内容正文:
定远育才学校2025-2026学年第二学期高一月考
生物试题
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 玉米是雌雄同株异花的植物。玉米的叶型有阔叶和窄叶两种表型,由一对位于常染色体上的等位基因(N/n)控制。将纯合阔叶与纯合窄叶植株间行种植(发生随机交配)得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株有阔叶和窄叶。选取F1中部分阔叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中阔叶:窄叶=7∶1。下列说法正确的是( )
A. 玉米植株的叶型中窄叶为显性性状
B. F1的阔叶玉米植株只有一种基因型
C. 用玉米做杂交实验也要进行去雄操作
D. 选取的F1阔叶植株中纯合子所占比例为3/4
2. 孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实验中,用纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯种绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交获得F1,F1自交得F2。下列相关叙述正确的是( )
A. F1产生配子的过程中,因遗传因子自由组合F2出现圆粒和皱粒
B. F1产生基因型为Yr的雌配子和基因型为Yr的雄配子的数量之比为1∶1
C. F2中出现重组类型性状的豌豆所占的比例为5/8
D. 从F2的绿色圆粒植株中任取两株,这两株基因型不同的概率为4/9
3. 已知某二倍体生物的基因型为Aa,下列有关该生物中基因A与a的叙述,正确的是( )
A. 基因A与a只能在减数分裂I后期分离
B. 基因A与a位于一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上
C. 基因A与a可能位于姐妹染色单体的相同位置上
D. 基因A与a控制的是同种生物的不同性状
4. 若某动物(2n=4)的基因型为BbXDY,图甲是减数分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化,图乙是该动物精巢中的一个细胞分裂图像,不考心染色体互换。下列叙述错误的是( )
A. 处于图甲中的bc段细胞中均含有4条染色体
B. 图乙细胞位于图甲中的bc段
C. 基因B与b的分离可发生在图甲中的bc段
D. 一个图乙细胞产生的精细胞中基因型为BY的比例为1/2或0
5. 摩尔根用发现的白眼雄果蝇进行杂交实验,实验过程如图所示,最终证明了基因在染色体上。下列说法正确的是( )
A. F1的雌蝇均为杂合子,雄果蝇既有纯合子又有杂合子
B. F2雌雄果蝇的红白眼色遗传不符合分离定律
C. F2红眼雌果蝇和白眼雄果蝇随机交配,不可能得到白眼雌果蝇
D. 白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别
6. 先天性膈疝(CDH)是一种常见的结构性出生缺陷,是由染色体上PLS3基因突变导致的单基因遗传性疾病,患者在人群中出现的频率为1/10000,如图为某患者家族的遗传系谱图,已知PLS3基因不在X、Y染色体的同源区段。下列叙述错误的是( )
A. 可通过基因检测确定胎儿IV-2是否患CDH
B. 若致病基因位于常染色体,Ⅱ-1为杂合子的概率为2/101
C. 在该家系中继续收集数据,据此获得人群中CDH的发病率
D. 若Ⅱ-4不携带致病基因,则Ⅲ-4和Ⅲ-5基因型相同的概率为1/2
7. 科学家发现染色体主要由蛋白质和DNA组成。下列证明蛋白质和DNA哪一种是遗传物质的实验,说法正确的是( )
A. 格里菲思的肺炎链球菌转化实验,证明了加热致死的S型菌株的DNA分子可使R型活菌从无致病性转化为有致病性
B. 艾弗里肺炎链球菌转化实验,利用自变量控制的“加法原理”,证明DNA是转化因子
C. T2噬菌体侵染细菌的实验,证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,不是蛋白质
D. 烟草花叶病毒侵染烟草的实验,证明了RNA是病毒的主要遗传物质
8. 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. DNA中含有4种含氮碱基,4种核糖核苷酸
B. 根据衍射图谱的交叉现象,沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构
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
9. 某DNA分子含有100个脱氧核苷酸,下图是该DNA分子部分片段示意图。下列有关叙述正确的是( )
A. 图中的1、2、3构成了该DNA分子的基本组成单位
B. 该DNA分子一条链的脱氧核苷酸排列顺序最多有4100种
C. (T+G)/(A+C)的值在不同DNA分子中都是相同的
D. 图中的6所示氢键的含量与DNA分子中(A+T)/(C+G)的值呈正相关
10. 将大肠杆菌放在含有同位素15N培养基中培育若干代后,细菌DNA所有氮均为它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养,每隔4小时(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次,测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果DNA复制的密度梯度离心试验如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 大肠杆菌进行DNA复制时,碱基消耗的主要场所是细胞核
B. 若子代DNA合成的方式是全保留复制,则所有子代DNA都分布在中带
C. 若将第一代DNA链的氢键断裂后再测密度,DNA单链分布在试管中的轻带和中带
D. 如果测定第四代DNA分子密度,中带:轻带的比例为1:7
11. 细菌的基因组是指拟核中1个环状DNA上所含的全部基因,二倍体生物基因组是指配子中所含有的一整套基因。下表是不同生物的基因组大小(用碱基对数bp表示)和基因数量。下列说法错误的是( )
物种名称
基因组大小/bp
基因数量/个
流感嗜血杆菌RdKW20菌株
1830138
1765
酿酒酵母
12157105
6692
粳稻
374424240
35679
小鼠
2730871774
21971
A. 不同生物的基因组大小和基因数量存在较大差别
B. 原核生物的基因数量可能比于真核生物少
C. 单细胞生物的基因组可能比多细胞生物要小
D. 基因组越大,基因的数目就越多,生物的结构与功能就越复杂
12. 下列关于中心法则的叙述正确的是( )
A. 酵母菌细胞中的a,b只发生在细胞核中,c发生在细胞质中
B. 图中c,e中碱基互补配对的方式完全相同
C. 图中d,e可分别发生在HIV和烟草花叶病毒体内
D. 蛙的红细胞在进行无丝分裂时不发生a
13. 白化病和尿黑酸症都是因酶缺陷引起的分子遗传病,前者不能由酪氨酸合成黑色素,后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液中含有尿黑酸,暴露在空气中会变成黑色。如图表示人体相关代谢途径,下列说法错误的是( )
A. 正常人体的所有细胞中都含有酶A、酶B及它们的基因
B. 控制酶D合成的基因发生改变导致酶D缺乏,会导致人患尿黑酸症
C. 上述实例说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
D. 图中代谢过程说明一个基因可以影响多个性状,一个性状也可以受多个基因的影响
14. 放疗是一种使用高能射线的电离辐射作用破坏癌细胞的DNA,阻断癌细胞复制以达到治疗肿瘤目的的方法,X射线、γ射线等常 用于癌症放疗。放疗过程中损伤的除癌细胞,还有人体正常的细胞,故会给人体带来一定副作用。下列叙述错误的是( )
A. γ射线可能会导致基因突变,但是不会引起基因碱基序列的改变
B. 癌症的发生是多个基因突变累积的结果,而不是单一基因突变的结果
C. 癌细胞之所以可以进行转移是因为细胞膜上的糖蛋白减少导致黏着性降低
D. 抑癌基因抑制细胞的生长和增殖,原癌基因调控细胞周期、控制细胞生长和分裂
15. 用含有两个染色体组的同种大麦培育两个新品种I和Ⅱ的过程如图所示,其中“A”代表一个染色体组。下列相关叙述正确的是( )
A. 图示杂交得到I、Ⅱ的过程涉及染色体数目变异
B. I和Ⅱ都是多倍体,它们都是不可育的
C. 与②相比,⑥的染色体数目加倍
D. 新品种I和Ⅱ一定都为纯合子
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16. 在大豆的花色遗传中,紫花与白花是一对相对性状。下表是大豆花色遗传实验的结果,若控制花色的基因用A、a来表示,请分析表格回答问题:
F1的表型和植株数目
组合
亲本表型
紫花
白花
一
紫花×白花
405
411
二
白花×白花
0
820
三
紫花×紫花
1240
413
(1)根据组合 __________可判断__________花为隐性性状。
(2)组合一的杂交方式叫__________,亲本中紫花的基因型为__________。
(3)组合三中,F1中同时出现紫花与白花,这种现象在遗传学上叫作__________;F1紫花的基因型为__________,F1中紫花与白花杂交,F2出现白花的概率为__________。
(4)从上述实验结果分析,大豆的花色遗传遵循基因的__________定律。
17. 横山铁锅炖羊肉享誉全国,选用的是横山绒山羊,是国家地理标志性产品,为当地农民创造了很高的经济效益。现欲对横山绒山羊相关性状进行研究,回答下列问题:
(1)由于地理位置特殊、植物繁多,横山羊肉肉质细嫩、低脂无膻,说明生物的性状与_______有关。
(2)横山绒山羊绒肉兼用。当地农科院研究发现,绒山羊的毛纤维分粗绒、细绒两种,为一对相对性状。已知控制该性状的若干对基因均位于常染色体上,且独立遗传(相关等位基因若为一对,则用A与a表示:若为两对,则用A与a、B与b表示,依此类推)。为探究绒山羊毛纤维性状的遗传规律,进行了如下实验(注:亲本均为纯合子)。
据图回答下列问题:
绒山羊毛纤维的粗细性状至少受_______对独立等位基因的控制,判断的理由是_______;据此,个体的基因型为_______;粗绒山羊中纯合子的基因型有_______种。
(3)绒山羊的羊角具有药用价值。有角、无角为一对相对性状,受一对等位基因控制。现提供若干有角和无角的纯合公、母羊,请以此为实验材料,探究该对等位基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上,写出实验设计思路和预期结果。
设计思路:_______。
预期结果:若_______,则该对等位基因位于常染色体上;若_______,则该对等位基因仅位于X染色体上。
18. 蜂王(雌蜂2n=32)是由受精卵发育而来,雄蜂是由未受精的卵细胞(n=16)发育而来。雄蜂的精原细胞经图甲所示的一种特殊形式的减数分裂产生生殖细胞,图乙为雌蜂某细胞连续分裂过程中不同时期的三个细胞(图中只画出了部分染色体)。
请回答下列问题
(1)图甲减数分裂I过程中细胞中会出现________个四分体,减数分裂I过程中________(填“会”或“不会”)发生基因重组,原因是________。
(2)若图甲雄蜂是由图乙分裂产生的子细胞发育而来,则图甲减数分裂I期细胞的基因型是________。
(3)已知图乙细胞③中A、a基因控制蜜蜂体色(黑色、褐色),D、d基因控制蜜蜂眼色(黑眼色、黄眼色)。现让褐体黑眼雌、雄蜂交配,F1雄性个体中褐体黑眼色个体占1/4。据此判断,蜜蜂的体色、眼色中显性性状分别是________。若将F1中的雌性与其父本交配,则子代雄性中黑体黄眼色蜜蜂所占的比例为________,子代雌性中纯合子所占比例为________。
19. 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。
(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2点)。
②格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验__________(填“有”或“没有”)得出DNA是“转化因子”的结论。艾弗里和他的同事为了确定哪一种物质是转化因子,利用了科学实验中的__________(填“加法原理”或“减法原理”),进行了肺炎链球菌的体外转化实验,提出了“DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质”的结论。
(2)1952年,美国遗传学家赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用__________技术,完成了另一个有说服力的实验。下图是部分实验的示意图。
①用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体的标记? 请简要说明实验的设计方法:_____________。
②以上实验结果不能说明遗传物质是DNA,原因是______________。
③用35S标记噬菌体侵染细菌,理论上离心之后沉淀中不含放射性,实际上沉淀中会含有少量的放射性,产生一定的误差,产生此结果可能的原因是_______________。
(3)后来的研究表明,有细胞结构的生物和绝大多数病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,由此对遗传物质化学本质最准确的描述是_____________。
20. 下图甲、乙分别表示酵母菌细胞和大肠杆菌中遗传信息的表达过程。图中①②表示过程,A-I表示物质,据图回答下列问题:
(1)图乙中的物质H与图甲中的______(填字母)代表同一种物质,合成该物质需要_______酶的催化。
(2)图甲中②过程表示______,图乙中两个核糖体上最终合成的物质F,G______(填“相同”或“不同”)。核糖体的移动方向是______(填“右→左”或“左→右”)。
(3)如果图乙中最终形成的肽链有25个氨基酸,则编码此肽链的基因至少有______个碱基(不考虑终止密码子)。
(4)图甲中D表示_______分子,已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,若图中D的一端的三个碱基是AUG,则其所携带的氨基酸是______。
(5)与酵母菌相比,大肠杆菌遗传信息表达过程明显不同的是_______,从细胞结构角度分析,形成这一区别的原因是______。
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生物试题
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 玉米是雌雄同株异花的植物。玉米的叶型有阔叶和窄叶两种表型,由一对位于常染色体上的等位基因(N/n)控制。将纯合阔叶与纯合窄叶植株间行种植(发生随机交配)得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株有阔叶和窄叶。选取F1中部分阔叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中阔叶:窄叶=7∶1。下列说法正确的是( )
A. 玉米植株的叶型中窄叶为显性性状
B. F1的阔叶玉米植株只有一种基因型
C. 用玉米做杂交实验也要进行去雄操作
D. 选取的F1阔叶植株中纯合子所占比例为3/4
【答案】D
【解析】
【分析】玉米为雌雄同株异花植物,叶型由常染色体等位基因N/n控制。纯合阔叶与纯合窄叶间行种植,随机交配后,F1中窄叶亲本所结籽粒发育的植株有阔叶和窄叶,说明阔叶为显性性状。
【详解】A、将纯合阔叶与纯合窄叶植株间行种植(发生随机交配)得F1,其中窄叶亲本所结籽粒出现阔叶,说明阔叶为显性,窄叶为隐性,A错误;
B、玉米是雌雄同株异花的植物。将纯合阔叶与纯合窄叶植株间行种植(发生随机交配)得F1,则F1中包括自交的后代和杂交的后代,F1阔叶植株基因型包括NN(如NN自交所得)和Nn(如NN×nn杂交所得),B错误;
C、玉米为雌雄异花,杂交实验只需对雌花套袋隔离后人工授粉,无需去雄,C错误;
D、F1阔叶植株中包括NN和Nn,选取F1中部分阔叶植株与窄叶(nn)杂交,F2中窄叶所占比例为1/8,设F1阔叶植株中Nn占a,则1/2a=1/8,则a=1/4,即F1阔叶植株中NN∶Nn=3∶1,即F1阔叶植株中纯合子所占比例为3/4,D正确。
故选D。
2. 孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实验中,用纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯种绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交获得F1,F1自交得F2。下列相关叙述正确的是( )
A. F1产生配子的过程中,因遗传因子自由组合F2出现圆粒和皱粒
B. F1产生基因型为Yr的雌配子和基因型为Yr的雄配子的数量之比为1∶1
C. F2中出现重组类型性状的豌豆所占的比例为5/8
D. 从F2的绿色圆粒植株中任取两株,这两株基因型不同的概率为4/9
【答案】D
【解析】
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、F1产生配子的过程中,由于控制一对相对性状的遗传因子分离,F2会出现圆粒和皱粒,A错误;
B、F1产生的精子数目远远多于卵细胞数目,B错误;
C、在孟德尔两对相对性状杂交实验中,用纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)与绿色皱粒豌豆(yyrr)作亲本进行杂交,F1为YyRr,F1再进行自交,F2为Y_R_∶Y_rr∶yyR∶yyrr=9∶3∶3∶1,F2中出现重组类型性状的豌豆所占的比例为3/16Y_rr+3/16yyR_,即3/8,C错误;
D、从F2的绿色圆粒植株(1/3yyRR、2/3yyRr)中任取两株,这两株基因型相同的概率为1/3×1/3+2/3×2/3=5/9,故不同的概率为4/9,D正确。
故选D。
3. 已知某二倍体生物的基因型为Aa,下列有关该生物中基因A与a的叙述,正确的是( )
A. 基因A与a只能在减数分裂I后期分离
B. 基因A与a位于一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上
C. 基因A与a可能位于姐妹染色单体的相同位置上
D. 基因A与a控制的是同种生物的不同性状
【答案】C
【解析】
【分析】等位基因的根本区别在于碱基的排列顺序不同,基因是有遗传效应的DNA片段。
【详解】AC、A与a为等位基因,等位基因位于同源染色体的相同位置,因同源染色体在减数分裂Ⅰ后期分离,所以其上的等位基因也随之分离,若同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,则会导致姐妹染色单体上出现等位基因,姐妹染色单体在减数分裂Ⅱ后期分离,等位基因也随之分离,A错误、C正确;
B、基因通常是具有遗传效应的DNA片段,由两条脱氧核苷酸长链组成,B错误;
D、等位基因控制相对性状,相对性状是种生物的同一种性状的不同表现类型,D错误。
故选C。
【点睛】
4. 若某动物(2n=4)的基因型为BbXDY,图甲是减数分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化,图乙是该动物精巢中的一个细胞分裂图像,不考心染色体互换。下列叙述错误的是( )
A. 处于图甲中的bc段细胞中均含有4条染色体
B. 图乙细胞位于图甲中的bc段
C. 基因B与b的分离可发生在图甲中的bc段
D. 一个图乙细胞产生的精细胞中基因型为BY的比例为1/2或0
【答案】A
【解析】
【分析】图乙细胞同源染色体分离,非同源染色体自由组合,处于减数第一次分裂后期。
【详解】A、图甲中bc段表示每条染色体含有2个DNA分子,即染色体上有姐妹染色单体,此时可能处于减数第一次分裂(含有4条染色体),也可能处于减数第二次分裂前期和中期(含有2条染色体),A错误;
B、图乙细胞中同源染色体正在分离,处于减数第一次分裂后期,此时每条染色体含有2个DNA分子,位于图甲中的bc段,B正确;
C、基因B与b的分离发生在减数第一次分裂后期(同源染色体分离导致等位基因分离),减数第一次分裂后期每条染色体含有2个DNA分子,处于图甲中的bc段,C正确;
D、图乙细胞处于减数第一次分裂后期,若B和Y所在染色体移向一极,则产生的精细胞中基因型为BY的比例为1/2;若B和Y所在染色体移向不同极,则产生的精细胞中基因型为BY的比例为0,D正确。
故选A。
5. 摩尔根用发现的白眼雄果蝇进行杂交实验,实验过程如图所示,最终证明了基因在染色体上。下列说法正确的是( )
A. F1的雌蝇均为杂合子,雄果蝇既有纯合子又有杂合子
B. F2雌雄果蝇的红白眼色遗传不符合分离定律
C. F2红眼雌果蝇和白眼雄果蝇随机交配,不可能得到白眼雌果蝇
D. 白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别
【答案】D
【解析】
【分析】位于性染色体上的基因在遗传过程中总是与性别相关联,叫伴性遗传,判断伴性遗传的方法:用正交、反交的方法,观察、统计雌雄个体之间的性状分离比;或者用隐性雌雄个体与显性雄性个体杂交,观察后代表现型在雌雄个体间的表现。
【详解】A、摩尔根和他的学生用纯合红眼和纯合白眼果蝇进行杂交实验,亲本白眼雄蝇(XwY)与红眼雌蝇(XWXW)杂交,F1的基因型为XWXw、XWY,F1的雌蝇均为杂合子,雄果蝇可视为纯合子,A错误;
B、F1雌雄个体XWXw与XWY相互交配,F2的基因型为XWXW、XWXw、XWY、XwY,F2红眼∶白眼=3∶1,说明红白眼色的遗传符合分离定律,B错误;
C、F2的红眼雌果蝇(XWXw)和白眼雄果蝇(XwY)随机交配,可能得到白眼雌果蝇XwXw,C错误;
D、白眼雌蝇(XwXw)与红眼雄蝇(XWY)杂交,通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别,子代雄性都是白眼(XwY),雌性都是红眼(XWXw),D正确。
故选D。
6. 先天性膈疝(CDH)是一种常见的结构性出生缺陷,是由染色体上PLS3基因突变导致的单基因遗传性疾病,患者在人群中出现的频率为1/10000,如图为某患者家族的遗传系谱图,已知PLS3基因不在X、Y染色体的同源区段。下列叙述错误的是( )
A. 可通过基因检测确定胎儿IV-2是否患CDH
B. 若致病基因位于常染色体,Ⅱ-1为杂合子的概率为2/101
C. 在该家系中继续收集数据,据此获得人群中CDH的发病率
D. 若Ⅱ-4不携带致病基因,则Ⅲ-4和Ⅲ-5基因型相同的概率为1/2
【答案】C
【解析】
【详解】A、CDH由PLS3基因突变导致,可通过基因检测确定胎儿Ⅳ-2是否患病,A正确;
B、若致病基因位于常染色体,设为a,人群中aa频率为1/10000,则a频率为1/100,A频率为99/100。Ⅱ-1为AA的概率为AA/AA+Aa=( 99/100× 99/100)/(9999/10000)=99/101;Ⅱ-1为Aa的概率为Aa /AA+Aa=(2×99/100×1/100)/(9999/10000)=2/101,B正确;
C、发病率是指人群中某病的发病概率,需要在随机人群中调查,而家系数据存在家族聚集性,不能用于计算人群发病率,C错误;
D、若Ⅱ-4不携带致病基因,则该病为伴X隐性遗传。相关基因用A和a表示。Ⅱ-3基因型为XAXa,Ⅱ-4为XAY,Ⅲ-4基因型为XAXA或XAXa(概率各1/2),因为Ⅳ-3患病,Ⅲ-5基因型为XAXa,故二者基因型相同的概率为1/2,D正确。
故选C。
7. 科学家发现染色体主要由蛋白质和DNA组成。下列证明蛋白质和DNA哪一种是遗传物质的实验,说法正确的是( )
A. 格里菲思的肺炎链球菌转化实验,证明了加热致死的S型菌株的DNA分子可使R型活菌从无致病性转化为有致病性
B. 艾弗里肺炎链球菌转化实验,利用自变量控制的“加法原理”,证明DNA是转化因子
C. T2噬菌体侵染细菌的实验,证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,不是蛋白质
D. 烟草花叶病毒侵染烟草的实验,证明了RNA是病毒的主要遗传物质
【答案】C
【解析】
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌转化实验证实了加热致死的S型菌株的DNA分子可使R型活菌从无致病性转化为有致病性,即S型链球菌中存在转化因子,但不清楚转化因子是什么物质,A错误;
B、艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加酶,减少了某种物质的影响,利用了减法原理,证明了DNA是转化因子,B错误;
C、T2噬菌体侵染细菌的实验,证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,不是蛋白质,该实验中用到了放射性同位素标记法,C正确;
D、烟草花叶病毒侵染烟草的实验,证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,D错误。
故选C。
8. 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. DNA中含有4种含氮碱基,4种核糖核苷酸
B. 根据衍射图谱的交叉现象,沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构
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】B
【解析】
【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、DNA中含有4种含氮碱基(A、T、G、C)、4种脱氧核苷酸,A错误;
B、沃森和克里克见到了威尔金斯和富兰克林拍摄的、非常清晰的X射线衍射图谱,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;可见根据衍射图谱的交叉现象,沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构,B正确;
C、查哥夫先于沃森和克里克发现腺嘌呤(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分子的直径也相同,D错误。
故选B。
9. 某DNA分子含有100个脱氧核苷酸,下图是该DNA分子部分片段示意图。下列有关叙述正确的是( )
A. 图中的1、2、3构成了该DNA分子的基本组成单位
B. 该DNA分子一条链的脱氧核苷酸排列顺序最多有4100种
C. (T+G)/(A+C)的值在不同DNA分子中都是相同的
D. 图中的6所示氢键的含量与DNA分子中(A+T)/(C+G)的值呈正相关
【答案】C
【解析】
【分析】DNA双螺旋结构模型:两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋;磷酸、脱氧核糖交替连接,排在外侧,构成DNA分子的基本骨架;碱基互补配对,嘌呤与嘧啶配对。
【详解】A、2、3与2右下角的磷酸构成脱氧核苷酸,A错误;
B、DNA分子含有100个脱氧核苷酸,一条链中含有50个脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的排列顺序有450种,B错误;
C、根据碱基互补配对原则,(T+G)/(A+C)的值在不同DNA分了中均等于1,C正确;
D、(A+T)/(C+G)的值越高,A—T碱基对越多,氢键数量越少,D错误。
故选C。
10. 将大肠杆菌放在含有同位素15N培养基中培育若干代后,细菌DNA所有氮均为它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养,每隔4小时(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次,测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果DNA复制的密度梯度离心试验如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 大肠杆菌进行DNA复制时,碱基消耗的主要场所是细胞核
B. 若子代DNA合成的方式是全保留复制,则所有子代DNA都分布在中带
C. 若将第一代DNA链的氢键断裂后再测密度,DNA单链分布在试管中的轻带和中带
D. 如果测定第四代DNA分子密度,中带:轻带的比例为1:7
【答案】D
【解析】
【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,一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,没有细胞核,A错误;
B、若子代DNA合成的方式是全保留复制,则所有子代DNA都分布在重带和轻带,B错误;
C、若将第一代DNA链的氢键断裂后再测密度,DNA单链分布在试管中的轻带和重带,C错误;
D、第四代中由一个亲代DNA分子产生的子代DNA数为24=16个,一条链为14N,一条链为15N的DNA分子为2个,位于梯度离心分离的中带,其余DNA分子含14N,有14个,位于轻带,所以中带:轻带N标记的比例为1∶7,D正确。
故选D。
11. 细菌的基因组是指拟核中1个环状DNA上所含的全部基因,二倍体生物基因组是指配子中所含有的一整套基因。下表是不同生物的基因组大小(用碱基对数bp表示)和基因数量。下列说法错误的是( )
物种名称
基因组大小/bp
基因数量/个
流感嗜血杆菌RdKW20菌株
1830138
1765
酿酒酵母
12157105
6692
粳稻
374424240
35679
小鼠
2730871774
21971
A. 不同生物的基因组大小和基因数量存在较大差别
B. 原核生物的基因数量可能比于真核生物少
C. 单细胞生物的基因组可能比多细胞生物要小
D. 基因组越大,基因的数目就越多,生物的结构与功能就越复杂
【答案】D
【解析】
【分析】基因通常是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位,DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸。基因在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、分析表格可知,不同生物的基因组大小和基因数量存在很大差别:如小鼠的基因组大小是2730871774bp,基因数目是21971个,而流感嗜血杆菌RdKW20菌株分别是1830138、1765个,A正确;
B、表中的流感嗜血杆菌RdKW20菌株属于原核生物,而酿酒酵母、粳稻、小鼠属于真核生物,总体来说,原核生物的基因数量可能比于真核生物少,B正确;
C、酿酒酵母、流感嗜血杆菌RdKW20菌株属于单细胞生物,粳稻、小鼠属于多细胞生物,单细胞生物的基因组可能比多细胞生物要小,C正确;
D、据表分析,小鼠基因组最大,但基因的数目并不是最多,D错误。
故选D。
12. 下列关于中心法则的叙述正确的是( )
A. 酵母菌细胞中的a,b只发生在细胞核中,c发生在细胞质中
B. 图中c,e中碱基互补配对的方式完全相同
C. 图中d,e可分别发生在HIV和烟草花叶病毒体内
D. 蛙的红细胞在进行无丝分裂时不发生a
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图示为中心法则的内容,其中a表示DNA分子的自我复制;b表示转录过程;c表示翻译过程;d表示逆转录过程;e表示RNA分子的自我复制过程。
【详解】A、a是DNA分子的复制过程,b是遗传信息转录过程,酵母菌细胞中的DNA复制和转录主要发生在细胞核中,线粒体也可以,c是翻译过程,发生在核糖体上,A错误;
B、c表示翻译过程,e表示RNA分子的自我复制过程,c,e中碱基互补配对的方式完全相同,即A--U、C--G配对,B正确;
C、d表示逆转录过程,e表示RNA分子的复制过程,均发生在宿主细胞内,C错误;
D、a是DNA分子的复制过程,蛙的红细胞在进行无丝分裂时也会发生DNA复制,D错误。
故选B。
13. 白化病和尿黑酸症都是因酶缺陷引起的分子遗传病,前者不能由酪氨酸合成黑色素,后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液中含有尿黑酸,暴露在空气中会变成黑色。如图表示人体相关代谢途径,下列说法错误的是( )
A. 正常人体的所有细胞中都含有酶A、酶B及它们的基因
B. 控制酶D合成的基因发生改变导致酶D缺乏,会导致人患尿黑酸症
C. 上述实例说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
D. 图中代谢过程说明一个基因可以影响多个性状,一个性状也可以受多个基因的影响
【答案】A
【解析】
【分析】基因控制生物性状的两种方式:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、正常人体的所有细胞中都由受精卵发育而来,都含有酶A、酶B的基因,但不一定都表达,因此不一定都含有酶A、酶B,A错误;
B、控制酶D合成的基因发生改变,酶D不能合成或活性减弱,尿黑酸不能转变为乙酰乙酸,会导致黑尿病,B正确;
C、人体缺乏酶A会导致苯丙氨酸无法转变成酪氨酸,无黑色素合成,导致人患苯丙酮尿症,说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,C正确;
D、图中代谢过程可知酶A缺乏可影响多个性状,即一个基因可影响多个性状,同时尿黑酸的合成受多个基因控制,即一个性状也可受多个基因控制,D正确。
故选A。
14. 放疗是一种使用高能射线的电离辐射作用破坏癌细胞的DNA,阻断癌细胞复制以达到治疗肿瘤目的的方法,X射线、γ射线等常 用于癌症放疗。放疗过程中损伤的除癌细胞,还有人体正常的细胞,故会给人体带来一定副作用。下列叙述错误的是( )
A. γ射线可能会导致基因突变,但是不会引起基因碱基序列的改变
B. 癌症的发生是多个基因突变累积的结果,而不是单一基因突变的结果
C. 癌细胞之所以可以进行转移是因为细胞膜上的糖蛋白减少导致黏着性降低
D. 抑癌基因抑制细胞的生长和增殖,原癌基因调控细胞周期、控制细胞生长和分裂
【答案】A
【解析】
【分析】人和动物细胞中DNA上本来就存在与癌变相关的基因:原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应的蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
【详解】A、基因突变是指 DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失或替换,而引起的基因结构的改变。γ 射线作为物理诱变因素,可能会导致基因突变,基因突变必然会引起基因碱基序列的改变,A 错误;
B、癌症的发生并不是单一基因突变的结果,而是多个基因突变累积的结果,B正确;
C、癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少,使得细胞间黏着性降低,所以癌细胞容易在体内分散和转移,C正确;
D、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,抑制细胞的生长和增殖,D正确。
故选A。
15. 用含有两个染色体组的同种大麦培育两个新品种I和Ⅱ的过程如图所示,其中“A”代表一个染色体组。下列相关叙述正确的是( )
A. 图示杂交得到I、Ⅱ的过程涉及染色体数目变异
B. I和Ⅱ都是多倍体,它们都是不可育的
C. 与②相比,⑥的染色体数目加倍
D. 新品种I和Ⅱ一定都为纯合子
【答案】A
【解析】
【分析】染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制该生物生长发育、遗传和变异的全部信息。染色体组的特点是不含同源染色体,不含等位基因。
【详解】A、AA含有两个染色体组,由AA和AA杂交得到的物种Ⅰ含有三个染色体组、物种Ⅱ含有四个染色体组,这两个过程都涉及染色体数目变异,A正确;
B、根据图示过程可判断Ⅰ和Ⅱ都由受精卵发育而来,且Ⅰ含有三个染色体组,因此Ⅰ是三倍体,Ⅱ含有四个染色体组,因此Ⅱ是四倍体,三倍体在减数分裂过程中联会紊乱,通常不能形成可育配子,是高度不育的,物种Ⅱ含有偶数个染色体组,通常是可育的,B错误;
C、由②产生得到的⑥含有两个染色体组,染色体数没有加倍,C错误;
D、依题意,“A”代表一个染色体组,新品种Ⅰ含三个染色体组,新品种Ⅱ含有四个染色体组,同个品种中的同源染色体上所含基因不一定是相同基因,也可能是等位基因。因此,新品种Ⅰ和Ⅱ不一定都为纯合子,D错误。
故选A。
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16. 在大豆的花色遗传中,紫花与白花是一对相对性状。下表是大豆花色遗传实验的结果,若控制花色的基因用A、a来表示,请分析表格回答问题:
F1的表型和植株数目
组合
亲本表型
紫花
白花
一
紫花×白花
405
411
二
白花×白花
0
820
三
紫花×紫花
1240
413
(1)根据组合 __________可判断__________花为隐性性状。
(2)组合一的杂交方式叫__________,亲本中紫花的基因型为__________。
(3)组合三中,F1中同时出现紫花与白花,这种现象在遗传学上叫作__________;F1紫花的基因型为__________,F1中紫花与白花杂交,F2出现白花的概率为__________。
(4)从上述实验结果分析,大豆的花色遗传遵循基因的__________定律。
【答案】(1) ①. 三 ②. 白
(2) ①. 测交 ②. Aa
(3) ①. 性状分离 ②. AA或Aa ③. 1/3
(4)分离
【解析】
【分析】根据题意和图表分析可知:从组合三紫花与紫花交配后代出现白花,而后代出现不同于亲本表型的现象称为性状分离,说明白花是隐性性状,且组合三双亲紫花为杂合子;组合一后代紫花:白花为1:1,相当于测交;组合二是隐性纯合子自交。
【小问1详解】
由于组合三中亲本均为紫色,F1中出现了白色,即发生性状分离,说明紫花是显性性状,白花为隐性性状。
【小问2详解】
组合一后代紫花:白花为1:1,属于测交;说明亲代紫花基因型为Aa。
【小问3详解】
组合三亲本均为紫花,子代同时出现紫花和白花,这种现象称为性状分离(杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象)。组合三亲本均为紫花(显性),子代出现白花(aa),说明亲本均为杂合子(Aa),F1代基因型及比例为 AA:Aa:aa=1:2:1,其中紫花的基因型为 AA 或 Aa(AA 占 1/3,Aa 占 2/3),F1中紫花与白花杂交,F2出现白花的概率为2/3×1/2=1/3。
【小问4详解】
从上述实验结果分析,大豆的花色遗传受一对等位基因控制,遵循基因的分离定律。
【点睛】
17. 横山铁锅炖羊肉享誉全国,选用的是横山绒山羊,是国家地理标志性产品,为当地农民创造了很高的经济效益。现欲对横山绒山羊相关性状进行研究,回答下列问题:
(1)由于地理位置特殊、植物繁多,横山羊肉肉质细嫩、低脂无膻,说明生物的性状与_______有关。
(2)横山绒山羊绒肉兼用。当地农科院研究发现,绒山羊的毛纤维分粗绒、细绒两种,为一对相对性状。已知控制该性状的若干对基因均位于常染色体上,且独立遗传(相关等位基因若为一对,则用A与a表示:若为两对,则用A与a、B与b表示,依此类推)。为探究绒山羊毛纤维性状的遗传规律,进行了如下实验(注:亲本均为纯合子)。
据图回答下列问题:
绒山羊毛纤维的粗细性状至少受_______对独立等位基因的控制,判断的理由是_______;据此,个体的基因型为_______;粗绒山羊中纯合子的基因型有_______种。
(3)绒山羊的羊角具有药用价值。有角、无角为一对相对性状,受一对等位基因控制。现提供若干有角和无角的纯合公、母羊,请以此为实验材料,探究该对等位基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上,写出实验设计思路和预期结果。
设计思路:_______。
预期结果:若_______,则该对等位基因位于常染色体上;若_______,则该对等位基因仅位于X染色体上。
【答案】(1)环境 (2) ①. 三 ②. 只有三对等位基因分别位于三对非同源染色上完全自由组合时,“中粗绒:细绒=63:1(或细绒所占比例为1/64,”或“”) ③. AaBbCc ④. 7##七
(3) ①. 选纯合的有角和无角公母羊进行正反交实验,观察并对比两组实验的子代表型是否相同(或纯合有角公羊和无角母羊正(反)交,有角母羊和无角公羊反(正)交,观察并对比两组实验子代表型是否相同) ②. 两组实验子代表型相同 ③. 两组实验子代表型不同
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
由于地理位置特殊、植物繁多,横山羊肉肉质细嫩、低脂无膻,即环境中的地理位置和植物等因素影响了羊肉的性状表现,说明生物的性状与环境有关。
【小问2详解】
分析题意,F2中粗绒:细绒 = 63:1,而63+1 = 64 = 43,绒山羊毛纤维的粗细性状至少受3对独立等位基因控制;由于亲本均为纯合子,F1全为粗绒,F2出现性状分离,且比例符合多对等位基因的遗传规律,故F1个体的基因型为AaBbCc;F2粗绒山羊中纯合子的基因型有7种。因为每对基因纯合有2种情况(如AA和aa),3对基因则有23=8种纯合情况,但其中包括了细绒的纯合子(aabbcc),所以粗绒山羊中纯合子的基因型有8-1 = 7种。
【小问3详解】
分析题意,本实验目的是探究该对等位基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上,可选纯合的有角和无角公母羊进行正反交实验,观察并对比两组实验的子代表型是否相同(或纯合有角公羊和无角母羊正(反)交,有角母羊和无角公羊反(正)交,观察并对比两组实验子代表型是否相同)。
预期结果:若位于常染色体上,纯合有角公羊(AA)与纯合无角母羊(aa)交配,子代均为Aa(有角);纯合无角公羊(aa)与纯合有角母羊(AA)交配,子代也均为Aa(有角)。
若仅位于X染色体上,纯合有角公羊(XAY)与纯合无角母羊(XaXa)交配,子代雌性(XAXa)均为有角,雄性(XaY)均为无角;纯合无角公羊(XaY)与纯合有角母羊(XAXA)交配,子代雌性(XAXa)和雄性(XAY)均为有角,最终表现为两组实验子代表型不同。
18. 蜂王(雌蜂2n=32)是由受精卵发育而来,雄蜂是由未受精的卵细胞(n=16)发育而来。雄蜂的精原细胞经图甲所示的一种特殊形式的减数分裂产生生殖细胞,图乙为雌蜂某细胞连续分裂过程中不同时期的三个细胞(图中只画出了部分染色体)。
请回答下列问题
(1)图甲减数分裂I过程中细胞中会出现________个四分体,减数分裂I过程中________(填“会”或“不会”)发生基因重组,原因是________。
(2)若图甲雄蜂是由图乙分裂产生的子细胞发育而来,则图甲减数分裂I期细胞的基因型是________。
(3)已知图乙细胞③中A、a基因控制蜜蜂体色(黑色、褐色),D、d基因控制蜜蜂眼色(黑眼色、黄眼色)。现让褐体黑眼雌、雄蜂交配,F1雄性个体中褐体黑眼色个体占1/4。据此判断,蜜蜂的体色、眼色中显性性状分别是________。若将F1中的雌性与其父本交配,则子代雄性中黑体黄眼色蜜蜂所占的比例为________,子代雌性中纯合子所占比例为________。
【答案】(1) ①. 0 ②. 不会 ③. 雄蜂中无同源染色体,故产生精子过程中,不发生联会、非同源染色体自由组合
(2)AADD (3) ①. 褐体、黑眼色 ②. 1/16 ③. 9/16
【解析】
【分析】1、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合;
2、题意显示,蜂王(可育)和工蜂(不育)均由受精卵发育而来的雌蜂(2n=32),雄蜂(n=16)由卵细胞直接发育而来,因此,蜜蜂的性别由染色体(组)数决定。雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来,因而属于单倍体。
【小问1详解】
由于雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的,其细胞中不含有同源染色体,所以,雄蜂精子形成过程中不会出现四分体。雄蜂精原细胞在减数分裂产生精子过程中,不发生联会、非同源染色体自由组合,因此雄蜂产生精子的过程中不会发生基因重组。
【小问2详解】
由图乙细胞③可看出,图乙经减数分裂产生的卵细胞基因型为AD,所以,若图甲雄蜂是由图乙卵细胞发育而来,由于染色体的复制,则其在形成精子的减数分裂I期细胞的基因型是AADD。
【小问3详解】
由于蜜蜂的雄性只由末受精的卵细胞发育而来,根据F1雄性个体中褐体黑眼色个体占1/4判断,亲本雌性可产生四种基因型的卵细胞,即亲本雌性基因型为AaDd,由于其表型为褐体黑眼色,所以,蜜蜂体色、眼色中显性性状分别是褐体、黑眼色。由于亲本中母本的基因型是AaDd,父本的基因型是AD,所以F1中的雌性的基因型及比例为1AADD:1AADd:1AaDD:1AaDd,雄性个体由卵细胞发育而来,故F1中的雌性与其父本交配,F1中的雌性产生的基因型为ad的卵细胞的比例为1/4×1/4=1/16。因为父本的基因型是AD,则F1中的雌性与父本交配产生子代雌性中的纯合子基因型为AADD,F1中的雌性个体产生基因型为AD卵细胞的比例为1/4+1/4×1/2+1/4×1/2+1/4×1/4=9/16,故子代雌性中纯合子所占比例为9/16。
19. 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。
(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2点)。
②格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验__________(填“有”或“没有”)得出DNA是“转化因子”的结论。艾弗里和他的同事为了确定哪一种物质是转化因子,利用了科学实验中的__________(填“加法原理”或“减法原理”),进行了肺炎链球菌的体外转化实验,提出了“DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质”的结论。
(2)1952年,美国遗传学家赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用__________技术,完成了另一个有说服力的实验。下图是部分实验的示意图。
①用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体的标记? 请简要说明实验的设计方法:_____________。
②以上实验结果不能说明遗传物质是DNA,原因是______________。
③用35S标记噬菌体侵染细菌,理论上离心之后沉淀中不含放射性,实际上沉淀中会含有少量的放射性,产生一定的误差,产生此结果可能的原因是_______________。
(3)后来的研究表明,有细胞结构的生物和绝大多数病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,由此对遗传物质化学本质最准确的描述是_____________。
【答案】(1) ①. 控制夹膜形成 ②. 能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定等 ③. 没有 ④. 减法原理
(2) ①. 放射性同位素标记 ②. 用含35S的培养基培养大肠杆菌,获得含35S标记的大肠杆菌,再用此大肠杆菌培养噬菌体 ③. 此实验中没有32P标记的噬菌体侵染细菌的实验(缺少对照组) ④. 搅拌不充分,导致噬菌体颗粒和细菌未分开
(3)DNA是主要的遗传物质
【解析】
【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)。2、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。
【小问1详解】
①两种肺炎链球菌的区别在于有无荚膜,据图可知,S基因可使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、结构稳定且具有储存大量遗传信息的能力等。
②格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验“没有”得出DNA是“转化因子”的结论,其实验结果只是证明了S型菌中有转化因子的存在。艾弗里和他的同事为了确定哪一种物质是转化因子,利用了科学实验中的“减法原理”,即通过加入不同的水解酶分别去除了某种物质,进而去观察这种物质的作用,即进行了肺炎链球菌的体外转化实验,最终得出了“DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质”的结论。
【小问2详解】
1952年,美国遗传学家赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术,完成了另一个有说服力的实验,即噬菌体侵染细菌实验。
①用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。即获得35S标记的噬菌体,由于噬菌体是专性寄生物,因此在标记时首先需要标记大肠杆菌,而带有放射性同位素的大肠杆菌的获得需要提供相应的培养基,因此标记的具体方法为:用含35S的培养基培养大肠杆菌,获得含35S标记的大肠杆菌,再用此大肠杆菌培养噬菌体,进而获得带有35S标记的噬菌体。
②以上实验结果不能说明遗传物质是DNA,因为图中只是进行了其中的一组实验,直接得出相应的结论没有说服力,即此实验中还需要设计32P标记的噬菌体侵染细菌的实验。
③用35S标记噬菌体侵染细菌,理论上离心之后沉淀中不含放射性,实际上沉淀中会含有少量的放射性,产生一定的误差,这是因为实验过程中搅拌不充分,导致噬菌体颗粒和细菌未分开通过离心进入到沉淀物中,进而使得沉淀物具有了放射性。
【小问3详解】
后来的研究表明,有细胞结构的生物和绝大多数病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,即绝大多数生物的遗传物质是DNA,因而结论是DNA是主要遗传物质。
20. 下图甲、乙分别表示酵母菌细胞和大肠杆菌中遗传信息的表达过程。图中①②表示过程,A-I表示物质,据图回答下列问题:
(1)图乙中的物质H与图甲中的______(填字母)代表同一种物质,合成该物质需要_______酶的催化。
(2)图甲中②过程表示______,图乙中两个核糖体上最终合成的物质F,G______(填“相同”或“不同”)。核糖体的移动方向是______(填“右→左”或“左→右”)。
(3)如果图乙中最终形成的肽链有25个氨基酸,则编码此肽链的基因至少有______个碱基(不考虑终止密码子)。
(4)图甲中D表示_______分子,已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,若图中D的一端的三个碱基是AUG,则其所携带的氨基酸是______。
(5)与酵母菌相比,大肠杆菌遗传信息表达过程明显不同的是_______,从细胞结构角度分析,形成这一区别的原因是______。
【答案】(1) ①. B ②. RNA聚合
(2) ①. 翻译 ②. 相同 ③. 左→右
(3)150 (4) ①. tRNA ②. 酪氨酸
(5) ①. 转录与翻译同时进行(转录还未结束,翻译已经开始) ②. 大肠杆菌属于原核细胞,无核膜包被的细胞核
【解析】
【分析】甲图中:A表示DNA,B表示RNA,C表示核糖体,D表示tRNA,E表示多肽,①表示转录,②表示翻译。乙图中:G、F表示多肽,H表示RNA,I表示模板链,③④表示多肽链;
【小问1详解】
甲乙中的H表示RNA,甲图中的B表示RNA,二者均为核糖核酸,合成RNA时需要RNA聚合酶的催化。
【小问2详解】
图甲中②过程表示翻译,图乙中,两个核糖体结合的模板mRNA相同,故最终合成的物质F、G相同。由于翻译的方向是从mRNA的5'到3'端,故核糖体移动的方向是从左→右。
【小问3详解】
在基因表达过程中,基因中的碱基数:mRNA中的碱基数:蛋白质中的氨基酸数=6:3:1,已知肽链有25个氨基酸,不考虑终止密码子,编码此肽链的基因至少有25×6=150个碱基。
【小问4详解】
图甲中D表示tRNA分子,tRNA一端的三个碱基是反密码子,与密码子互补配对,已知甲硫氨酸的密码子是AUG,若D一端的三个碱基是AUG,则其对应的密码子是UAC,所携带的氨基酸是酪氨酸。
【小问5详解】
与酵母菌(真核生物)相比,大肠杆菌(原核生物)遗传信息表达过程明显不同的是转录和翻译同时进行(转录还未结束,翻译已经开始),从细胞结构角度分析,大肠杆菌属于原核细胞,无核膜包被的细胞核,所以转录和翻译可以同时进行。
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