【高考生物分层训练人教版2019】专题10 基因的本质(困难)(含解析)

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名称 【高考生物分层训练人教版2019】专题10 基因的本质(困难)(含解析)
格式 docx
文件大小 125.7KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-01-09 00:46:35

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【人教版2019】2023届高中生物分层训练—专题10 基因的本质(困难)
满分:100分
一、单选题(共7题;共14分)
1.(2分)染色体、DNA,基因、脱氧核苷酸之间具有一定的逻辑关系,下列叙述错误的是(  )
A.在DNA分子结构中,一个脱氧核苷酸中的磷酸与脱氧核糖之间是以磷酸二酯键相连
B.基因是具有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性是由脱氧核苷酸排列顺序和数量决定的
D.染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有1个或2个DNA分子
2.(2分)20世纪50年代初,查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析,发现(A+T)/(C+G)的比值如下表。结合所学知识,你认为能得出的结论是(  )
DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾
(A+T)/(C+G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些
B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C.小麦DNA中(A+T)的数量是鼠DNA中(G+C)数量的1.21倍
D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
3.(2分)将某哺乳动物(2n=16)1个精原细胞中所有染色体上的DNA均用15N标记。现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂,产生四个子细胞,分裂过程中无基因突变和染色体畸变发生。下列叙述中正确的是(  )
A.若四个子细胞中的核DNA均含15N,则第二次分裂后期细胞有4个染色体组
B.若四个子细胞中有一半核DNA均含15N,则第二次分裂后期细胞有2个染色体组
C.若四个子细胞中均含16条染色体,则含有标记的子细胞数目为2个
D.若四个子细胞中均含8条染色体,则含有标记的子细胞数目为4个
4.(2分)(2021高一下·龙泉驿期末)某双链DNA分子中含100个碱基对,一条链上A:T:G:C=4:3:2:1,下列相关叙述正确的的是(  )
A.该DNA分子中4种含氮碱基A:T:G:C的比例是7:7:4:4
B.该DNA分子碱基的排列方式可能有4200种
C.该DNA分子中氢键数目是260个
D.该DNA分子第3次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸280个
5.(2分)若某二倍体高等动物(2n=4)的基因型为DdEe,其1个精原细胞(DNA被32p全部标记)在无标记的培养液中培养一段时间,分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示,图中细胞有2条染色体DNA含有32P。下列叙述正确的是(  )
A.具有放射性的2条染色体来自染色单体分开形成
B.该精原细胞形成这个细胞的过程中可能已经历了3次胞质分裂
C.与图中细胞同时形成的另一细胞的基因型必为ddEE
D.该精原细胞产生的具有32P的精细胞数量只可能是2个、3个或4个
6.(2分)(2022·蕲春模拟)动物细胞的线粒体DNA分子上有两个复制起始区OH和OL。该DNA复制时,OH首先被启动,以L链为模板合成M链,当M链合成约2/3时,OL启动,以H链为模板合成N链,最终合成两个环状双螺旋DNA分子,该过程如下图所示。下列叙述正确的是(  )
A.复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是DNA聚合酶
B.合成M链和N链时方向相反是因为起始区解旋方向不同
C.复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘌呤数一定相同
D.线粒体环状DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸相连
7.(2分)用15N标记的DNA分子(第一代),放入只含14N的环境条件下复制两次得到第二代、第三代DNA,将这三代DNA进行如下操作:a密度梯度离心;b将DNA分子双螺旋解开后再进行密度梯度离心。a、b两次离心的结果不可能是下图中的(  )
③⑤ B.③④⑤ C.③⑥ D.③④⑥
二、多选题(共2题;共8分)
8.(4分)(2022高一下·阜宁期中)研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行以下实验。其中小鼠可存活的有(  )
A.S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
B.R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
C.R型菌→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
D.S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
9.(4分)在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N-DNA(相对分子质量为a)和15N-DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖两代(Ⅰ和II),用离心方法分离得到的结果如图所示。下列有关此实验的叙述正确的是(  )
A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14N
B.II代细菌含15N的DNA分子占全部DNA的1/2
C.预计III代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a+b)/8
D.亲代→Ⅰ代的结果就能证明DNA复制方式为半保留复制
三、综合题(共2题;除特殊说明外,每空2分,共38分)
10.(16分)下图甲、乙表示某基因型为TtQq的精原细胞分裂过程中两个时期的细胞分裂示意图,图丙表示该细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化。不考虑基因突变,回答下列问题∶
(1)图甲细胞的名称为   ,由甲至乙发生的可遗传变异为   ,与乙细胞来自同一个次级精母细胞的精细胞的基因型为   。
(2)图丙中c~d段的细胞中,染色体数   (填“一定”或“不一定”)相同,染色体组数   (填“一定”或“不一定”)相同。d~e段染色体的变化是   。
(3)该生物2N=20,若将其精原细胞置于含15N的培养液中培养,连续进行两次有丝分裂,最终形成的细胞中只含15N的染色体为   条;若其进行减数分裂,形成的精细胞中只含15N的染色体为   条。
11.(22分)(2022高三上·高邮开学考)图一表示某自花传粉植物的花色遗传情况,图二为基因控制该植物花色性状的方式图解。请回答下列问题:
(1)A与a基因的本质区别是   。
(2)利用该种植物进行杂交实验,应在花未成熟时对   (填“母本”或“父本”)进行去雄,在去雄和人工授粉后均需要套袋,目的是   。
(3)该植物花色性状的遗传遵循   ,判断依据是   (3分)。
(4)图一F2紫花中能稳定遗传的占   ,F2中的白花植株的基因型有   种。让F2中的蓝花植株进行自交,则理论上子代蓝花植株中纯合子所占的比例为   。
(5)(3分)让图一中的F1进行测交,则后代表现型及比例为   。
(6)西葫芦是一种雌雄异花同株的植物,其皮色性状中的黄皮基因(M)对绿皮基因(m)为显性,但有白皮显性基因(W)存在时,基因M和m都不能表达。已知这两对等位基因独立遗传,下列叙述正确的是(  )
A.西葫芦皮色能稳定遗传的植株的基因型共有5种
B.基因型为mmW_的西葫芦由于没有M基因,所以表现为白色
C.基因型为Mmww与基因型为mmWw的植株测交,后代有3种表现型
D.基因型为MmWw的西葫芦自交,后代表现型比例为9:3:4
四、实验探究题(共3题;除特殊说明外,每空2分,共40分)
12.(16分)在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)以下是某同学总结的噬菌体侵染细菌实验的步骤。
①在含35S和32P的培养基中培养大肠杆菌→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与未被标记的大肠杆菌混合→④经过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
Ⅰ.上述步骤存在两处错误,请改正。
第一处:   ;
第二处:   。
Ⅱ.该实验如果保温时间过长,32P标记噬菌体的一组上清液的放射性会   ,沉淀物的放射性会   。
Ⅲ.两位科学家进行实验时,搅拌不同时间分别检测上清液的放射性,结果如下表。
搅拌持续时间(min) 1 2 3 4 5
上清液35S所占比例(%) 50 70 75 80 80
上清液32P所占比例(%) 21 25 28 30 30
被侵染细菌成活率(%) 100 100 100 100 100
搅拌5min时,被侵染的大肠杆菌成活率为100%,细菌没有被裂解,而上清液中仍有32P放射性出现,说明   。
(2)艾弗里的肺炎链球菌转化实验应用了自变量控制中的减法原理。某生物活动小组借鉴该实验来探究H9N6禽流感病毒的遗传物质种类,他们设计了以下实验方案,请对该方案进行补充完善(将答案填在方案后的横线上)。
材料用具
显微注射器,H9N6禽流感病毒的核酸提取液,活鸡胚细胞,DNA酶,RNA酶,生理盐水等。
方法步骤
Ⅰ.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、b两支试管中分别加入等量的相同浓度的DNA酶、RNA酶,在c试管中加入   。
Ⅱ.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。
Ⅲ.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。
预测实验结果及结论
①   ;
②   ;
③若甲、乙、丙三组均有病毒产生,则说明该病毒遗传物质既不是DNA,也不是RNA。
13.(14分)一种两性花有红花、黄花、白花、粉红花和紫花5种表型。回答下列有关问题:
(1)若该植株花色由基因A/a、B/b控制,A基因(位于Ⅱ号染色体)能控制合成某种酶,能产生粉色色素.使花呈现出粉色,A基因纯合时,花色转化为红色,B基因(位于I号染色体)控制产生的酶能使粉色色素转化为黄色、使红色色素转化为紫色,其他情况没有色素产生,花为白色。某植株自交能产生5种花色,该植株的花色为   ,其自交后代中黄花:白花:紫花:粉花:红花=   .
(2)偶然发现一株白花植株自交时,子代中5种性状都有,进一步研究发现,该植物体内的一条Ⅲ号染色体上出现了一个显性基因D(其等位基因为d),该显性基因可抑制基因A和基因B的表达。
①等位基因D和d的本质区别是   。
②该白花植株自交产生的后代中.黄花所占的比例为   。
(3)(6分)现有不同花色的植株若干,请设计实验通过一次杂交实验来确定某白色植株(已知该个体不含D基因)的基因型(要求:写出实验思路、预期实验结果得出实验结论)。
14.(10分)在研究DNA复制机制的过程中,为验证DNA分子的半保留复制方式,研究者以蚕豆根尖进行实验,主要步骤如下:
步骤①:将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中,培养大约一个细胞周期的时间。
步骤②:取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质的培养液中,继续培养大约两个细胞周期的时间。分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。
(1)(2分)本实验最主要的研究方法称为   。步骤①的目的是标记细胞中的   分子。
(2)若第一个细胞周期的检测结果是每条染色体的姐妹染色单体都具有放射性,如图A所示。第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的   (填字母),且第三个细胞周期的放射性检测结果符合图中的   (填字母),说明DNA分子的复制方式为半保留复制。
(3)DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要   和酶等基本条件。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A、磷酸二酯键是两个相邻的核苷酸相互连接时经脱水缩合形成的,一个脱氧核苷酸中没有磷酸二酯键,A错误;
B、基因是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上含有许多个基因,B正确;
C、基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,且脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序代表遗传信息,也决定了基因的特异性,C正确;
D、DNA主要分布在染色体上,一条染色体含1个DNA分子,经过DNA复制后一条染色体上含有2个DNA分子,D正确。
故答案为:A。
【分析】 1、基因的本质通常是是具有遗传效应上的DNA片段,属于DNA的一部分,碱基长度小于DNA,基因是遗传和进化的基本结构和功能单位;
2、DNA的中文名称是脱氧核酸,由4种脱氧核苷酸组成的2条反向平行的脱氧核苷酸链,空间上呈螺旋状,由于组成DNA的脱氧核苷酸的数目和排列顺序千变万化,故DNA具有多样性,由于每个DNA分子有自己特定的碱基排列顺序(脱氧核苷酸排列顺序),故DNA具有特异性;
3、染色体是由DNA和相关蛋白质组成的结构,存在于真核细胞细胞核之中,染色体被认为是DNA的载体,在细胞分裂间期时发生复制。
2.【答案】D
【解析】【解答】由于碱基A与T之间有两个氢键,而G与C之间有三个氢键,故DNA分子中G+C之和所占比例越大(即(A+T)/(C+G)比值越小),分子结构越稳定,故大肠杆菌的DNA分子结构最稳定,A错误;小麦和小鼠的DNA所携带的遗传信息不同,B错误;小麦中(A+T)/(C+G)的比值为1.21,说明小麦中A+T的数量是小麦G+C数量的1.21倍,但不一定是小鼠中G+C数量的1.21倍,C错误;同一生物的不同组织的核DNA相同,故碱基比例相同,D正确。
【分析】 DNA分子含有A、T、C和G四种碱基,且A和T之间通过两个氢键链接,G和C通过三个氢键链接,C和G含量高低决定DNA分子结构是否相对稳定。不同的DNA分子,DNA分子的脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同,决定DNA分子的多样性。一般情况下,同一个生物机体由同一个受精卵发育而来,机体每个细胞的遗传物质相同。
3.【答案】D
【解析】【解答】A、若四个子细胞中的核DNA均含15N,则细胞进行的是减数分裂或有丝分裂,若细胞进行的是减数分裂,则第二次分裂后期(减数第二次分裂后期)细胞有2个染色体组,A错误;
B、若四个子细胞中有一半核DNA含15N,则细胞进行的是有丝分裂,第二次分裂后期细胞(有丝分裂后期)染色体数目加倍,有4个染色体组,B错误;
C、若四个子细胞中均含16条染色体,则细胞进行的是有丝分裂,由于DNA的半保留复制,在第一次有丝分裂完成后,细胞中的染色体DNA都只有一条链被标记;再进行一次复制后,被标记的染色体在有丝分裂后期随机组合,则含有标记的子细胞数目为2个、3个或4个,C错误;
D、若四个子细胞中均含8条染色体,说明进行的是减数分裂,在减数分裂过程中DNA复制一次,细胞连续分裂两次,则含有标记的子细胞数目为4个,D正确。
故答案为:D。
【分析】DNA复制是半保留复制方式。有丝分裂遗传物质复制一次细胞分裂一次,减数分裂遗传物质复制一次细胞连续分裂两次。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、据分析可知该DNA分子中4种含氮碱基A:T:G:C的比例是7:7:3:3,A错误;
B、该DNA分子中虽然含有100个碱基对,但是碱基比例已经确定,碱基的排列方式少于有4100种,B错误;
C、A=T中含有2个氢键,C=G之间含有3个氢键,该DNA分子中氢键数目是70×2+30×3=230个,C错误;
D、该DNA分子第3次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸为m(2n-1)=70×(23-1)=280个,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律:
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。
(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相同,即若在一条链中(A+T)/(G+C)=m,则在互补链及整个 DNA 分子中都有(A+T)/(G+C)=m。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中 (A+G)/(T+C)=a,则在其互补中链中(A+G)/(T+C)=1/a,而在整个 DNA 分子中(A+G)/(T+C)=1。
2、 DNA 复制中消耗的脱氧核苷酸数: ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸为m·(2n-1)。 ②第n次复制所需该种脱氧核苷酸数为m·[(2n-1)-(2n-1-1)]=m·2n-1 。
5.【答案】D
【解析】【解答】A、具有放射性的2条染色体来自非同源染色体的染色单体分开形成,A错误;
B、该精原细胞形成图中细胞的过程至少经历了两次胞质分裂,有丝分裂和减数第一次分裂,B错误;
C、形成图中细胞的过程中可能发生了基因突变,所以与图中细胞同时形成的另一细胞的基因型可能是ddEE或DDEE,C错误;
D、该精原细胞产生的具有32P的精细胞数量可能是2个、3个或4个,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④未期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)。DNA分子复制时,以DNA的两条链为模板,合成两条新的子链,每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链,称为半保留复制。
3、由题意可知:图中细胞是由精原细胞直接分裂而来,则4条染色体DNA都应该含有32p,而图中细胞只有2条染色体DNA含有32p,则说明精原细胞先进行了有丝分裂,之后进行的减数分裂。
6.【答案】D
【解析】【解答】DNA分子复制开始时,首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下进行解旋,可见,复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是解旋酶,A错误;组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构,而DNA聚合酶只能从DNA的3ˊ端延伸DNA链,所以合成M链和N链时方向相反,B错误;依据碱基互补配对原则和图示分析可知:复制完成后M链与N链中的碱基A=T、C=G,因此复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘧啶数一定相同,C错误;线粒体环状DNA分子中没有游离的磷酸基团,每个脱氧核糖都与两个磷酸相连,D正确。
【分析】DNA复制:
(1)时间:在细胞分裂前的间期,随染色体的复制完成。
(2)场所:主要是细胞核,线粒体、叶绿体中也存在。
(3)过程: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。
7.【答案】C
【解析】【解答】(1)根据DNA分子半保留的特点,用15N标记的DNA分子(第一代),放入只含14N的环境条件下复制一次,得到的第二代DNA分子的一条链是14N,另一条链是15N,a密度梯度离心后分布在试管中部,如图②;b将DNA分子双螺旋解开后再进行密度梯度离心,由于1/2的链含15N,1/2的链含14N,离心后如图⑤;
(2)复制2次,得到的第三代DNA分子,1/2的DNA分子的一条链是14N,另一条链是15N,1/2的DNA分子的两条链都是14N,a密度梯度离心后1/2分布在试管中部,1/2分布在试管上部,如图④;b将DNA分子双螺旋解开后再进行密度梯度离心,由于1/4的链含15N,3/4的链含14N,离心后如图⑤。
综上所述,a、b两次离心的结果不可能是下图中的③⑥。ABD错误,C正确。
故答案为:C。
【分析】实验的原理:由于15N与14N的原子量不同,形成的DNA的相对质量不同,DNA分子的两条链都是15N,DNA分子的相对质量最大,离心后分布在试管的下部;如果DNA分子的两条链含有14N,相对质量最轻,离心后分布在试管上部;如果DNA分子的一条链是14N,另一条链是15N,相对分子质量介于二者之间,离心后分布在试管中部。
8.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A、S型菌的DNA+DNA酶,DNA被水解,对后面加入的R型菌失去转化作用,R型菌无致病性,注射入小鼠体内,小鼠存活,A正确;
B、R型菌的DNA+DNA酶,DNA被水解,不起作用;加入S型菌,有致病性,注射入小鼠体内导致小鼠死亡,B错误;
C、R型菌→高温加热后冷却,R型菌被杀死,加入S型菌的DNA,没有了R型活菌,不能转化,小鼠存活,C正确;
D、S型菌+DNA酶→高温加热后冷却,DNA酶变性失活,S型菌被杀死,加入R型菌的DNA,注射入小鼠,无致病性,小鼠存活,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】1、格里菲斯肺炎双球菌体内转化实验:
R型细菌一小鼠→存活;
S型细菌一小鼠→死亡;
加热杀死的S型细菌一小鼠→存活;
加热杀死的S型细菌+R型细菌一小鼠→死亡。
证明了已经被加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”,能使R型细菌转化成S型细菌。
2、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎双球菌体外转化实验):
(1)研究者:1944年,美国科学家艾弗里等人。
(2)实验材料:S型和R型肺炎双球菌、细菌培养基等。
(3)实验设计思路:把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能。
(4)实验过程:①将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,其后代有R型细菌和S型细菌;②将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养,其后代都为R型细菌,没有发生转化现象;③DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养,培养一段时间以后,只有R型菌。
(5)结论:加热杀死的S型细菌体内的DNA,促使R型细菌转化为S型细菌。
9.【答案】B,C
【解析】【解答】A、Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N,A错误;
B、Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个,占全部4个DNA分子的1/2,B正确;
C、由于1个含有14N的DNA分子,其相对分子质量为a,则每条链的相对分子质量为a/2;
1个含有15N的DNA分子,其相对分子质量为b,则每条链相对分子质量为b/2;将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖三代,得到子三代共8个DNA分子,这8个DNA分子共16条链,只有2条是含有15N的,14条是含有14N的,因此总相对分子质量为b/2×2+a/2×14=b+7a,所以每个DNA的平均相对分子质量为(7a+b)/8,C正确;
D、亲代→Ⅰ代、Ⅰ代→Ⅱ代的结果才能证明DNA复制方式为半保留复制,D错误。
故答案为:BC。
【分析】根据题意和图示分析可知:由于15N与14N的原子量不同,形成的DNA的相对质量不同,DNA分子的两条链都是15N,DNA分子的相对质量最大,离心后分布在试管的下端;如果DNA分子的两条链含有14N,相对质量最轻,离心后分布在试管上端;如果DNA分子的一条链是14N,另一条链是15N,相对分子质量介于二者之间,离心后分布在试管中部。
10.【答案】(1)初级精母细胞;基因重组;tq或TQ
(2)不一定;不一定;着丝粒分裂,染色单体成为染色体
(3)0~20;0
【解析】【解答】(1)据图分析可知,甲细胞处于减数第一次分裂,为初级精母细胞。乙细胞染色体上的基因发生过交叉互换,若是T、t发生互换,则另一条染色单体上的基因为tq;若是Q、q发生互换,则另一条染色单体上的基因为TQ,此类变异属于基因重组。(2)c~d段可代表减数第一次分裂各时期细胞及减数第二次分裂前期和中期的细胞,因此细胞中染色体数和染色体组数都不一定相同。d~e染色体上DNA数量从2降为1,说明染色体着丝粒分裂,染色单体成了染色体,此时期为减数第二次分裂后期。(3)若精原细胞在含15N的培养液中连续进行两次有丝分裂,其核DNA需复制两次,则第二次有丝分裂后期细胞中只含15N的染色体数为20,若这20条染色体都移向同一极,则形成的细胞中只含15N的染色体数为20或0,若只含15N的染色体未全部移向同一极,则细胞中只含15N的染色体数为大于0和小于20之间的任意数。若精原细胞在含15N的培养液中进行减数分裂,细胞中的核DNA只需复制一次,最终形成的染色体中的DNA全为14N/15N型的DNA,因此只含15N的染色体数为0。
【分析】1、有丝分裂不同时期的特点:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;染色体数目不变,DNA数目加倍。(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;染色体数目不变,DNA数目不变。(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;染色体数目不变,DNA数目不变。(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;染色体数目加倍,DNA数目不变。(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失;染色体数目减半,DNA数目减半恢复到体细胞染色体与DNA 数目。
2、减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制.
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂.
(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、题图甲、乙表示某基因型为TtQq的精原细胞分裂过程中两个时期的细胞分裂示意图,其中甲细胞处于减数第一次分裂前期,乙细胞处于件数第二次分裂前期,在形成过程发生了基因重组;图丙表示该细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化,其中bc形成的原因是染色体的复制,de形成的原因是着丝点分裂。据此答题。
11.【答案】(1)碱基对(或脱氧核苷酸)的排列顺序不同
(2)母本;避免外来的花粉干扰
(3)自由组合定律;F2的性状分离比为9:3:4,为“9:3:3:1”的变式
(4)1/9;3;3/5
(5)紫花:蓝花:白花=1:1:2
(6)A
【解析】【解答】(1)A和a基因的本质区别是碱基对的排列顺序不同。
(2)利用该植物进行杂交实验,应在花未成熟时对母本进行去雄;在去雄和人工授粉后均需要套袋,目的是避免外来的花粉的干扰,保证子代是实验杂交的结果。
(3)根据子二代出现9∶3∶4的比例,符合9∶3∶3∶1的特殊分离比,说明F1紫花植株能产生四种数量相等的配子,从而说明控制该植物花色的两对等位基因分别位于两对同源染色体上,即该植物花色性状的遗传遵循自由组合定律。
(4)子二代中紫花植株的基因型为A-B-,稳定遗传的基因型为AABB,因此F2紫花中能稳定遗传的占1/16÷9/16=1/9。F2中的白花植株的基因型有aaBB、aaBb、aabb共3种。F2中的蓝花植株基因型是1/3AAbb和2/3Aabb,让其进行自交,则理论上子代蓝花植株所占的比例为1/3+2/3×3/4=5/6,蓝花纯合子的比例为1/3+2/3×1/4=3/6,所以子代蓝花植株中纯合子所占的比例为3/5。
(5)F1基因型为AaBb,与aabb测交,后代基因型为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1,表现型及比例为紫花∶蓝花∶白花=1∶1∶2。
(6)A、已知有白皮显性基因(W)存在时,基因M和m都不能表达,因此西胡芦能稳定遗传的基因型有MMww,mmww,mmWW,MMWW,MmWW,共有5种,A正确;
B、基因型为mmW-的西胡芦,由于有W基因,所以呈现白色,B错误;
C、测交是与隐性纯合子杂交,因此基因型为Mmww与基因型为mmWw的植株属于杂交,而非测交,C错误;
D、基因型为MmWw的西葫芦个体自交,后代的情况是M-W-白色∶M-ww黄色∶mmW-白色∶mmww绿色=9∶3∶3∶1,即白色∶黄色∶绿色=12∶3∶1,D错误。
故答案为:A。
【分析】“和”为16的特殊分离比成因:
条件 F1(AaBb)自交后代比例 F1测交后代比例
存在一种显性基因时表现为同一性状,其余正常表现 9:6:1 1:2:1
两种显性基因同时存在时,表现一种性状,否则表现为另一性状 9:7 1:3
当某一对隐性基因成对存在时,表现为双隐性状,其余正常表现 9:3:4 1:1:2
只要存在显性基因就表现一种性状,其余正常表现 15:1 3:1
12.【答案】(1)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;步骤④中应该先搅拌再离心;增高;降低;有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中
(2)等量生理盐水;若甲、丙两组有病毒产生,乙组没有,则说明该病毒遗传物质是RNA;若乙、丙两组有病毒产生,甲组没有,则说明该病毒遗传物质是DNA
【解析】【解答】(1)Ⅰ.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。离心前应该先搅拌,搅拌能使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。因此步骤④中应该先搅拌再离心。
Ⅱ.32P标记的噬菌体侵染实验中,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,会使上清液的放射性含量增高,沉淀物的放射性会降低。
Ⅲ.搅拌5min,被侵染细菌的成活率为100%,说明被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体,而上清液中仍有32P放射性出现,说明有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中。
(2)Ⅰ.该实验利用减法原理探究H9N6禽流感病毒的遗传物质种类,该实验的自变量为有无RNA,因变量为活鸡胚细胞中是否有病毒产生。由于a、b两支试管中分别加入等量的相同浓度的DNA酶(DNA酶能分解DNA)、RNA酶(RNA酶能分解RNA),还需要以组对照组,在c试管中加入等量生理盐水(维持活鸡胚细胞形态)。
Ⅲ.甲组中没有DNA,乙组中没有RNA,若甲、丙两组有病毒产生,乙组没有病毒产生(乙组中的RNA被破坏了,则没病毒产生),则说明该病毒遗传物质是RNA;若乙、丙两组有病毒产生,甲组没有病毒产生(甲组中的DNA被破坏了,则没病毒产生),则说明该病毒遗传物质是DNA。若甲、乙、丙三组均有病毒产生,破坏了DNA或RNA,都能有病毒产生,则说明该病毒遗传物质既不是DNA,也不是RNA。
【分析】1、T2噬菌体侵染细菌的实验:①研究着:1952年,赫尔希和蔡斯。②实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。③实验方法:放射性同位素标记法。④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。⑤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。⑥实验结论:DNA是遗传物质。
2、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。
3、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎双球菌体外转化实验),其实验设计思路:把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能。
13.【答案】(1)黄花;6:4:3:2:1
(2)脱氧核苷酸的排列顺序不同;碱基(对)排列顺序不同;遗传信息不同;3/32
(3)实验思路:让该白花植株与(纯合)红花植株杂交,观察其子代的性状表(现)型(及比例)
结果及结论:若子代全为黄花,则该白花植株的基因型为aaBB;
若子代出现粉花和黄花(1:1),则该白花的基因型为aaBb;
若子代全为粉花,则该白花的基因型为aabb
第二种答案
实验思路:让该白花植株与粉花(Aabb)植株杂交,观察其子代的性状表(现)型(及比例)
结果及结论:若子代只有黄花和白花(1:1),则该白花植株的基因型为aaBB;
若子代出现黄花、粉花、白花(1:1:2),则该白花的基因型为aaBb;
若子代只有粉花和白花(1:1),则该白花的基因型为aabb
【解析】【解答】(1)当与花色相关的9种基因型都出现时,会出现5种花色,因此题中某植株的基因型为AaBb,其花色表现为黄色,其自交后代中黄花(AaB_)∶白花(aa__)∶紫花(AAB_)∶粉花(Aabb)∶红花(AAbb)= (1/2×3/4) ∶ (1/4×1)∶(1/4×3/4)∶(1/2×1/4)∶(1/4×1/4)∶= 6∶4∶3∶2∶1。
(2)①等位基因D和d控制的同一个性状,但该性状的表现有不同,原因是这两种基因种碱基对的排列顺序不同,即其中的遗传信息有差别,进而表现的性状有差别。
②偶然发现一株白花植株自交时,子代中5种性状都有,说明该白花植株发生了基因突变,基因型为AaBb,又因为其一条Ⅲ号染色体上出现了一个显性基因D(其等位基因为d),因此其基因型为AaBbDd,其自交后代黄花(AaB_dd)的比例为1/2×3/4×1/4=3/32。
(3)根据题意分析可知,某白花植株不含D基因,则该白花植株的基因型可能为aaBB、aaBb、aabb,现要求用一次杂交试验确定其基因型,则可以让该白花植株与红花(纯种)植株(AAbb)杂交,观察其子代的性状表现(及比例)。
若该白花植株的基因型为aaBB,则子代全为黄花(AaB_);
如果该白花的基因型为aaBb,则子代出现粉花(Aabb)和黄花(AaBb),且子代的比例1∶1,
如果该白花的基因型为aabb,则子代全为粉花。
【分析】1、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、拆分法解决表现型问题:
(1)任何两种基因型的亲本杂交,产生的子代表现型的种类数等于亲本对各基因单独杂交所产生表现型种类数的乘积。
(2)子代某一表现型的概率是亲本每对基因杂交所产生表现型概率的乘积。
3、探究个体基因型的方法:
(1)自交法:对于植物来说,鉴定个体基因型最好的方法就是让植物自交,通过观察自交后代的性状分离比,推理出待测亲本的基因型。
(2)测交法:如果能找到纯合的隐性个体,根据测交后代的表现型及比例即可推知待测亲本的基因组成。
14.【答案】(1)同位素示踪法;DNA
(2)B;B和C
(3)模板、原料、能量
【解析】【解答】(1)根据步骤①中“将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中,培养大约一个细胞周期的时间”,可以确定本实验最主要的研究方法是同位素示踪法。用蚕豆根尖进行实验时,DNA复制发生在具有细胞周期的细胞的分裂间期,因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区;胸腺嘧啶是DNA特有的含氮碱基,是DNA合成的原料之一,因此步骤①的目的是标记细胞中的DNA分子。
(2)图A中每条染色体的姐妹染色单体均含有放射性,图B中每条染色体的姐妹染色单体中只有一条含有放射性,图C中每条染色体的姐妹染色单体均不含放射性。DNA分子的复制为半保留复制,第一个细胞周期,DNA复制后每个DNA分子中只有一条链含有放射性,第二个细胞周期,每个DNA分子复制后形成两个DNA分子,一个DNA分子含有放射性,另一个DNA分子不含放射性,则放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条染色单体含有放射性,另一条染色单体不含放射性,符合题图中B;同理可知,第三个细胞周期的放射性检测结果是有的染色体不含放射性,有的染色体的姐妹染色单体中,有一条染色单体含有放射性,另一条染色单体不含放射性,符合题图中B和C。
(3)DNA复制过程的基本条件为模板(DNA两条链)、原料(四种脱氧核苷酸)、能量(ATP)、酶(DNA聚合酶、解旋酶)。
【分析】1、据图分析可知,A染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性;B染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性;C染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性。2、DNA复制的特点:边解旋边复制、半保留复制、半不连续复制、多起点复制。
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