第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
[基础巩固]
1.下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述,正确的是 ( )
A.在转化实验中R型细菌全部转化为S型细菌
B.格里菲思的转化实验直接证明了DNA是遗传物质
C.艾弗里的转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.艾弗里的转化实验利用了自变量控制的减法原理
答案:D
2.赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记实验证明噬菌体(如下图)的遗传物质是DNA。该实验成功的关键之一是用32P标记了 ( )
A.① B.② C.③ D.①和③
答案:B
3.下图是噬菌体侵染细菌实验的部分步骤示意图,对此实验有关叙述正确的是 ( )
A.本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的
B.图示实验步骤中若混合培养后保温时间过长,则上清液中放射性会增强
C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开,再分别检测
其放射性
D.噬菌体侵染细菌的实验未能证明DNA是主要的遗传物质
答案:D
4.将甲型病毒的RNA与乙型病毒的蛋白质结合在一起,组成一个新品系,用这个病毒去感染烟草,则在烟草细胞内分离出来的病毒有 ( )
A.甲型的蛋白质和乙型的RNA
B.甲型的RNA和乙型的蛋白质
C.甲型的蛋白质和甲型的RNA
D.乙型的蛋白质和乙型的RNA
答案:C
5.下列关于遗传物质的说法,错误的是 ( )
①真核生物的遗传物质是DNA ②原核生物的遗传物质是RNA
③细胞核的遗传物质是DNA ④细胞质的遗传物质是RNA
⑤HIV的遗传物质是DNA或RNA
A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.③④⑤
答案:C
[拓展提高]
6.下列关于探究DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是( )
A.格里菲思的实验证明了DNA可以改变生物的遗传性状
B.艾弗里的实验证明了活的S型细菌能让活的R型细菌发生转化
C.赫尔希和蔡斯的实验中用32P标记噬菌体侵染普通大肠杆菌,培养时间越
长,含32P的子代噬菌体越多
D.赫尔希和蔡斯的实验中离心后上清液放射性高而沉淀物放射性低,则亲代
噬菌体应是用35S 标记的
答案:D
7.艾弗里完成肺炎链球菌体外转化实验后,持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜,而不是起遗传作用”。已知S型细菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是 ( )
A.R型细菌+S型细菌DNA→预期出现S型细菌
B.R型细菌+S型细菌DNA→预期出现抗青霉素的S型细菌
C.R型细菌+抗青霉素的S型细菌DNA→预期出现抗青霉素的S型细菌
D.R型细菌+抗青霉素的S型细菌DNA→预期出现S型细菌
答案:C
8.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后,在产生的所有子代噬菌体的组成结构中,能够找到的标记元素为 ( )
A.在外壳中只能找到35S
B.在DNA中能找到15N和32P
C.在外壳中只能找到15N
D.在DNA中能找到15N、32P和35S
答案:B
9.肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述,正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌实验中搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合
B.体内转化实验和体外转化实验都证明了DNA是转化因子
C.若将S型细菌中提取的DNA注入小鼠体内,小鼠不会死亡
D.都运用了放射性同位素标记技术研究DNA在亲代与子代之间的传递
答案:C
[挑战创新]
10.用32P和35S标记的噬菌体分别侵染细菌,经短时间保温后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物,检测上清液和沉淀物中35S和32P的放射性。据图判断下列叙述错误的是( )
甲
乙
图乙中用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质、DNA,标记元素所在部位分
别对应于图甲中的④①
B.35S标记的噬菌体侵染细菌实验中,搅拌时间过短,沉淀物中的放射性升高
C.图乙中的⑦代表搅拌后离心的过程,其中离心的目的是使吸附在细菌上的
噬菌体与细菌分离
D.35S标记的噬菌体侵染细菌实验中,保温时间过长,上清液的放射性会显著
升高
答案:D第3章 基因的本质
第4节 基因通常是有遗传效应的片段
[基础巩固]
1.下列关于基因概念的叙述,错误的是 ( )
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段
B.基因是DNA上有一定功能的碱基序列
C.基因是染色体上的DNA
D.基因是遗传物质的结构和功能单位
答案:C
2.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,错误的是 ( )
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有许多个基因
B.没有复制的每条染色体上含有一个DNA分子
C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性主要是由脱氧核苷酸的排
列顺序决定的
D.基因和染色体行为存在明显的平行关系,所以基因全部位于染色体上
答案:D
3.下列关于DNA的叙述,正确的是 ( )
A.不同的空间结构构成了DNA的多样性
B.DNA指纹技术利用的是DNA多样性的特点
C.碱基的特定排列顺序决定了DNA的特异性
D.同一生物体内不同细胞的DNA体现了多样性
答案:C
4.关于下图的叙述,正确的是 ( )
A.F的基本组成单位是图中的E
B.在细胞分裂过程中,F和H始终保持1∶1的比例关系
C.若C代表磷酸,则A是核糖
D.遗传信息是E中D的排列顺序
答案:D
5.豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是 ( )
A.基因D能控制显性性状,基因d能控制隐性性状
B.基因D、基因d所含的碱基种类不同
C.4种脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.在染色体上的位置不同
答案:C
[拓展提高]
6.大肠杆菌细胞的拟核中有1个DNA分子,长度约为4.7×106bp(碱基对),在该DNA分子上分布有大约4 400个基因,每个基因的平均长度约为1 000 bp。根据题中信息,不能得出的结论是 ( )
A.基因位于DNA分子上
B.一个DNA分子上有多个基因
C.DNA分子上有非基因片段
D.DNA分子的碱基总数与所含有的基因的碱基总数相等
答案:D
7.下列关于基因、DNA和染色体的叙述,正确的是 ( )
A.细胞中所有基因的碱基总数大于DNA的碱基总数
B.生物的体细胞中染色体、等位基因都是成对存在的
C.基因是遗传的一个基本功能单位,其化学本质是核酸
D.雌雄配子结合形成合子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合
答案:C
8.下列说法正确的是 ( )
①基因均位于染色体上 ②DNA和基因是同一概念 ③DNA是染色体的主要成分 ④基因是四种碱基对的随机排列 ⑤每条染色体上总是只含一个DNA分子 ⑥DNA是主要的遗传物质 ⑦等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上 ⑧DNA指纹技术的原理是DNA的多样性
A.①④⑤ B.③⑥
C.⑤⑥ D.⑥⑧
答案:B
9.同源染色体上的两个DNA分子大小一般是相同的,下列有关同源染色体上这两个DNA分子的同一位置上的基因的说法,错误的是 ( )
A.一定是互为等位基因
B.减数分裂过程中可能发生交叉互换
C.通常是有遗传效应的DNA片段
D.碱基的排列顺序可能相同也可能不同
答案:A
[挑战创新]
10.下图是通过荧光标记技术显示基因在染色体上位置的照片。图中字母表示存在于染色体上的部分基因,其中A和a显示黄色荧光,B和b显示红色荧光。下列关于该图的叙述,正确的是 ( )
甲 乙
A.A和a彼此分离发生在减数分裂Ⅱ的后期
B.图中染色体上的基因A与基因B遗传时遵循自由组合定律
C.据荧光点分布判断,甲、乙为一对含姐妹染色单体的同源染色体
D.甲、乙两条染色体上相同位置的四个荧光点脱氧核苷酸序列相同
答案:C(共20张PPT)
第3章 基因的本质
课堂建构
每个DNA分子
→上有许多基因
基因中的碱基数目
只有DNA碱基总数
基因是DNA片段
的一部分
只有部分碱基
参与基因组成
说明基因与DNA
基因通常是有遗传效应的
说明
基因是生物体遗传的
关系的实例
DNA片段
基因通常是有
结构单位和功能单位
遗传效应的
DNA片段
遗传信息
有遗传效应的脱氧核苷酸序列
的含义
DNA片段中
的遗传信息
多样性
DNA的
说明
生物体具有多
特点
样性和特异性
特异性(共35张PPT)
第3章 基因的本质
③在双链DNA中,非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
塑料片类型 碱基G 碱基C 碱基A 碱基T 磷酸
数量/个 10 16 16 10 52
课堂建构
将一个圆形泡沫塑料片（代表磷酸）和一
个长方形泡沫塑料片(4种不同颜色的长方
制作脱
氧核苷
形泡沫塑料片代表含氨碱基)，分别用钉
酸模型
书钉连接在一个剪好的五边形泡沫塑料片上
(代表脱氧核糖)，用同样的方法制作出
一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型
制作脱
氧核苷
将若干个制作好的脱氧核苷酸模型，按照
酸链模
一定的碱基顺序（可自行设定）依次穿在
型
长细铁丝上
按同样方法制作好DNA的另一条脱氧核苷
制作DNA
酸链（注意碱基的顺序与第一条链上碱
的平面结
基顺序互补配对，但方向相反)，用
构模型
钉书钉将两条链之间的互补碱基连接好
3',5'-磷酸Y
二酯键
氢键
G菲C
T
2
3+L
0
0.511.52
一条单链中
A+G
T+C
任
织
00.511.5
2
一条单链中
A+G
T+C
P
AD=二》T
P
C (G
P
T飞=《A
G○》@
平面结构
脱氧核苷酸链
脱氧核苷酸
碱基
+
脱氧核糖+磷酸
遵循碱基互
DNA的结构
盘旋
反向平行
补配对原则
内侧
A-T
规则的双螺
C=G
空间结构
旋结构
外侧
基本
骨架
交替连接成(共37张PPT)
第3章 基因的本质
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面_____ 表面_____
菌体
有荚膜
无荚膜
有无毒性 ___ ___
实验过程 结果分析 结论
R型活细菌 小鼠
________
R型细菌无毒性 加热致死的S型细菌体内含有 ,促使R型细菌转化为S型细菌
S型活细菌 小鼠
_______ S型细菌有毒性
③加热致死的S型细菌 小鼠_______
加热致死的S型细菌已失活,毒性消失
_____ _____活细菌 R型细菌转化为____细菌,且性状可以遗传
小鼠
亲代噬菌体 宿主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA 有 有 是遗传物质
35S标记蛋白质 无 无
课堂建构
R型细菌+S型细菌
蛋白酶
R型细菌+S型细菌
细胞提取物
十
RNA酶
R型细菌+S型细菌
酯酶
有B型细菌的培养基上培养
R型细菌+S型细菌
DNA酶
R型细菌
第1步
大肠杆菌+含35S的培养基→含35S的大肠杆菌
标记大肠杆菌
大肠杆菌+含32P的培养基→含32P的大肠杆菌
第2步
T2噬菌体+含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬
标记T2噬菌体
菌体
T2噬菌体+含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬
菌体
搅拌后离心
第3步
含35S的噬菌体+细菌
→上清液的放
已标记噬菌体
射性很高，沉淀物的放射性很低
侵染未标记的
大肠杆菌
含32P的噬菌体+细菌
搅拌后离心
·上清液的放
射性很低，沉淀物的放射性很高
a.
R型活细菌
注射
不死亡
b.
S型活细菌
注射
小
死亡，分离出S型活细菌
加热后致死
注射
的S型细菌
不死亡
R型活细菌+
混合
鼠
死亡，分离出S型和R型
d.
加热后致死
注射
的S型细菌
活细菌
35S标记蛋白侵染
细菌→
搅拌、结果厂上清液放射性高
质的噬茵体
离心
沉淀物放射性低
32P标记DNA侵染细菌→
搅拌、结果
的噬菌体
离心
上清液放射性低
沉淀物放射性高
相互对照
DNA是遗传物质
得出结论
多数认为蛋白质是
生物
早期推测
肺炎链球菌
生物体的遗传物质
结论
DNA是遗
体的
的转化实验
传物质
遗传
物质
后期
DNA是主要
实验验证
噬菌体侵染
结论
DNA是遗
结论
的遗传物质
细菌的实验
传物质
推出
烟草花叶病
结论
RNA是遗
多数生物的遗传
毒重建实验
传物质
物质为DNA(共28张PPT)
第3章 基因的本质
两条链标记情况 相对分子质量 离心位置
都是15N 最大 试管的 部
一条15N,一条14N 适中 试管的 部
都是14N 最小 试管的 部
课堂建构
①需要细胞提供能量
解旋
G●
②需要解旋酶的作用
③结果：把DNA双螺旋的两条链解开
①模板：解开的每一条母链
Q （2)
合成子链
②原料：游离的4种脱氧核苷酸
③酶：
DNA聚合酶等
④原则：碱基互补配对原则
形成子代DNA：每条新链与其对应的模板链
盘绕成双螺旋结构
母链
对照
亲代
轻
中
重-
全轻
全重
全中
14N/14N-DNA 15N/15N-DNA
轻中
证明
实验证据
半保留复制
准确复制原因
精确模板、碱基互补配对原则
时间
特点
细胞分裂前的间期
DNA的复制
边解旋边复制
意义
过程
使复制快速进行
解旋
合成子链
形成子代DNA第3章 基因的本质
第3节 DNA的复制
[基础巩固]
1.DNA复制的方式是 ( )
A.不保留复制 B.全保留复制
C.先全解旋后复制 D.半保留复制
答案:D
2.某研究小组进行“探究DNA复制方式”的实验,结果如下图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或 15NH4Cl,①②③表示离心管,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是( )
① ② ③
A.本实验运用了同位素标记技术和密度梯度离心技术
B.①是大肠杆菌在14NH4Cl的培养液中培养的结果
C.②中大肠杆菌的DNA都含14N/15N
D.实验结果说明DNA的复制方式是半保留复制
答案:B
3.下列关于DNA复制的叙述,错误的是 ( )
A.DNA复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
B.DNA复制是一个边解旋边复制的过程
C.DNA复制只发生在细胞分裂前的间期
D.DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件
答案:C
4.用15N标记一个含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA在14N的培养基中连续复制4次,其结果不可能是 ( )
A.含有15N的DNA占
B.含有14N的DNA占
C.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D.共产生16个DNA分子
答案:B
5.下列关于DNA复制的叙述,正确的是 ( )
A.脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链
B.在复制过程中,DNA先解旋后复制
C.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
D.DNA在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸
答案:A
[拓展提高]
6.下图所示为DNA复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链,下列叙述错误的是 ( )
A.b和c的碱基序列互补
B.a和c的碱基序列互补
C.a链中的比值与b链中同项比值相同
D.a链中的比值与c链中同项比值相同
答案:B
7.含15N标记的双链DNA含有200个碱基对,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的30%;其中的一条链上腺嘌呤有20个,下列表述正确的是 ( )
A.该DNA中的碱基排列方式共有4200种
B.该DNA中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=2∶2∶3∶3
C.该DNA连续复制2次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸560个
D.该DNA在含14N的培养基中连续复制3次,含15N标记的DNA占25%
答案:D
8.已知一个完全标记上15N的DNA含100个碱基对,其中有腺嘌呤40个。经过n次复制后,不含15N的DNA总数与含15N的DNA总数之比为7∶1。若需游离的胞嘧啶为m个,则n、m分别是 ( )
A.3、900 B.3、420 C.4、420 D.4、900
答案:D
9.研究人员将一个含14N /14N-DNA的大肠杆菌转移到含15N的培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理,即解开双螺旋,变成单链;然后进行密度梯度离心,试管中出现的两种条带含量如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.子代DNA分子共有8个,其中1个DNA分子含有14N
B.该实验可用来探究DNA的半保留复制方式和细胞周期持续时间
C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D.若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心,则相应的条带含量比为1∶3
答案:D
[挑战创新]
10.下图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙),请据图回答下列问题。
甲 乙
(1)图甲为DNA的结构示意图,其基本骨架由 和 (填序号)交替排列构成,④为 。
(2)从图乙可看出,该过程是从 个起点开始复制的,从而 复制速率;图中所示的酶为 酶,作用于图甲中的 (填序号)。
(3)若用一个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,释放出300个子代噬菌体,其中含有32P的噬菌体所占的比例是 。
(4)若图甲中的亲代DNA含有100个碱基对,将该DNA放在含有用32P标记的脱氧核糖核苷酸培养液中复制一次,则子代DNA的相对分子质量比原来增加 。
(5)若图乙中亲代DNA在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA经过n次复制后,发生差错的DNA占DNA总数的 。
解析:(1)DNA的基本骨架由①磷酸和②脱氧核糖交替连接构成。图中的④是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸。(2)分析图乙,该过程有多个复制起点,这样可以大大提高复制的速率。图中所示的酶使碱基对间的氢键(图甲中的⑨)断裂,使DNA双链解旋,应为解旋酶。(3)用32P标记的一个噬菌体侵染大肠杆菌,根据DNA半保留复制的特点,则新形成的300个噬菌体中有2个含32P,占。(4)亲代DNA含有100个碱基对,在含有用32P标记的脱氧核糖核苷酸的培养液中复制一次形成的子代DNA一条链含32P,一条链含31P,标记部分的脱氧核糖核苷酸比未标记的相对分子质量增加1,因此相对分子质量增加100。(5)DNA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都是异常的,以碱基没有发生突变的单链为模板合成的DNA都是正常的,因此无论复制多少次,发生差错的DNA都占。
答案:(1)① ② 胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
(2)多 提高 解旋 ⑨
(3) (4)100 (5) 章末整合提升
第1节 肺炎链球菌、S型细菌、R型细菌、转化、DNA酶、T2噬菌体、放射性同位素标记技术
第2节 DNA双螺旋结构、碱基、碱基对、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、氢键、碱基互补配对原则
第3、4节 复制、解旋、模板、解旋酶、DNA聚合酶、半保留复制、边解旋边复制、遗传效应、遗传信息
第1节 1.R型细菌无毒性、S型细菌有毒性 2.无毒性的R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后,转化为有毒性的S型活细菌 3.格里菲思的实验证明S型细菌内含有某种转化因子,但并未证明转化因子是DNA 4.艾弗里的实验证明DNA是遗传物质 5.噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质 6.烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 7.绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质
第2节 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;碱基排列在内侧 2.DNA两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对 3.双链DNA中,嘌呤碱基数=嘧啶碱基数,即A+G=T+C 4.在DNA中碱基A一定与碱基T配对,且之间含有2个氢键;碱基G一定与碱基C配对,且之间含有3个氢键,因此DNA中C—G(或G—C)碱基对越多,DNA的结构相对越稳定
第3、4节 1.DNA的复制是一个边解旋边复制的过程 2.DNA复制是半保留复制 3.参与DNA复制的酶包括解旋酶和DNA聚合酶 4.DNA复制的基本条件:DNA模板、游离的4种脱氧核苷酸、能量和酶 5.基因通常是有遗传效应的DNA片段 6.遗传信息蕴藏在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的多样性,而碱基特定的排列顺序,又构成了每个DNA分子的特异性
发展路径 通过对肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌等实验的学习,认同科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。
问题情境
1.领悟生物学家在研究“遗传物质是核酸”的有关实验中,所持有的观点以及解决问题的思路和方法,其中正确的是 ( )
A.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明R型细菌中存在转化因子
B.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是生物的主要遗传物质
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是标记噬菌体→噬菌体与未
标记的细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性
D.噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合,而离
心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
答案:C
素养阐释
(1)肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验,其中格里菲思的体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里的体外转化实验证明DNA是遗传物质。
(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌→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。肺炎链球菌的体外转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验,都离不开严谨的推理和确凿的实验证据。
发展路径 基于对DNA的结构特点以及DNA半保留复制机制的理解,进一步形成结构与功能相适应的观念。
问题情境
2.图甲是DNA的局部组成示意图,图乙表示DNA的复制过程。请回答以下问题。
甲 乙
(1)图甲中有 种碱基,有 个游离的磷酸基团。从主链上看,两条单链的方向 ,从碱基关系看,两条单链 。
(2)图乙的DNA复制过程中除了需要模板和酶外,还需要 等条件,保证DNA复制精确无误地进行的关键是 。
(3)若图乙所示DNA含有48 502个碱基对,而子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA复制约需要30 s,而实际时间远远少于30 s,根据图分析是因为 ; 由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA的复制是 。
解析:(1)由图看出DNA中有A、T、C、G 4种碱基,每一条单链都有一个游离的磷酸基团,所以一共有2个游离的磷酸基团,两条链的方向相反且平行,碱基遵循互补配对原则。(2)图乙的DNA复制过程中除了需要模板和酶外,还需要游离的4种脱氧核苷酸为原料,ATP提供能量。保证DNA复制精确无误地进行的关键是DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。(3)从图中可以看出DNA复制是双向复制的,并且是多起点同时进行,节省了复制所需的时间;图乙中延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明了DNA的复制是边解旋边复制。
答案:(1)4 2 反向平行 互补配对
(2)原料、能量 DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行
(3)复制是双向多起点进行的 边解旋边复制
素养阐释
DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要模板、原料、能量和酶等基本条件。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。DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性。这体现了结构与功能相适应的观念。第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
[基础巩固]
1.1953年,沃森和克里克建立了DNA的结构模型,两位科学家于1962年获得了诺贝尔生理学或医学奖。下列关于DNA双螺旋结构的特点的叙述,错误的是 ( )
A.DNA由两条反向平行的链组成
B.DNA中A+T的数量一定等于G+C的数量
C.脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧
D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
答案:B
2.下列关于双链DNA的叙述,错误的是 ( )
A.DNA中磷酸与五碳糖交替排列,双链反向平行
B.若一条链上A的数目大于T,则另一条链上A的数目小于T
C.DNA中碱基排列在内侧,构成基本骨架
D.若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链上的A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3
答案:C
3.下图能够正确表示连接成核苷酸的是 ( )
A B C D
答案:C
4.组成DNA的碱基只有4种,4种碱基的配对方式只有 2种,但DNA具有多样性和特异性,主要原因是 ( )
A.DNA是高分子化合物
B.脱氧核糖的结构不同
C.磷酸的排列方式不同
D.碱基数目很多,碱基的排列顺序不同
答案:D
5.某双链DNA含150个碱基对,已知腺嘌呤(A)的数目占30%,则鸟嘌呤(G)有 ( )
A.30个 B.40个 C.50个 D.60个
答案:D
[拓展提高]
6.下列有关DNA结构的叙述,正确的是 ( )
A.细胞内的DNA均是由两条脱氧核苷酸链构成的链状结构
B.一个双链DNA中的嘌呤数和嘧啶数均占碱基总数的50%
C.双链DNA中碱基A、T的含量越高,DNA的结构越稳定
D.DNA彻底水解后可获得4种不同的小分子物质
答案:B
7.下列关于真核生物核DNA结构的叙述,正确的是 ( )
A.每个碱基均连着一个磷酸和一个脱氧核糖
B.双链DNA的特异性表现在的比例上
C.某双链DNA中一条链上A∶T=1∶2,则该DNA中 A∶T=2∶1
D.检测某生物样品中碱基比例,嘌呤含量不等于嘧啶含量,该生物样品不可
能是噬菌体
答案:D
8.甲同学在学习了DNA、RNA的结构后,绘制了下图所示的含有两个碱基对的DNA片段(“c”代表磷酸基团)。下列几名同学对此图的评价,正确的是 ( )
A.甲:物质组成和结构上没有错误
B.乙:只有一处错误,就是U应改为T
C.丙:至少有两处错误,其中磷酸不能直接相连
D.丁:他画的如果是双链RNA,就没有错误
答案:C
9.在搭建DNA结构模型的实验中,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14个,脱氧核糖塑料片 40个,磷酸塑料片100个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖和碱基之间的连接物若干,则 ( )
A.能搭建出20个脱氧核苷酸
B.所搭建的DNA片段最长为7个碱基对
C.能搭建出一个4碱基对的DNA片段
D.能搭建410种不同的DNA结构模型
答案:C
[挑战创新]
10.核苷酸可通过脱水形成多核苷酸,与多肽一样,一个核苷酸的磷酸基团与下一个单体的糖相连。结果,在多核苷酸中形成了一个重复出现的糖—磷酸主链(如下图所示),碱基序列从左至右依次是T、G、C、T、A,据此判断,下列叙述正确的是 ( )
A.该图所示化合物的组成元素只有C、H、O、N
B.图中结构由4种脱氧核糖核苷酸构成
C.在合成该图所示化合物时,需脱去5分子水,相对分子质量减少90
D.在该图所示化合物分子结构中,一个磷酸基团和一个五碳糖相连
答案:B第3章质量评估
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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.在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是 ( )
①DNA的X光衍射实验 ②噬菌体侵染细菌的实验 ③肺炎链球菌体外转化实验 ④孟德尔的豌豆杂交实验 ⑤摩尔根的果蝇杂交实验
A.①②③ B.②③ C.②③④ D.④⑤
答案:B
2.1928年,格里菲思的肺炎链球菌的转化实验,成功地证明了 ( )
A.已加热致死的S型细菌中,DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性
B.已加热致死的S型细菌中,含有促使R型细菌发生转化的活性物质
C.DNA是遗传物质
D.DNA是主要遗传物质
答案:B
3.下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述,正确的是 ( )
A.分别给小鼠注射R型活细菌和加热致死的S型细菌,小鼠均不死亡
B.用含35S标记的噬菌体侵染细菌,子代噬菌体中也有35S标记
C.用烟草花叶病毒核心部分感染烟草,可证明DNA是遗传物质
D.用含32P标记的噬菌体侵染细菌,离心后上清液中具有较强的放射性
答案:A
4.下列关于噬菌体侵染细菌的实验的说法,错误的是 ( )
A.用含35S的培养基培养未被标记的T2噬菌体,一段时间后可得到被35S标记
的T2噬菌体
B.实验中离心的目的是让上清液析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物留
下被感染的大肠杆菌
C.T2噬菌体是一种病毒,没有细胞结构
D.在该实验中,用被35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验组,若操作规范,
离心后上清液中放射性很高
答案:A
5.在探究核酸是遗传物质的科学历程中,有如下重要实验:噬菌体侵染细菌实验、肺炎链球菌转化实验。下列叙述正确的是 ( )
A.用35S标记的T2噬菌体感染不具有放射性的细菌,少量子代噬菌体会含有
35S
B.加热致死的S型细菌和活的R型细菌混合注入小鼠体内,不会使小鼠患败
血症
C.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保
温培养
D.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染细菌后产生的子代噬菌
体不都具有放射性
答:D
6.下列有关DNA双螺旋结构的主要特点的叙述,错误的是 ( )
A.两条链是按反向平行方式盘旋成双螺旋结构的
B.脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧
C.腺嘌呤和尿嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶配对排列在内侧
D.两条链的碱基和碱基之间靠氢键相连
答案:C
7.正常情况下,一个DNA复制一次后形成 ( )
A.四个相同的DNA
B.四个不同的DNA
C.两个相同的DNA
D.两个不同的DNA
答案:C
8.下列关于基因、DNA、遗传信息和染色体的描述,错误的是 ( )
A.基因在染色体上呈线性排列
B.染色体是基因的主要载体
C.基因通常是有遗传效应的DNA片段
D.每条染色体上只含有1个DNA分子
答案:D
9.在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的54%,若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的22%,胸腺嘧啶占28%,则另一条链上,胞嘧啶、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的 ( )
A.24%、26% B.22%、28%
C.27%、23% D.20%、30%
答案:A
10.下列有关DNA复制的叙述,正确的是 ( )
A.DNA复制发生于细胞分裂的前期
B.复制过程遵循碱基互补配对原则,即A与U配对、G与C配对
C.DNA复制过程是先完全解旋后开始碱基配对形成子链
D.真核细胞内DNA的复制可以发生在细胞核和细胞质中
答案:D
11.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.孟德尔发现遗传因子但并未证实其化学本质
B.噬菌体侵染细菌的实验比肺炎链球菌的体外转化实验更具说服力
C.噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质
D.烟草花叶病毒感染烟草的实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
答案:C
12.取一个含有一对同源染色体的受精卵,让其在含被3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一次细胞分裂,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一次细胞分裂。下列叙述错误的是 ( )
A.第一次细胞分裂中,细胞内放射性迅速升高的时期在细胞分裂前的间期
B.第一次细胞分裂结束后,每个子细胞中都有一半的染色体被标记
C.第二次细胞分裂的中期,每条染色体中仅有一条染色单体被标记
D.第二次细胞分裂结束后,每个子细胞中含3H的染色体数目可能不同
答案:B
13.某科学家模拟肺炎链球菌的转化实验(如下图所示),下列相关叙述正确的是 ( )
A.活细菌1是有荚膜的R型细菌,活细菌3是无荚膜的S型细菌
B.由实验结果可知,活细菌3或死细菌2都能使小鼠死亡
C.从鼠Y的血液中分离出的活细菌3是由活细菌1转化而来的
D.在鼠W的血液中能分离出活细菌1和活细菌3
答案:C
14.下图为核苷酸的模式图,下列相关说法正确的是 ( )
A.DNA与RNA的不同点只体现在②处
B.若②为核糖,则③可以是胸腺嘧啶
C.在T2噬菌体中核苷酸共有5种
D.人体内的③有5种,②有2种
答案:D
15.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后,使细菌的DNA皆含有15N,然后再移入含14N的培养基中培养,提取其子代的DNA进行梯度离心,下图①~⑤为可能的结果,下列叙述错误的是 ( )
A.第一次分裂的子代DNA应为②
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA应为③
D.亲代的DNA应为④
答案:D
16.若以一个含500个碱基对的DNA(不含放射性)为模板,在含15N的环境中复制n次,下列相关叙述正确的是 ( )
A.DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶
B.子代DNA中,两条链均含有15N的DNA有2n个
C.细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中
D.复制过程中,需要消耗(2n-1)×1 000个核糖核苷酸
答案:A
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
17.(10分)下图是烟草花叶病毒侵染烟草的实验,回答下列相关问题。
甲
乙
丙
(1)据图丙可知,从烟草花叶病毒分离出来的 可以侵染正常烟叶,使其出现病态,且从病态叶中可以分离得到烟草花叶病毒的子代。
(2)图乙的实验结果是烟叶 (填“有”或“没有”)感染烟草花叶病毒。
(3)由甲、乙、丙三组实验可知: 是烟草花叶病毒的遗传物质, 不是其遗传物质。
(4)除自变量不同以外,无关变量均保持相同且适宜,这是实验设计中
的 (填“可重复性”“对照”或“单一变量”)原则。
答案:(1)RNA (2)没有 (3)RNA 蛋白质 (4)单一变量
18.(15分)下图为DNA结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)6的名称是 ,5的名称是 。
(2)2的名称是 ,7的名称是 。
(3)DNA的基本骨架是 。遗传信息蕴藏在 , 基因通常是有 的DNA片段。DNA的空间结构是规则的 结构。
(4)若8代表的脱氧核苷酸链中为36%,则在整个DNA分子中的比值为 。的比值越 (填“大”或“小”),DNA的结构相对越稳定。
(5)若一对同源染色体上相同位置的DNA片段上是基因D与d,则这两段DNA的根本区别是 。
答案:(1)碱基对 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (2)脱氧核糖 氢键 (3)脱氧核糖和磷酸交替连接 4种碱基的排列顺序之中 遗传效应 双螺旋 (4)36% 小 (5)碱基的排列顺序不同
19.(10分)同位素标记法是一种常用的实验方法,请根据题意回答问题。
(1)用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制3次,则含有14N的DNA占全部DNA的比例和含15N的DNA链占全部DNA单链的比例依次 为 和 。
(2)经32P充分标记的某动物精原细胞置于不含32P的培养液中,在适宜条件下先进行了一次有丝分裂,紧接着再连续进行了两次细胞分裂(第二次和第三次),若某细胞中含32P的染色体比例、含32P的核DNA比例均为,则该细胞可能处于 。
A.第二次分裂(有丝分裂)后期
B.第二次分裂(减数分裂Ⅰ)后期
C.第三次分裂(有丝分裂)后期
D.第三次分裂(减数分裂Ⅱ)后期
(3)果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞,它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养,使其连续分裂,那么将会在第 次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期分别有8条、16条被标记的染色体。
答案:(1)1 (2)ACD (3)一
20.(15分)将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养数代后,大肠杆菌细胞中的DNA均被15N标记,然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中繁殖两代,亲代、子一代、子二代大肠杆菌的状况如下图所示。据图回答下列问题。
(1)本实验可以说明DNA的复制方式是 。
(2)如果将子二代大肠杆菌的DNA总量记作1,则其中含15N的子二代大肠杆菌DNA约占总量的 。
(3)如果将子二代大肠杆菌的DNA单链总数记作1,则其中含15N的子二代大肠杆菌DNA单链约占总量的 。
(4)子代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同的原因是 。
(5)如用某种离心方法分离得到子二代大肠杆菌的DNA,请你将DNA可能出现在试管中的位置在下图中标出。
答案:(1)半保留复制 (2)50% (3)25% (4)它们均是以亲代15N标记的DNA双链的每条链为模板,按照碱基互补配对原则合成的
(5)如图所示
21.(10分)下图所示为细胞中与基因有关的物质或结构,请分析并回答下列问题。
(1)细胞内的遗传物质是[ ] 。
(2)遗传物质的主要载体是[ ] 。
(3)b被彻底水解后的产物是 (填字母)。一般可得到 种小分子物质。
(4)如果基因存在于 上,则其遗传方式与性别相关联,称为伴性遗传。这种遗传方式既遵循 定律,又有特殊性。
(5)b的空间结构一般表现为 ,若其中=0.5,则A占总碱基数的比例为 。
答案:(1)b DNA (2)a 染色体 (3)d、e、f 6 (4)性染色体 基因分离 (5)双螺旋
