,没有出现重带和轻带这两种单独的条带,而是出现了一条中带(DNA分子一条链含15N,一条链含14N),所以图3的结果能够否定“全保留复制”这一假说;
③若要进一步确定另外两种假说哪种成立,可将大肠杆菌继续在含有14NH4Cl的培养液中培养到40分钟(此时为第二代,因为每20分钟繁殖一代)。若为半保留复制,第一代产生的DNA分子一条链含15N,一条链含14N,第二代进行复制后,会产生两种DNA分子,一种是一条链含15N,一条链含14N(中带),另一种是两条链都为14N(轻带),所以应出现2个峰值,峰值的位置是轻带和中带。
39.(24-25高一下·江苏苏州·期中)在探索遗传物质化学本质的历程中,“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”发挥了非常重要的作用。请回答下列问题:
(1)作为遗传物质必须具备一定的特点,如下列选项中的______
A.能自我复制,保持前后代之间的连续性
B.储存大量遗传信息,能控制生物的性状和代谢
C.基本组成单位一致,但又能形成多样化的空间结构
D.特殊情况下能发生变异,且变异后仍能复制并遗传给后代
(2)1928年,格里菲思利用小鼠进行的肺炎链球菌转化实验对整个探索历程起到了关键作用,具体过程及结果如下表所示。
组别
对小鼠进行的实验处理
实验结果
1
注射R型活细菌
小鼠不死亡
2
注射S型活细菌
小鼠死亡
3
注射加热杀死的S型细菌
小鼠不死亡
4
注射R型活细菌与加热杀死的S型细菌的混合物
小鼠死亡
第2组和第3组对照,说明______。进一步从小鼠体内分离细菌,能同时分离出R型细菌和S型细菌的是第______组。格里菲思根据实验结果给出的推断是______。
(3)艾弗里及其同事基于格里菲思的实验,设计并开展了如下图所示的研究,最终证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
本实验中,艾弗里采用______原理控制实验的自变量,5组培养基上能形成表面光滑的菌落的组别是______。第5组实验的结果说明______。
(4)1952年,赫尔希和蔡斯完成了更具有说服力的噬菌体侵染细菌的实验,以下是某同学总结的该实验的操作步骤:
①用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌;
②用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,使噬菌体被标记;
③把上述被标记的噬菌体分别与未被标记的大肠杆菌混合;
④短时间保温后进行离心;
⑤分别检测上清液和沉淀物中的放射性。
上述步骤存在两个错误,请纠正。第一处:______;第二处:______。在其他操作都合理的情况下,保温时间过短或过长均会影响______(选填“32P标记组”或“35S标记组”)的放射性检查结果。
(5)以细菌或病毒作为探索遗传物质化学本质的实验材料,是研究得以成功的原因之一,请说出这一类生物的优点:______。
【答案】(1)ABD
(2) 只有S型活菌才能使小鼠死亡 4 加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”
(3) 减法 1、2 、3 、4 DNA是转化因子,即DNA是遗传物质
(4) 步骤①中应该是在分别用含有35S和32P的培养基培养大肠杆菌 步骤④中应该保温适当时间 32P标记组
(5)结构简单、易于繁殖
【分析】1、R型和S型肺炎双球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑).由肺炎双球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。
2、赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中,利用了同位素标记法,用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。
【详解】(1)作为遗传物质至少具备以下个特点:具有储存大量遗传信息的潜在能力;能够准确地自我复制,使得前后代具有一定的连续性;能够指导蛋白质的合成,从而控制生物体的性状和新陈代谢过程;结构比较稳定,但又能发生突变而且突变以后还能继续复制,并能遗传给后代。
故选ABD。
(2)第2组和第3组的自变量是S型菌是否杀死,结果2组小鼠死亡,3组小鼠不死亡,说明只有S型活菌才能使小鼠死亡;4组注射R型活细菌与加热杀死的S型细菌的混合物,有部分R型活菌被转化为S型菌,故可以同时分离出R型细菌和S型细菌;格里菲思根据实验结果给出的推断是:加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”,能够使R型菌转化为S型菌。
(3)本实验中,艾弗里通过加入对应的酶去除某种物质,采用的是减法原理;5组加入DNA酶,将DNA分解,不能完成转化过程,其余组别的DNA完整,能够完成转化,故5组培养基上能形成表面光滑的菌落(S型)的组别是1、2 、3 、4;第5组实验的结果说明DNA是转化因子,即DNA是遗传物质。
(4)同时含35S和32P的培养基去培养大肠杆菌,会使子代T2噬菌体中的DNA和蛋白质同时有标记,不能区分两种物质,因此步骤①中应该是在分别含有含35S和32P的培养基培养大肠杆菌。搅拌前应该先进行短时间的保温,让亲代噬菌体充分感染大肠杆菌,但大肠杆菌并未破裂释放子代噬菌体,故步骤④中应该保温适当时间,而非短时间;32P标记组保温时间过长(子代噬菌体从大肠杆菌中释放出来,离心后分布在上清液中)或过短(部分亲代噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌,离心后分布在上清液中)对实验结果影响相同,都会使上清液中的放射性偏高,而35S标记组由于标记的是蛋白质,通常不会因为保温时间影响实验结果。
(5)以细菌或病毒作为探索遗传物质化学本质的实验材料,是研究得以成功的原因之一,其优点有遗传物质简单、易于繁殖等。
40.(24-25高一下·江苏无锡·期中)下图甲是某动物DNA片段结构示意图,图乙是DNA复制过程。请回答下列问题。
(1)DNA的基本骨架由________和________交替连接构成,④为________;若该双链DNA分子的一条链中(A+T)/(C+G)=a,则其互补链中该比值为________。
(2)DNA复制时,催化图甲中⑩形成的酶是________,图乙中所示的酶作用于图甲中的________(填序号);若一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的比例为________。
(3)已知该DNA分子含有48502个碱基对,复制时子链延伸的速度为105个碱基对/min,据此计算该DNA复制约需30s,而实际时间远远小于30s,据图乙分析其原因是________。
(4)将该动物细胞一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后,置于不含32P的培养基中培养,若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程,则含有32P的子细胞数为________;若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程,则含有32P的子细胞数为________。
【答案】(1) 脱氧核糖 磷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 a
(2) DNA聚合酶 ⑨ 1/2
(3)DNA分子上有多个复制起点,可同时进行复制
(4) 4 2或3或4
【分析】在图甲中,①为磷酸,②为脱氧核糖,③为胞嘧啶,④为胞嘧啶脱氧核苷酸,⑤为腺嘌呤,⑥为鸟嘌呤,⑦为胸腺嘧啶,⑧为胞嘧啶,⑨为氢键,⑩为磷酸二酯键。图乙表示DNA分子复制过程,有多个复制起点,酶能将双链DNA打开,推测为解旋酶。
【详解】(1)DNA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。①、②、③分别表示磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶,因此由①、②、③构成的④是胞嘧啶脱氧核苷酸。在DNA分子中,两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对遵循碱基互补配对原则,即A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对、G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对,据此可推知:若该双链DNA分子的一条链中(A+T)/(C+G)=a,则其互补链中该比值也为a。
(2)图甲中⑩是磷酸二酯键,由DNA聚合酶催化形成。图乙中的酶能将双链DNA打开,是解旋酶,作用于图甲中的⑨所示的氢键。若一条链上的G变成了A,则依据半保留复制可知,解旋之后的一条单链出现差错,以这条出现差错的单链为模板合成的DNA全部出错,以另一条单链复制合成的DNA全部正常,所以该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的比例为1/2。
(3)图乙DNA分子上有多个复制起点,可同时进行复制,缩短了复制时间。
(4)将该动物细胞一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后,置于不含32P的培养基中培养。依据DNA分子的半保留复制和减数分裂过程可推知:在减数分裂前的间期DNA完成复制后,该对同源染色体中的每一条染色体都由2条染色单体组成,每条染色单体上含有的1个DNA分子都是1条链含有32P、另一条链不含32P,该细胞完成一次完整的减数分裂所产生的4个子细胞均含有32P。若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程,依据DNA分子的半保留复制和有丝分裂过程可推知,第一次有丝分裂结束后所形成的2个子细胞中,该对同源染色体中的每一条染色体都含有1个DNA分子,且该DNA分子都是1条链含有32P、另一条链不含32P;该子细胞在细胞分裂前的间期完成DNA复制后,该对同源染色体中的每条染色体含有的2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上,其中一条染色单体上的DNA分子的一条链含有32P、另一条链不含32P,另一条染色单体上的DNA分子的两条链均不含32P;当细胞分裂进行到第二次有丝分裂后期时,每条染色体着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,分别移向细胞两极,由于子染色体移向细胞两极具有随机性,因此完成两次连续的有丝分裂后,含有32P的子细胞数为2或3或4。
41.(24-25高一下·江苏连云港·期中)真核细胞内染色体外环状DNA(eccDNA)是游离于染色体基因组外的DNA,DNA的损伤可能会导致eccDNA的形成。下图中途径1、2分别表示真核细胞中DNA复制的两种情况,泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。a、b、a'和b'表示子链的两端,①~④表示生理过程。请据图回答问题:
(1)途径1中酶1为______,途径2中过程④需要的酶与酶2______(填“是”或“否”)相同。
(2)途径2中a、b、a'和b'中为5'端的是______。过程⑤体现DNA复制方式为______。
(3)观察途径1中过程①可知在DNA链上的______处可形成不同的复制泡,根据其大小,可推测不同区域的复制是不同步的,复制泡______(填“A”或“B”)开始的时间更早。每个复制泡内,进行______(填“单向”或“双向”)复制,极大地提升了复制速率。
(4)eccDNA可携带致癌基因并促进其扩增,在多种癌症类型中起着重要的作用。因此,可用______作为癌症诊断的特异性标志物。
【答案】(1) 解旋酶 否
(2) a 和 a' 半保留复制
(3) 不同 DNA 复制起点 B 双向
(4)eccDNA
【分析】题图分析:①表示正常DNA复制,③表示受损伤的DNA复制。其中,a、b、a'和b'表示子链的两端,酶1表示解旋酶,酶2表示DNA聚合酶。
【详解】(1)途径 1 中,酶 1 作用于 DNA 的两条链,使双链解开,这种酶是解旋酶。 途径 2 中过程④是将 DNA 片段连接起来,需要 DNA 连接酶;酶 2 是催化脱氧核苷酸聚合形成子链的 DNA 聚合酶,所以过程④需要的酶与酶 2 不相同。
(2)DNA 复制时,子链延伸方向是从 5' 端到 3' 端,由图中箭头方向(子链延伸方向)可知,a 和 a' 为 5' 端。 过程⑤中,新合成的 DNA 分子中一条链是母链,一条链是新合成的子链,体现了 DNA 复制方式为半保留复制。
(3)观察途径 1 中过程①可知,在 DNA 链上的不同 DNA 复制起点处可形成不同的复制泡。复制泡越大,说明复制开始的时间越早,A 泡小于 B 泡,所以复制泡 B 开始的时间更早。 从图中可以看出,每个复制泡内,DNA 向两侧同时进行复制,即进行双向复制,极大地提升了复制速率。
(4)因为 eccDNA 可携带致癌基因并促进其扩增,在多种癌症类型中起着重要作用,所以可用 eccDNA 作为癌症诊断的特异性标志物。
42.(24-25高一下·江苏盐城·期中)研究者将 1 个含 14N/14N—DNA 的大肠杆菌转移到以 15NH4Cl 为唯一氮源的培养液中,培养 24h 后,提取子代大肠杆菌的 DNA,将 DNA 双链解开再进行密度梯度离心,试管中出现两种条带,如图 1 所示。DNA 复制时两条子链的延伸方向相反,其中一条子链称为前导链,该链连续延伸;另一条称为后随链,该链逐段延伸,这些片段称为冈崎片段,如图 2 所示。
(1)根据图 1 所示信息,可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为________h。
(2)图 2 中 DNA 复制的方式是________,需要________(写 2 种)等酶,前导链合成与复制叉延伸的方向________(填“相同”或“相反”)。
(3)该 DNA 分子有 1000 个碱基对,其中有 400 个 C-G 对,某一条链(a 链)上有 500 个 A,下列说法正确的有( )
A.a 链上有 100 个 T, 其互补链上有 500 个 T
B.a 链上最多有 400 个 G,在这种情况下其互补链上没有 G
C.这个 DNA 分子的碱基对中一共有 2000 个氢键
D.以这个 DNA 分子为模板进行 3 轮复制,至少需要消耗 4200 个 A
(4)若图 2 中亲代 DNA 分子在复制时,一条链上的 G 变成了 A,则该 DNA 分子经过 n 次复制后,发生差错的 DNA 分子占 DNA 分子总数的________。
(5)图 2 为不同生物或生物不同器官(细胞核)的 DNA 分子中(A+T)/(G+C)的比值情况,据图回答问题:
①上述三种生物中的 DNA 分子,热稳定性最强的是________(填名称)。
②假设小麦 DNA 分子中(A+T)/(G+C)=1.2,那么(A+G)/(T+C)=________。
【答案】(1)8/八
(2) 半保留复制 解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶等 相同
(3)ABD
(4)1/2/0.5/50%
(5) 小麦 1
【分析】DNA半保留复制过程是分别以解旋后的两条链为模板,以细胞中游离的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,子链的延伸方向是从5'→3',分为前导链和后随链,前导链的合成是连续的,后随链的合成是不连续的。
【详解】(1) 据题图信息可知,1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中,培养24h后,提取子代大肠杆菌的DNA,将DNA双链解开再进行密度梯度离心,得到条带1(14N的DNA单链):条带2(15N的DNA单链)=1:7,而母链14N链只有两条,可知,DNA单链共有16条,8个DNA分子,说明DNA分子共复制了3次,大肠杆菌的细胞周期为24÷3=8h。
(2)从图2中每条子链与相应的母链结合形成子代DNA,可知DNA复制的方式是半保留复制,DNA复制过程中,需要解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等酶。子链的延伸方向是从5´→3´,分为前导链和后随链,前导链的合成是连续的,合成与复制叉延伸的方向相同。
(3)A、a链上有1000-400-500=100个T,由A与T配对可知,互补链上有500个T,A正确;
B、因为C-G对有400个,所以C=G=400个,若a链上最多有400个G,此时其互补链上就没有G,B正确;
C、C-G对之间有3个氢键,A-T对之间有2个氢键,C-G对有400个,A-T对有600个,所以氢键总数为3×400+2×600=2400,C错误;
D、以这个DNA分子为模板进行3轮复制,共形成个23=8个DNA分子,其中需要消耗的A数量等于新合成的DNA分子中A的数量。原来DNA分子中有600个A,新合成个DNA分子,需要的A数量为600×7=4200个,D正确。
故选ABD。
(4)DNA的复制方式为半保留复制,以解开的2条DNA单链为模板合成子代DNA分子。分析题意可知,亲代 DNA 分子在复制时,一条链上的 G 变成了 A,该 DNA 分子在复制时,始终有一条单链是发生了替换的,经过 n 次复制后,发生差错的 DNA 分子占 DNA 分子总数的1/2。
(5)①DNA双链遵循碱基互补配对原则,碱基之间通过氢键连接形成碱基对,A-T之间2个氢键,C-G之间3个氢键,氢键数量越多,热稳定性越强。据图3可知,小麦的DNA 分子中(A+T)/(G+C)的比值最低,说明小麦DNA分子中C-G对越多,热稳定性最强。
②由于在双链DNA分子中,所有的嘌呤总和等于所有的嘧啶总和,那么(A+G)/(T+C)=1。
43.(24-25高一下·江苏泰州·期中)图甲示意某大肠杆菌的质粒(环状DNA),共有5×103个碱基对,其中A占全部碱基的30%,其部分结构如图乙所示。请回答下列问题:
(1)该质粒含有___________个游离的磷酸基团,图乙中②表示___________。
(2)质粒的基本骨架由___________组成,其中___________(填“A﹣T”或“C﹣G”)碱基对的比例越高结构越稳定。
(3)质粒DNA分子呈环状,常采用滚环式进行复制(图丙所示)。
①复制过程需要___________和___________的催化,图示子链从___________端开始向后延伸。
②若质粒DNA分子在复制时,一条链上的1个G变成了A,则该DNA连续复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸___________个,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的___________。
【答案】(1) 0/零 脱氧核糖
(2) 磷酸和脱氧核糖交替排列 C﹣G
(3) 解旋酶 DNA聚合酶 3' 5998 1/2/50%
【分析】1、DNA的空间结构:是一个独特的双螺旋结构.(1)是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成;(2)是外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基对(A-T;C-G)通过氢键连接。在DNA复制时,碱基对中的氢键断裂。
2、DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类数量和排列顺序。特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
【详解】(1)该质粒是环状DNA,无游离的磷酸基团,图乙是DNA片段,其单体是脱氧核糖核苷酸,其中②表示脱氧核糖。
(2)DNA外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基对(A-T;C-G)通过氢键连接,A-T之间是两个氢键,C-G之间是三个氢键,C﹣G碱基对的比例越高结构越稳定。
(3)①DNA复制时需要解旋酶解旋,需要DNA聚合酶催化子链的延伸,延伸方向为5‘端→3’端。
②由题意可知,该DNA共有5×103个碱基对,其中A占全部碱基的30%,则胞嘧啶占全部碱基的20%,若质粒DNA分子在复制时,一条链上的1个G变成了A,则该DNA连续复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸2×5×103×20%×3-2=5998个,复制2次后得到4个DNA分子,发生差错的DNA分子为2个,占DNA分子总数的1/2。
44.(24-25高一下·江苏扬州·期中)细胞内DNA复制时,子链的合成与延伸需要RNA引物引导,引物的3'羟基端作为新合成子链的起始。图1为某链状DNA分子的部分片段;图2为真核细胞DNA复制过程及结束阶段示意图,每条链5′→3′的方向由箭头指示,粗线代表母链(a链和b链),细线代表新生链(滞后链和前导链)。
(1)DNA分子的基本骨架是由磷酸和___________(填名称)交替连接形成的。图1中的DNA分子含有___________个游离的磷酸基团。④为DNA分子的一个完整单体,其名称为___________。对于相同长度的DNA分子,⑤的含量越高,DNA分子的热稳定性越___________(选填“高”、“低”)。
(2)若图1中DNA分子共有500个碱基对,其中含⑥200个,则该段DNA复制3次,共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸___________个。若亲代DNA分子在复制时,一条链上的A变成了C,则该DNA经过n次复制后,发生差错的DNA分子数占___________。
(3)DNA复制过程中,子链的延伸需要DNA聚合酶催化形成___________键。据图2分析,滞后链和前导链的延伸方向都是___________,滞后链的延伸方向与解旋酶的移动方向___________(选填“相同”、“相反”),其合成需要___________(选填“1个”、“多个”)RNA引物。
(4)DNA复制结束后,需去除RNA引物并填补相应缺口。由于图2中编号___________(选填①、②、③)处的引物去除后,缺口无法填补,造成DNA缩短,这一机制与细胞的衰老和凋亡有关。
【答案】(1) 脱氧核糖 2/两#二 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 高
(2) 2100 1/2
(3) 磷酸二酯键 5’→3’ 相反 多个
(4)③
【分析】图1中①-⑥依次表示T、脱氧核糖、磷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸、C-G碱基对、G。DNA分子的复制方式是半保留复制。DNA分子链的延伸方向是从5'→3′。
【详解】(1)磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架。DNA分子的一端有一个游离的磷酸基团,图1中的DNA分子由2条单链构成,含有2个游离的磷酸基团。由碱基互补配对原则可知,图1中④对应的碱基为T胸腺嘧啶,则④为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。⑤为C,C-G碱基对含三个氢键,而A-T碱基对含两个氢键,所以,⑤的含量越高,需要的解旋温度也会越高。
(2)若图1中DNA分子共有500个碱基对,含⑥G=200个,则该DNA分子中含有A(腺嘌呤)300个,该段DNA复制3次,共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸300×(23-1)=2100个。由于DNA的复制方式为半保留复制,亲代DNA分子的一条链发生突变(A→C),另一条链正常。因此,复制后产生的两个子代DNA分子中,一个含有突变,另一个正常。每次复制后,含有突变的DNA分子数占总DNA分子数的一半。因此,经过n次复制后,发生差错的DNA分子数占 1/2。
(3)DNA聚合酶催化形成磷酸二酯键。由图2可知,DNA分子复制的方向是5'→3'端。图2中,滞后链延伸的方向是向左的,DNA解旋酶的移动方向是向右的,二者方向相反;据图可知,滞后链的合成需要多个RNA引物参与。
(4)由于新生链延伸只能沿5'→3'方向进行, DNA复制结束阶段,需去除引物并填补相应缺口,图2中③处的引物需要去除,去除该引物后不能继续填补缺口,造成DNA缩短。
45.(24-25高一下·江苏南京·期中)下图1为DNA分子部分片段的结构模式图,图2表示真核细胞中DNA复制的过程,①②表示生理过程。请据图回答:
(1)图1中DNA分子的基本骨架是由_____(填序号)交替排列构成,化学键⑩的名称为_____(填名称)。若一条DNA单链的碱基序列是5'-CAGTGG-3',则另一条单链的序列是5-'_____3'。
(2)DNA中碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的_____性。
(3)某同学制作图中含四对脱氧核苷酸的DNA片段结构模型,仅用订书钉将五碳糖、磷酸、碱基连为一体(每个氢键需要一个订书钉连接),则使用的订书钉个数至少为_____个。
(4)图2中酶1为_____。观察复制过程可推测DNA复制采用了_____等方式,极大地提升了复制速率。
(5)若此DNA分子中胸腺嘧啶占24%,则该分子一条链上胞嘧啶含量的最大值可占此链碱基总数的_____%,若又知其中一条链的鸟嘌呤占该链碱基总数的32%,则它的互补链中鸟嘌呤占互补链碱基总数的_____%。
(6)若此DNA长度为500个碱基对,含鸟嘌呤300个,则该DNA分子中氢键总数为_____个,该DNA第3次复制,共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸为_____。
【答案】(1) ①和② 磷酸二酯键 -CCACTG-
(2)多样
(3)32
(4) 解旋酶 多起点复制、双向复制
(5) 52 20
(6) 1300 800
【分析】DNA分子结构的主要特点:①DNA分子是由两条链组成,这两条链按反向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,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,即A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对、G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。
【详解】(1)通常DNA是由2条脱氧核苷酸链构成,这2条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构;其外侧由磷酸和脱氧核糖交替排列,构成DNA分子的基本骨架。化学键⑩的名称为磷酸二酯键,连接两个脱氧核苷酸。图中一条DNA单链的序列是5'-CAGTGG-3',依据碱基互补配对原则可推知:另一条单链的序列是5'-CCACTG-3'。
(2)不同的DNA碱基对的排列顺序不同,构成了DNA分子的多样性。
(3)构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉;构建一个如图所示的含4对碱基的DNA双链片段,先要构建8个基本单位,需要16个订书钉;将2个基本单位连在一起,需要1个订书钉,连接4对碱基组成的DNA双链片段,需将8个基本单位连成2条,需要6个订书钉;依据碱基互补配对原则,碱基A有2个,则T也有2个,C和G各有2个,碱基对A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,碱基对之间的氢键需要2×2+2×3=10个订书钉。综上所述,共需要16+6+10=32个订书钉。
(4)酶1为解旋酶,破坏氢键,打开双螺旋;结合图2可知,DNA复制采用了多起点复制、双向复制等方式,极大地提升了复制速率。
(5)若此DNA分子中胸腺嘧啶占24%,A=T=24%,G=C=1/2(1-2×24%)=26%,若胞嘧啶全在一条链上,占比达最大,可达52%;DNA中G占26%,一条链的鸟嘌呤占该链碱基总数的32%,则它的互补链中鸟嘌呤占互补链碱基总数的26%×2-32%=20%。
(6)A、T之间2个氢键,G、C之间3个氢键,若此DNA长度为500个碱基对,含鸟嘌呤300个,C=G=300,A=T=200,则该DNA分子中氢键总数为300×3+200×2=1300;该DNA第3次复制,一共得到8个DNA,除去开始提供的一个DNA模板,相当于合成了7个DNA,共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸为7×200=1400。
46.(24-25高一下·江苏常州·期中)图一中DNA分子有a和d两条链,I和II均是DNA分子复制过程中所需要的酶,图二是图一中某一片段的放大示意图。请分析回答下列问题:
(1)从图一可看出DNA复制的特点是______________________,Ⅰ是 ______________酶,Ⅱ是_____________酶。DNA复制过程中新形成的子链延伸方向是_________。
(2)图二中,DNA分子的基本骨架由_________(填序号)交替连接而成,④的名称是_____________。
(3)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子某一条单链中A+T占______%。
(4)某DNA含有100个碱基对,其中A有40个。将其放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次,则每个子代DNA,分子的相对分子质量比亲代DNA分子增加了____________。第五次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 _______个。
(5)为证明DNA复制的方式,科学家利用大肠杆菌进行了相关实验:将大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养若干代,再将其转移到14NH4Cl培养液中培养,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA带的位置。下图表示几种可能的离心结果,则:
① 大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代。如果DNA为全保留复制,则DNA带的分布应该如图中试管________所示:如果为半保留复制,则DNA带的分布应如图中试管 _________所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带,证明DNA是半保留复制,则大肠杆菌增殖3代后,含14N的DNA分子占______________ %。
【答案】(1) 边解旋边复制(半保留复制) 解旋 DNA聚合 5'→3'
(2) ②③ 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(3)60
(4) 100 960
(5) C B 100
【分析】DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。
【详解】(1)结合图一可知,DNA复制为半保留复制、且边解旋边复制。Ⅰ是解旋酶,破坏氢键,Ⅱ是DNA聚合酶,催化子链的合成。DNA聚合酶与模板链的3'段结合,因此子链的合成方向是5'→3'。
(2)DNA分子的基本骨架由②脱氧核糖、③磷酸交替连接而成。④是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,由胸腺嘧啶、脱氧核糖、磷酸组成。
(3)DNA中两条链中A与T配对,一条链中A+T与另一条链中A+T相等,因此若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子某一条单链中A+T占60%。
(4)若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对,则含有200个磷酸,形成的子代DNA分子也含有200个磷酸,因此将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次,则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加100×32+100×31-200×31=100。某DNA含有100个碱基对,其中A=40个,则T=40个,G=C=60,其在第五次复制时需要合成25-24=16个DNA,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为60×16=960个。
(5)①若为全保留复制,保留原DNA,合成新DNA,所示条带为15N-15N(重带)、14N-14N(轻带),如试管C所示。若为半保留复制,产生的DNA均为15N-14N(中带),如试管B所示。②由于DNA进行半保留复制,则在14N中进行复制,不管复制多少代,所有DNA都含有14N,因此含14N的DNA分子占100%。
47.(24-25高一下·江苏南京·期中)下图甲是DNA分子平面结构示意图,图乙表示DNA分子复制的过程。请据图回答下列问题:
(1)填出图甲中部分结构的名称:①________、③________、⑤________。
(2)DNA分子的基本骨架是________,一条链中相邻碱基通过____________________连接。
(3)通常一个DNA分子经复制能形成两个完全相同的DNA分子,这是因为DNA独特的________,为复制提供了精确的模板,通过________原则,保证了复制能够准确地进行。
(4)某DNA分子含有48502个碱基对.而子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA分子完成复制约需要30s,而实际只需要16s,根据图乙分析,这是因为DNA的复制存在__________________的特点;在此过程中,延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制特点是_________________。
(5)若某DNA分子的一条链上,腺嘌呤占比是胞嘧啶占比的1.4倍,二者在该链的数量之和占整个DNA分子碱基总数的24%,则该DNA分子另一条链上的胸腺嘧啶占该DNA分子碱基总数的_____________。
(6)将亲代DNA用15N标记,放在含有14N的培养基上培养,复制四次后含14N的DNA分子占DNA分子总数的________,若该DNA分子共有300个碱基对,其中胞嘧啶为260个,则第四次复制时,消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为________个。
【答案】(1) 碱基对 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
(2) 磷酸和脱氧核糖交替连接 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖
(3) 双螺旋结构 碱基互补配对
(4) 多起点复制和双向复制 边解旋边复制
(5)14%
(6) 100% 320
【分析】1、DNA的空间结构:是一个独特的双螺旋结构。(1)是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成;(2)其外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基对(A-T;C-G)通过氢键连接。在DNA复制时,碱基对中的氢键断裂。
2、DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的数量和排列顺序。特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
【详解】(1)分析题图可知,图甲中①是C-G碱基对,②是一条脱氧核苷酸链片段,③是脱氧核糖,根据碱基A可知⑤是腺嘌呤脱氧核苷酸(腺嘌呤脱氧核糖核苷酸)。
(2)DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基对,一条链中相邻碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接。
(3)通常一个DNA分子经复制能形成两个完全相同的DNA分子,这是因为DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
(4)某DNA分子含有48502个碱基对,而子链延伸的速度为10⁵个碱基对/min,则此DNA分子完成复制约需要30s,而实际只需要16s,根据图乙分析,这是因为多起点复制和双向复制,导致完成DNA复制需要的时间缩短;在此过程中,延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制特点是边解旋边复制。
(5)由题意,设该DNA单链含有100个碱基,若此DNA分子的一条链上,腺嘌呤(A)占比是胞嘧啶(C)占比的1.4倍,即A=1.4C,二者(A+C)在该链的数量之和占整个DNA分子碱基总数的24%(占该链48%),A+C=48,1.4C+C=48,C=20,A=28,根据碱基互补配对原则,该DNA链中的A与另一条DNA链中的T相等,T=28个,故则另一条链上的胸腺嘧啶占该DNA分子碱基总数的比例为28÷2÷100×100%=14%。
(6)将亲代DNA用15N标记,放在含有14N的培养基上培养,由于DNA的半保留复制,故复制四次后所有DNA分子都含有14N,即含有14N的DNA分子占DNA分子总数的100%,若该DNA分子共有300个碱基对,其中胞嘧啶为260个,则含有腺嘌呤40个,故第四次复制时,消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为24-1×40=320个。
48.(24-25高一下·江苏盐城·期中)DNA可以像指纹一样用来识别身份,在刑侦、医疗等方面用来鉴定个人身份、亲子关系。回答下列问题:
(1)DNA指纹技术能用来确认不同人的身份,是因为______,这种特性是由______决定的。
(2)图1表示某亲子鉴定的结果,其中A、B之一为孩子的生物学父亲。请分析,孩子的生物学父亲是______(填字母)。
(3)图2、3为精原细胞核中DNA发生的相关生理过程。
①DNA能准确复制的原因是:DNA独特的______结构,为复制提供了精确的______,通过______,保证了复制能准确进行。
②图2中的酶1是______,酶2是______,完成复制后,甲、乙在______(填细胞分裂时期)分开。
③DNA复制的意义是:DNA通过复制,______。
④哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2m之长,预测复制完成至少需要8h,而实际上只需约6h。根据图3分析,最可能的原因是______。
【答案】(1) DNA具有特异性 碱基特定的排列顺序
(2)B
(3) 双螺旋 模板 碱基互补配对原则 解旋酶 DNA聚合酶 有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期 将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性 DNA复制是多个起点双向复制
【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)DNA具有特异性,这种特性是由碱基特定的排列顺序决定的,每个人的DNA不一样,所以DNA指纹技术能用来确认不同人的身份。
(2)据图1分析,孩子的两条条带,其中上面一条来自于母亲,下面一条与B相同,因此其生物学父亲是B。
(3)①DNA复制是以亲代DNA分子的两条链作为模板合成子代DNA的过程,由于DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,碱基之间遵循碱基互补配对原则(A与T配对,C与G配对),保证了复制能够准确地进行。
②图2中的酶1是解旋酶,使DNA双链打开;酶2是DNA聚合酶,能够催化DNA单链中磷酸二酯键的形成;DAN复制发生在分裂间期,复制完成的2个DNA在1条染色体的两条姐妹染色单体上,在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期时这2个DNA分开。
③DNA复制的意义是:DNA通过复制,将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。
④分析图3的方式可知,图中有3个复制起点,即真核细胞中DNA复制是多个起点、双向复制,故能缩短DNA复制的时间。
49.(24-25高一下·江苏泰州·期中)研究者将1个含14N/14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中, 培养24h后,提取子代大肠杆菌的DNA,将DNA双链解开再进行密度梯度离心,试管中出现两种条带,如图1所示。DNA 复制时两条子链的延伸方向相反,其中一条子链称为前导链,该链连续延伸;另一条称为后随链,该链逐段延伸,这些片段称为冈崎片段,如图2所示。
(1)根据图1所示信息,可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为____________h。
(2)图2DNA子链的合成过程中,除需要解旋酶之外,还需要_____________________(至$
专题05 基因的本质
地 城
考点01
DNA是主要的遗传物质
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
D
A
C
A
B
A
B
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
D
B
B
B
B
C
D
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
A
C
B
C
C
B
AD
BD
ABD
ABD
题号
31
32
33
34
答案
BCD
ACD
ABC
CD
35.(1)A
(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
(3) 32P 噬菌体DNA A
(4) 不能 蛋白质和DNA中都含有N;15N为稳定同位素,没有放射性 DNA是遗传物质
36.(1) 肺炎链球菌没有以核膜为界限的细胞核 不能 减法 部分肺炎链球菌未转化
(2)ABCD
(3) 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 较低 DNA 对照组 细菌没有裂解,子代噬菌体没有释放出来 32P
37.(1) 减法 控制荚膜形成 能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定等
(2) 病毒 DNA和蛋白质 放射性同位素标记法 DNA和蛋白质都含有C元素,标记后无法区分两者 沉淀物
(3) 该病毒核酸提取物和DNA酶 DNA RNA
38.(1) 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌
(2)(a→)d→e→b→f→c(→a)
(3) e→b C
(4)搅拌不充分
(5)B
39.(1)D→A→E
(2) 32P (4种)脱氧核苷酸 大肠杆菌 培养得到的大肠杆菌 噬菌体是细菌病毒,不能独立生活,必须寄生在活细胞中(答案合理即可)
(3) 不能 蛋白质和DNA中都含有N
(4)培养时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内;培养时间过长,增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来
(5)④
(6)BC
40.(1) 具有遗传效应的DNA片段 使噬菌体和大肠杆菌分离 2
(2) DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌 部分噬菌体DNA未侵染进入细菌
(3) 同位素标记法 朊病毒无细胞结构,必需寄生于活细胞中 几乎无 几乎无 朊病毒不含核酸,只含蛋白质,蛋白质中磷元素含量极低,故离心后上清液和沉淀物中都几乎无放射性 沉淀物 上清液
41.(1)同位素标记法
(2) 核酸 P
(3) 沉淀物 35S 上清液 少量的朊粒不能成功侵入牛脑组织细胞,离心后位于该部位
(4) DNA 脱氧核苷酸 氨基酸
42.(1) 转化因子 DNA酶(DNA水解酶) 专一性
(2) C 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌(带标记的大肠杆菌) 上清液和沉淀物 BD
(3) 减法 病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基 不能分离得到病毒M、分离得到大量的病毒M
43.(1) 转化因子 DNA酶(DNA水解酶)
(2) C 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌(带标记的大肠杆菌) 使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离 上清液和沉淀物 BD
(3) 减法 病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基 不能分离得到病毒M 分离得到大量的病毒M
44.(1)A
(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
(3)大肠杆菌
(4) 32P 噬菌体DNA
(5)蛋白质和DNA中都含有N
45.(1) 转化因子 DNA酶(DNA水解酶) 专一性
(2) C 带标记 上清液和沉淀物 BD
(3) 减法 RNA水解酶 不能 能
地 城
考点02
DNA的结构
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
A
A
D
B
C
B
B
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
C
D
D
A
C
D
D
D
题号
21
22
23
24
25
26
答案
C
BD
AC
AC
AD
ABD
27.(1) 双螺旋 两 相反 染色体
(2) DNA聚合 脱氧核苷酸 3’端 磷酸二酯
(3) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸/胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 磷酸与脱氧核糖
(4) 1 n 1/2
28.(1)磷酸和脱氧核糖
(2) 碱基对间的氢键 -脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-
(3)该DNA中G和C形成的碱基对的比例较高,氢键数量多,结构比较稳定
(4) 相同 嘌呤必定与嘧啶互补配对
(5) 0.4 50%
29.(1)⑥脱氧核苷酸
(2) 基本骨架 碱基互补配对 氢键
(3) 胞嘧啶 脱氧核苷酸链片段
(4) 1/M 1
30.(1)反向平行
(2) 磷酸基团 脱氧核糖
(3) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤
31.(1) 蛋白质(外壳) 低 DNA
(2) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 反向平行
32.(1) 碱基互补配对 5' 越高 G-C碱基对中的氢键有3个,而A-T碱基对中的氢键只有2个,两条脱氧核苷酸链间的氢键越多,DNA分子的稳定性越高
(2) 腺嘌呤脱氧核苷酸 反向平行 脱氧核糖和磷酸
(3)C
(4)远
地 城
考点03
DNA的复制
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
A
D
C
A
C
C
D
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
B
A
C
A
D
B
AD
ACD
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
BCD
AC
AD
ABD
ABD
BD
ABD
BD
ABD
AC
题号
31
32
33
答案
CD
BCD
AB
34.(1)转化因子
(2) DNA酶 减法
(3) (放射性)同位素标记或同位素示踪 不能 噬菌体是病毒,不能独立生存,只能在宿主细胞中生存和繁殖
(4) 可以 若为全保留复制,Ⅰ的离心结果应该是1/2重带和1/2轻带
35.(1)四种脱氧核糖核苷酸
(2)两条链均被15N标记
(3) D 是 2/二 一个峰值出现在Q点,一个峰值在Q点的上方 100 1/2 2
36.(1) 拟核 脱氧核苷酸 物理 边解旋边复制
(2)全部有
(3) 5′→3′ 降低 G+C
(4)半保留复制;边解旋边复制
(5)减少
(6)短链片段
37.(1) 减法原理 培养基中只长R型菌
(2) 保温时间过长,子代噬菌体被释放出来(或保温时间过短,亲代噬菌体的DNA尚未注入大肠杆菌,离心后上清液中的放射性异常高) (含氮)碱基
(3) 使大肠杆菌的DNA几乎都带上15N标记 中带 轻带、中带 1/4的单链DNA来自模板链含有15N分布于重带,有3/4的单链DNA含14N分布于轻带
(4) 生理盐水 甲、乙两组有病毒产生,丙组没有 甲、丙两组有病毒产生,乙组没有
38.(1) 脱氧核糖和磷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 A端 碱基排列顺序
(2) 同位素标记法 密度梯度离心 让大肠杆菌的DNA几乎都被15N标记 若为全保留复制,会出现重带和轻带,而图中只出现中带 40 2 轻带和中带
39.(1)ABD
(2) 只有S型活菌才能使小鼠死亡 4 加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”
(3) 减法 1、2 、3 、4 DNA是转化因子,即DNA是遗传物质
(4) 步骤①中应该是在分别用含有35S和32P的培养基培养大肠杆菌 步骤④中应该保温适当时间 32P标记组
(5)结构简单、易于繁殖
40.(1) 脱氧核糖 磷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 a
(2) DNA聚合酶 ⑨ 1/2
(3)DNA分子上有多个复制起点,可同时进行复制
(4) 4 2或3或4
41.(1) 解旋酶 否
(2) a 和 a' 半保留复制
(3) 不同 DNA 复制起点 B 双向
(4)eccDNA
42.(1)8/八
(2) 半保留复制 解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶等 相同
(3)ABD
(4)1/2/0.5/50%
(5) 小麦 1
43.(1) 0/零 脱氧核糖
(2) 磷酸和脱氧核糖交替排列 C﹣G
(3) 解旋酶 DNA聚合酶 3' 5998 1/2/50%
44.(1) 脱氧核糖 2/两#二 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 高
(2) 2100 1/2
(3) 磷酸二酯键 5’→3’ 相反 多个
(4)③
45.(1) ①和② 磷酸二酯键 -CCACTG-
(2)多样
(3)32
(4) 解旋酶 多起点复制、双向复制
(5) 52 20
(6) 1300 800
46.(1) 边解旋边复制(半保留复制) 解旋 DNA聚合 5'→3'
(2) ②③ 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(3)60
(4) 100 960
(5) C B 100
47.(1) 碱基对 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
(2) 磷酸和脱氧核糖交替连接 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖
(3) 双螺旋结构 碱基互补配对
(4) 多起点复制和双向复制 边解旋边复制
(5)14%
(6) 100% 320
48.(1) DNA具有特异性 碱基特定的排列顺序
(2)B
(3) 双螺旋 模板 碱基互补配对原则 解旋酶 DNA聚合酶 有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期 将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性 DNA复制是多个起点双向复制
49.(1)8
(2) DNA聚合酶、DNA连接酶 5’→3’ 相同或相反 半保留复制、边解旋边复制、半不连续复制
(3) BCD 18
(4)ABD
(5)可使有限的DNA序列包含更多的遗传信息
50.(1) 死亡 DNA
(2) S型细菌的DNA 水解DNA 减法
(3) 32P的培养基 被32P标记的大肠杆菌 不能
(4) T2噬菌体(外壳) DNA 蛋白质
(5) 100% 1/8 7/8 0
51.(1) PAO1 PA1
(2)蛋白质外壳
(3) 噬菌体JG的DNA和噬菌体PaPl的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体 重组噬菌体对绿脓杆菌PA1的吸附率明显高于对绿脓杆菌PAO1的吸附率(与C组结果几乎相同)
(4) ④ ②
(5) 标记噬菌体的蛋白质和DNA,目的是示踪物质的运行和变化规律 用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体 32P
地 城
考点04
基因通常是有遗传效应DNA片段
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
A
B
A
B
C
B
D
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