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第一章 遗传信息的分子基础
一、单选题
1.(2022高一上·乌鲁木齐月考)下列关于科学技术研究和方法的叙述,错误的是( )
A.分离真核细胞各种细胞器的常用方法是差速离心法
B.科研上常用“染色排除法”来鉴别死细胞和活细胞
C.沃森和克里克制作的DNA概念模型反映了DNA分子结构的特征
D.研究细胞核的功能时常用去核、核移植等方法
2.(2021高一下·雅安期末)下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法中,错误的是( )
A.在该实验中噬菌体的DNA发生了复制
B.保温、搅拌和离心操作不当都会影响实验结果
C.该实验可用14C同位素标记DNA或蛋白质
D.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
3.(2021高一下·北海期末)下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.T与A、C与G之间的碱基对构成了DNA分子的基本骨架
B.若一条链的T:G等于3:2,则另一条链的T:G也等于3:2
C.嘧啶碱基与嘌呤碱基数之比越高的DNA分子,其热稳定性越高
D.碱基对数目多、排列顺序多样是DNA能作为遗传物质的条件之一
4.(2023高二上·衢州期末)下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验设计方案。下列说法正确的是( )
组别 大肠杆菌 T2噬菌体 检测结果
甲 35S标记的大肠杆菌 未被标记的T2啜菌体 培养一段时间后,搅拌、离心,检测子代T2噬菌体的放射性
乙 未被标记的大肠杆菌 32P标记的T2噬菌体
A.通过搅拌可使吸附在细菌上的所有噬菌体与细菌分离
B.甲、乙组的子代中,均仅有部分T2噬菌体出现放射性
C.乙组含放射性的子代T2噬菌体个数与培养时间成正比
D.该实验的结果不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质
5.(2021·成都模拟)新冠肺炎可在人群中传染,其致病原为新型冠状病毒,该病毒的遗传物质是RNA。下列有关说法正确的是( )
A.该病毒可在人工配制的富含有机物的培养基上进行培养
B.该病毒的组成成分中包含蛋白质、DNA和RNA等物质
C.该病毒遗传物质的彻底水解产物包括碱基、核糖和磷酸
D.该病毒增殖时可以不在宿主细胞的核糖体上合成蛋白质
6.(2021高一下·常州期末)下列关于 DNA 分子结构的叙述中,不正确的是( )
A.DNA 分子由四种脱氧核苷酸组成
B.每个 DNA 分子中,碱基数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数
C.DNA 分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基
D.双链 DNA 分子中的一段,若含有 30 个胞嘧啶,就一定会同时含有 30 个鸟嘌呤
7.(2021高三下·济南月考)利用同位素标记技术进行的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验是人类探究遗传物质的过程中非常重要的实验。对如图所示实验的相关分析正确的是( )
A.若在子代噬菌体乙中检测到放射性,则不需要对照即可证明DNA是遗传物质
B.若图中实验所用同位素均为32P,则子代噬菌体甲和乙带有放射性的概率分别是100%和0
C.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中上清液具有放射性的原因一定是保温时间过短造成的
D.若让35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,搅拌不充分会使沉淀物中出现较低放射性
8.(2022高一下·桂林期中)下列关于遗传物质的探究实验相关叙述正确的是( )
A.格里菲思实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA
B.艾弗里和赫尔希与蔡斯的两个实验均采用了同位素标记的方法
C.艾弗里实验中R型菌转化为S型菌后,其增殖的子代仍为S型菌
D.可用14C标记噬菌体代替赫尔希与蔡斯32P标记噬菌体来侵染细菌
9.下列关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验的说法正确的是( )
A.该实验证明从S 型肺炎链球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡
B.该实验中,加入S型肺炎链球菌DNA的培养基上只出现光滑型菌落
C.艾弗里提取的DNA中掺杂有非常少的蛋白质,实验没有完全排除蛋白质的作用
D.肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
10.(2021高三上·洮南月考)2020年,我国及世界部分地区爆发了新型冠状病毒(2019-nCOV)引发的肺炎。这种病毒传染性极强,经科学家对分离出的病毒进行研究,确定它的具体结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.刺突糖蛋白可能与宿主细胞特异性受体的识别和介导病毒进入细胞有关
B.为了获得大量病毒用于研究,可用普通培养基在体外扩增病毒毒株
C.2019-nCOV 与T2噬菌体一样,遗传物质不稳定,容易发生突变
D.研究发现2019-nCOV 在体外环境中可存活5天,说明它的生命活动可以离开细胞
11.(2023高一下·东莞期末)农杆菌细胞中的Ti质粒是一种小型环状DNA分子,部分结构如图示。若某Ti质粒含m个碱基,其中胞嘧啶数量为a个(a≠m/4):有关叙述正确的是( )
A.特定排列顺序的碱基对构成DNA的基本骨架
B.图中的结构④为胸腺嘧啶核糖核苷酸
C.该Ti质粒中碱基数量关系为A+T=C+G
D.该Ti质粒中含有的氢键数量为m+a
12.(2021高二下·舟山期末)现提供代表A、T、C、G四种碱基的材料共20个,其中A、T各4个,C、G各6个。代表磷酸、脱氧核糖以及连接物的材料数目不限,制作一个有10个碱基对的线性DNA分子模型。下列叙述正确的是( )
A.可制作的DNA种类最多为410
B.该模型中代表磷酸二酯键的连接物有20个
C.某人先后进行两次制作,所用到的连接物的数目可能不同
D.若制作的DNA分子中一条链上C+G占该链的48%,则该DNA分子中A占26%
13.(2021高一下·镇雄县期末)下列关于DNA分子结构的叙述,不正确的是( )
A.每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸
B.每个脱氧核糖上均连着一个磷酸基团和一个碱基
C.DNA分子中的碱基、磷酸基团、脱氧核糖三者的数量是相等的
D.DNA分子两条链之间总是嘧啶与嘌呤形成碱基对
14.(2022高三下·白山月考)下列叙述正确的是( )
A.新冠病毒没有细胞结构,不属于生物
B.蓝藻没有线粒体,只能进行无氧呼吸
C.硝化细菌能进行化能合成作用,属于生产者
D.T2噬菌体侵染肺炎链球菌的实验,可用于证明DNA是遗传物质
15.(2021高二上·常熟开学考)下图表示以大肠杆菌和T2噬菌体为材料进行的实验研究。下列有关叙述错误的是( )
A.步骤1的目的是获得含32P的大肠杆菌,32P主要分布在细菌细胞核中
B.步骤2的目的是获得32P标记的T2噬菌体,32P分布在噬菌体头部
C.步骤3的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌,保温时间长短会影响实验结果
D.步骤4的目的是检测噬菌体DNA的分布,噬菌体DNA主要在沉淀物中
16.(2022高一下·成都期末)下列有关DNA结构的叙述,正确的是( )
A.磷酸与核糖交替连接排列在外侧,构成DNA的基本骨架
B.A与T碱基对含量越高的DNA分子,其空间结构越稳定
C.碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性
D.链状DNA分子的两端存在游离的磷酸基团
17.(2022高一下·镇江期末)生活中,手机的人脸识别解锁、购物时的刷脸支付等都运用了人脸识别技术,给我们的生活带来了极大的便利。下列有关叙述错误的是( )
A.艾滋病病毒无DNA,不含基因
B.同卵双胞胎的人脸性状可能存在一定的差异
C.人脸具有特异性的根本原因是DNA分子具有特异性
D.基因中碱基序列的多样性决定了基因的多样性
18.(2022·汕头模拟)下列关于DNA及相关实验证据的说法错误的是( )
A.沃森和克里克根据DNA的半保留复制过程提出了双螺旋结构模型
B.大肠杆菌中的质粒呈环状,质粒中不存在游离的磷酸基团
C.在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中所使用的DNA纯度越高转化效果越有效
D.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中保温时间长短对该组实验的结果影响不大
19.图是某DNA片段的结构模式图。下列叙述正确的是( )
A.①处的化学键为氢键
B.②③④构成一个胞嘧啶核糖核苷酸
C.碱基对⑤的含量越高,DNA稳定性越低
D.该片段中含有两个游离的磷酸基因
20.(2021高二下·安徽月考)下图甲是肺炎双球菌的体内转化实验,图乙是噬菌体侵染细菌的实验。关于这两个实验的分析正确的是( )
A.图甲中将R型活细菌和S型死细菌的混合物注射到小鼠体内,R型细菌向S型细菌发生了转化,转化的原理是基因重组
B.图乙中搅拌的目的是提供给大肠杆菌更多的氧气,离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离
C.用32P、35S标记的噬菌体,分别侵染未标记的细菌,离心后放射性分别分布于上清液、沉淀物中
D.若用无放射性标记的噬菌体,侵染体内含35S标记的细菌,离心后放射性主要分布在上清液中
21.(2021高一下·吉林期中)若一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基总数的27%,并测得该DNA分子一条链上的A占这条链碱基总数的18%,则另一条链上的A占该链碱基总数的( )
A.9% B.27% C.28% D.46%
22.(2021高一下·常熟期中)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验是探索遗传物质的重要实验,该实验涉及标记、保温、搅拌、离心等操作过程,有关说法正确的是( )
A.用32P对噬菌体蛋白质进行标记
B.保温过程需要尽可能避免细菌裂解
C.搅拌的目的是使细菌细胞破碎
D.离心的目的是使 DNA 与蛋白质分离
23.(2023高一下·朝阳期中)下列关于基因、遗传信息多样性和特异性的叙述,正确的是( )
A.遗传信息的多样性是由碱基的排列顺序决定的
B.遗传信息只存储在DNA分子中
C.某特定基因有50个碱基对,则碱基可能有450种排序
D.脱氧核苷酸序列决定DNA的双螺旋结构
24.(2021高二上·兰山开学考)下列有关细胞中DNA和RNA结构和功能的叙述,错误的是( )
A.DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板
B.嘌呤碱基与嘧啶碱基互补配对,保证了DNA空间结构的稳定
C.通常一个tRNA上只有三个碱基,组成一个反密码子,用于识别一种氨基酸
D.mRNA的单链结构更便于执行翻译功能
25.(2023高一下·浙江期中)当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时,互补的碱基序列就会结合在一起、形成杂合双链区;在没有互补碱基序列的片段,仍然是两条游离的单链,如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A.DNA分了中G与C相对含量越多、形成的杂合双链区越多
B.杂合双链区中的嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等
C.形成杂合双链区的部位越多,说明这两种生物的亲缘关系越近
D.杂合双链区是非基因片段
二、综合题
26.(2023高一下·成都期末)下图是一段DNA空间结构和平面结构的示意图,据图回答下列问题:
(1)从图甲中可以看出DNA具有规则的 结构,从图乙中可以看出DNA的基本骨架是由 构成的。
(2)图乙中9代表的是 ,由4、5、6组成的7的名称为 。
(3)若图甲中某段DNA一条链的序列是5′-CAGTAAG-3′,那么它的互补链的序列是5′ 3′。
(4)若该双链DNA分子中C占27%,其中一条链中的A占该单链的18%,则另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为 。若该DNA分子的一条链中(A + C)/(T + G) = 2,那么在它的互补链中(A + C)/(T + G) = ,在整个DNA中(A + C)/(T + G) = 。
(5)基因通常是指 。
27.(2021高一上·电白期中)图1表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中甲代表图中有机物共有的元素,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子,X,Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位;图2为核酸的部分结构示意图。回答下列问题:
(1)图中甲代表的化学元素包括有 ;“胖人怕热,瘦人怕撞”,是因为Ⅰ具有 的功能。
(2)相同质量的糖和Ⅰ彻底氧化分解,Ⅰ释放的能量更多的原因是 。
(3)Y和Z在组成上的不同主要体现在图2中 (填序号)上。若图2为Ⅱ的部分结构,则④的中文名称是 。
(4)染色体的主要组成成分是图1中的 。新冠病毒的遗传信息储存在图1的 中。(两空选填Ⅰ~Ⅴ)
28.(2021高一上·拜泉期中)下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中A、B代表元素,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子,X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题:
(1)图中X被形容为“生命的燃料”,它是 ,Ⅰ在小麦种子中主要是指 。
(2)A和B依次表示 。
(3)Y完全水解的产物是 。Ⅱ和Ⅳ两者都有多样性,两者多样性的关系是前者 后者。
(4)P的结构通式是 ,P形成Ⅳ的场所是 。Ⅳ结构不同的原因(从P分析)是 。
(5)染色体的主要成分是图中的 。(填符号)
(6)Y和Z在化学组成上的区别是:Z特有的成分是 。
29.(2023高一下·辽源月考)如图为DNA片段的结构图,请据图回答:
甲 乙
(1) 从图甲可以看出,组成DNA分子的两条链的方向是 的;从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成 结构。
(2)填出图中部分结构的名称:② 、⑤ 。
(3)从图中可以看出,DNA分子中的 和 交替连接排列在外侧,构成基本骨架。
(4)碱基配对的方式如下:即A与 配对;
30.(2022高一下·桂林期中)1952 年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和 DNA 在侵染过程中的功能,请回答下列有关问题:
(1)如何获得被 32P 和 35S 标记的噬菌体 。
(2)用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。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,得到如图所示的实验结果。
搅拌的目的是 ,所以搅拌时间应至少大于 min,否则上清液中的放射性较低。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%,说明 ;但上清液中 32P 的放射性仍达到
30%,其原因可能是 。 图中“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照,如果明显低于 100%,则上清液放射性物质 32P 的含量会 。
(3)32P 标记的某一个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,最后产生 100 个子代噬菌体。子代噬菌体的 DNA 含有的 P元素为 ,其形成的噬菌体的比例为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、分离各种细胞中的细胞器时采用差速离心法,A正确;
B、用台盼蓝染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,从而判断细胞是否死亡,B正确;
C、沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构模型,这属于物理模型,C错误;
D、研究细胞核的功能时常用去核、核移植等方法,D正确。
故答案为:C。
【分析】模型是人们为了某种特定目的而对认识所作的一种简化的概括性的描述,模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方法。
(1)物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。沃森和克里克运用建构物理模型的方法构成了DNA双螺旋结构模型。
(2)概念模型:通过分析大量的具体形象,分类并揭示其共同本质,将其本质凝结在概念中,把各类对象的关系用概念与概念之间的关系来表述,用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系,例如:用光合作用图解描述光合作用的主要反应过程,甲状腺激素的分级调节等。
(3)数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式.对研究对象的生命本质和运动规律进行具体的分析、综合,用适当的数学形式如,数学方程式、关系式、曲线图和表格等来表达,从而依据现象作出判断和预测.例如:细菌繁殖N代以后的数量Nn=2n,孟德尔的杂交实验“高茎:矮茎=3:1”,酶活性受温度影响示意图
2.【答案】C
【解析】【解答】A、在该实验中噬菌体侵染细菌后DNA通过复制把遗传信息传给子代,A正确;
B、保温、搅拌和离心操作不当都会影响实验结果,如保温时间过短、过长都会使上清液含有较高32P放射性,搅拌不充分或离心时间过短会使沉淀物中出现少量放射性35S,B正确;
C、S是蛋白质的特征元素,P是DNA的特征元素,该实验可用35S和32P两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记,不能用14C标记,因为蛋白质和DNA都含有C,无法判断被标记的是何种物质,C错误;
D、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,D正确。
故答案为:C。
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌实验:首先在含有放射性同位素35S和的放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。用35S或32P标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,经过短时间的保温后,用搅拌器搅拌、离心。离心后,检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现:用35S标记的一组侵染实验,放射性同位素主要分布在上清液中;用32P标记的一组侵染实验,放射性同位素主要分布在沉淀物中。
实验表明:T2噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此,子代噬菌体的各种性状,是通过亲代DNA遗传的,DNA才是噬菌体的遗传物质。
3.【答案】D
【解析】【解答】A、磷酸基团和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成了DNA分子的基本支架,A错误;
B、根据碱基互补配对原则:A和T配对,G和C配对,所以若一条链的T1∶G1等于3∶2,则另一条链上的A2=T1,C2=G1,则另一条链的A∶C也等于3∶2,另一条链的T:G的值不确定,B错误;
C、碱基对G-C含量越高的DNA分子,其热稳定性越高,双链DNA分子中,嘌呤碱基数=嘧啶碱基数,即嘧啶碱基与嘌呤碱基数之比=1,C错误;
D、DNA分子的多样性主要取决于碱基对的数目和排列顺序,因此碱基对数目多、排列顺序多样是DNA能作为遗传物质的条件之一,D正确。
故答案为:D。
【分析】NA是脱氧核糖核酸的简称,DNA分子一般是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧,两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对,并且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、题干中没有信息指明搅拌时间与上清液(或沉淀物)中放射性的关系,若搅拌力度不够,吸附在细菌上的噬菌体与细菌可能没有完全分离,A错误;
B、甲组中的子代噬菌体以细菌的物质为原料合成,所以都含有放射性,32P标记的是乙组的DNA分子,由于DNA分子的复制方式是半保留复制,所以乙组中的子代噬菌体只有少部分含有放射性,B错误;
C、乙组中32P标记的是T2噬菌体,子代含放射性的噬菌体的DNA来自亲代,所以子代中含有放射性的噬菌体个体数目是一定的,与培养时间无关,C错误;
D、由于子代噬菌体中均含有标记元素,通过放射性的结果不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,D正确。
故答案为:D。
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验:
(1)研究者: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: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。
(6)分析:测试的结果表明,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌的外部,噬菌体的DNA却进入了细菌体内,可见,噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。
(7)结论:在噬菌体中,亲代和子代间具有连续性的物质是DNA,即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的,DNA才是真正的遗传物质。
5.【答案】C
【解析】【解答】A、病毒无细胞结构,必须寄生在活细胞内才能增殖,任何营养物质完全的培养基都不能培养病毒,A错误;
B、病毒只有一种核酸,新冠病毒的组成成分包括蛋白质和RNA,不含DNA,B错误;
C、该病毒的遗传物质为RNA,彻底水解产物包括碱基、核糖和磷酸,C正确;
D、新冠病毒无细胞结构,不含核糖体等细胞器,故增殖时需要在宿主细胞的核糖体上合成蛋白质,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、病毒:(1)生活方式:寄生在活细胞(2)分类:DNA病毒、RNA病毒(3)遗传物质:或只是DNA,或只是RNA(一种病毒只含一种核酸)。
2、DNA和RNA的比较:
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中,在叶绿体和线粒体中有少量存在
一般是双链结构
RNA
核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U
主要存在细胞质中
一般是单链结构
6.【答案】C
【解析】【解答】A.DNA分子由腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸组成,A不符合题意;
B.DNA分子是由脱氧核苷酸组成,每个脱氧核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸构成,所以每个DNA分子中,碱基数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数,B不符合题意;
C.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着两个磷酸和一个含氮碱基,C符合题意;
D.在DNA分子结构中胞嘧啶与鸟嘌呤配对,所以双链DNA分子中的一段,若含有30个胞嘧啶,就一定会同时含有30个鸟嘌呤,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】1.DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。一分子该基本单位由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C),因此,脱氧核苷酸有4种:腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
2.DNA分子的立体结构是双螺旋。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,同时碱基配对有一定的规律:A与T,C与G。碱基之间的这种一一对应关系,叫做碱基互补配对原则。
7.【答案】D
【解析】【解答】A、若子代噬菌体乙与亲代噬菌体都带有放射性,只能说明噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌,但不能说明DNA是遗传物质,还需要设置对照实验,A错误;
B、若均用32P标记,则子代噬菌体甲带有放射性的概率是100%,由于DNA分子复制方式为半保留复制,因此乙中有少部分子代噬菌体含有放射性,即乙的放射性不为0,B错误;
C、用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中上清液具有放射性的原因除了保温时间过短造成之外,还有可能是保温时间过长,子代噬菌体使大肠杆菌裂解并释放出来到上清液中,C错误;
D、35S标记的是T2噬菌体蛋白质外壳,蛋白质不进入大肠杆菌,搅拌的目的是使蛋白质外壳和大肠杆菌分离开来,若搅拌不充分,则带有放射性的蛋白质外壳连同大肠杆菌一同到沉淀物中,使沉淀物具有较低的放射性,D正确。
故答案为:D。
【分析】 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验是人类探究遗传物质的过程中非常重要的实验。噬菌体只含有一种核酸和蛋白质外壳,噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,让其在无放射性的细菌体内繁殖,在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中,实验结果是:35S组的离心试管的上清液放射性较高,沉淀物放射性较低,32P组的离心试管的上清液放射性较低,而沉淀物放射性较高,从而证明DNA是遗传物质。
8.【答案】C
【解析】【解答】A、格里菲思的实验中,将加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射给小鼠,小鼠死亡,并且在死亡的小鼠体内检测到有S型活细菌,该实验证明加热杀死的S型菌中存在“转化因子”,没有证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,A错误;
B、艾弗里的体外转化实验没有采用同位素标记法,B错误;
C、艾弗里实验中R型菌转化为S型菌的实质是基因重组,发生的是可遗传变异,其增殖的子代仍为S型菌,C正确;
D、由于噬菌体的DNA和蛋白质均含C,若用14C标记噬菌体,其DNA和蛋白质将会全部被标记,从而不能区分DNA和蛋白质,所以不能用14C标记噬菌体代替赫尔希与蔡斯32P标记噬菌体来侵染细菌,D错误。
故答案为:C。
【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。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验:
(1)研究者: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。
9.【答案】C
【解析】【解答】艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌,而不是S型细菌的DNA能使小鼠死亡,A错误;该实验中,加入S型肺炎链球菌DNA的培养基上出现光滑型和粗糙型两种菌落,B错误;艾弗里实验中提取的DNA仍至少混有0.02%的蛋白质,没有完全排除蛋白质的作用,C正确;DNA 是主要的遗传物质是对整个生物界而言的,不能通过一个实验得出该结论,D错误。
【分析】 艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验中,把S型细菌的组成物质进行分离、提纯,单独探究各种成分的生理作用,通过遵循控制单一变量原则、平行重复原则和对照原则,得出DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质的结论。
10.【答案】A
【解析】【解答】A、刺突糖蛋白可能与宿主细胞特异性受体的识别和介导病毒进入细胞有关,A正确;
B、病毒不具有细胞结构,不能独立完成生命活动,必须在寄主细胞内完成增殖过程,不能用普通培养基在体外培养,B错误;
C、2019-nCOV的遗传物质是RNA,结构不稳定,容易发生突变;而T2噬菌体的遗传物质是DNA,双链结构稳定,C错误;
D、2019-nCOV中蛋白质具有生物活性,在体外环境中只可存活5天,但它的生命活动离不开细胞,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、无细胞结构的生物病毒:(1)生活方式:寄生在活细胞;(2)分类:DNA病毒、RNA病毒;(3)遗传物质:或只是DNA,或只是RNA(一种病毒只含一种核酸)。
2、DNA和RNA的比较:
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中,在叶绿体和线粒体中有少量存在
一般是双链结构
RNA
核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U
主要存在细胞质中
一般是单链结构
11.【答案】D
【解析】【解答】A、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,A错误;
B、结构④为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,B错误;
C、DNA双链中遵循A-T,C-G碱基互补配对原则,其中A=T,C=G,但是A≠C,T≠G,所以 A+TA+T≠C+G,C错误;
D、A和T之间有两个氢键,C和G之间有三个氢键,所以该Ti质粒含有的氢键数目为3a+(m-2a)/2×2=m+a,D正确。
故答案为:D。
【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即A-T,G-C,C-G,T-A。
12.【答案】D
【解析】【解答】A、由于该DNA分子中A-T有4对,G-C有6对,每种碱基对已经具体了数量,不能任意排列,所以可制作的DNA分子数会少于410,A错误;
B、该DNA分子中含有10个碱基对,每条链上含有10个核苷酸,需要9个磷酸二酯键,所以该DNA分子代表磷酸二酯键的连接物有9×2=18个,B错误;
C、构成DNA的基本单位为脱氧核糖核苷酸,由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,连接形成一个基本单位需要两个连接物,构成4个A-T碱基对需要8个代表氢键的连接物,而构成6个G-C碱基对需要18个代表氢键的连接物,10个碱基对构成的线性DNA还需要18个代表磷酸二酯键的连接物,所以某人先后进行两次制作,所用到的连接物的数目应该相同,C错误;
D、DNA两条链之间通过碱基互补配对,若制作的DNA分子中一条链上C+G占该链的48%,则双链DNA中C+G占该DNA的48%,则A+T占该DNA的52%,由于A=T,所以该DNA分子中A占26%,D正确。
故答案为:D。
【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即A-T,G-C,C-G,T-A。
13.【答案】B
【解析】【解答】A、脱氧核糖核苷酸是组成DNA的基本单位,一般情况下,每个DNA分子中都由四种脱氧核苷酸组成,A正确;
B、除了DNA两条单链一端的脱氧核糖外,每个脱氧核糖上均连着两个磷酸基团和一个碱基,B错误;
C、组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,且每分子脱氧核苷酸都是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,因此每个DNA分子中的碱基、磷酸基团、脱氧核糖都是相等,C正确;
D、在双链DNA中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,且配对发生在嘌呤碱基和嘧啶碱基之间,因此嘌呤碱基数和嘧啶碱基数目是相同的,D正确。
故选B。
【分析】DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸链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,由氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.新冠病毒没有细胞结构,但在活细胞内能进行生命活动,属于生物,A不符合题意;
B.蓝藻没有线粒体,但蓝藻细胞膜和细胞质中含有与有氧呼吸有关的酶,能进行有氧呼吸,B不符合题意;
C.硝化细菌能进行化能合成作用,属于生产者,C符合题意;
D.T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,可用于证明DNA是遗传物质,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】1.病毒无细胞结构,一般由蛋白质与核酸组成。病毒不能独立进行代谢活动,只能在活细胞内寄生,依靠活细胞完成各项生命活动。
2.T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验表明:噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此,子代噬菌体的各种性状,是通过秦代DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。
15.【答案】A
【解析】【解答】A、步骤1的目的是获得含32P的大肠杆菌,但大肠杆菌为原核生物,无细胞核,A错误;
B、步骤2目的是获得32P标记的T2噬菌体,P元素主要分布在DNA中,分布在噬菌体头部,B正确;
C、步骤3的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌,保温时间长短会影响实验结果:如保温时间不宜过长,否则大肠杆菌会破裂,释放出子代噬菌体,从而影响实验结果,C正确;
D、步骤4搅拌、离心的使噬菌体和细菌分开,目的是检测噬菌体 DNA 的分布,噬菌体 DNA 主要在沉淀物中,D正确。
故答案为:A。
【分析】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。
16.【答案】D
【解析】【解答】A、磷酸和脱氧核糖交替连接构成了DNA分子的基本骨架,A错误;
B、A与T之间有2个氢键,C与G之间有3个氢键,因此DNA分子中C与G含量越高,其结构稳定性相对越大,B错误;
C、碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,C错误;
D、根据DNA分子的双螺旋结构分析可知,每个DNA片段含有两个游离的磷酸基团,且分别位于DNA两端,D正确。
故答案为:D。
【分析】DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸链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,由氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
17.【答案】A
【解析】【解答】A、艾滋病病毒是RNA病毒,其基因位于RNA上,是有遗传效应的RNA片段,艾滋病病毒也有基因,A错误;
B、 同卵双胞胎的人的基因组成一般是相同的,但也会存在基因突变、或者环境的影响,导致同卵双胞胎的人脸性状可能存在一定的差异,B正确;
C、DNA分子中碱基对特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性,基因控制性状,所以人脸具有特异性的根本原因是DNA分子具有特异性,C正确;
D、DNA分子中千变万化的碱基对的排列顺序构成了DNA分子的多样性,而基因通常是具有遗传效应的DNA片段,故基因中碱基序列的多样性决定了基因的多样性,D正确。
故答案为:A。
【分析】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;DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
18.【答案】A
【解析】【解答】A、DNA半保留复制在1953年由沃森和克里克提出,1958年又由梅塞尔森和斯塔尔设计的新实验方法予以证实,A错误;
B、大肠杆菌是原核生物,其中的质粒是环状DNA,环状DNA中不存在游离的磷酸基团,B正确;
C、转化率与所提取的S型细菌的DNA纯度有关,DNA纯度越高转化的效率也越高,C正确;
D、35S标记的噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌,经过搅拌离心后分布在上清液中,无论保温时间是过长(细菌裂解,子代噬菌体释放处理)还是过短(部分亲代噬菌体还未来得及侵染细菌),对实验结果都没有影响,但搅拌是否充分对实验结果影响较大,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎链球菌体外转化实验):
(1)研究者:1944年,美国科学家艾弗里等人。
(2)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、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。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验:
(1)研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
(2)实验材料:T,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。 3、20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构,女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片,当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后,沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构,沃森和克里克继续循着这个恩路深入探讨,根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构,并构建了DNA分子双螺旋结构模型。
19.【答案】D
【解析】【解答】A、①处的化学键为磷酸二酯键,A错误;
B、②③④构成一个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸,B错误;
C、C-G之间有3个氢键,A-T之间有2个氢键,因此碱基对⑤的含量越高,DNA稳定性越高,C错误;
D、该片段中每条链都含有一个游离的磷酸基团,因此该DNA含有两个游离的磷酸基团,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、DNA的组成元素:C、H、O、N、P
2、DNA的基本单位:脱氧核糖核苷酸(4种)
3、DNA的结构:
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
内侧:由氢键相连的碱基对组成。
③碱基配对有一定规律: 一一对应关系A = T;G ≡ C。(碱基互补配对原则)
20.【答案】A
【解析】【解答】A、R型细菌向S型细菌转化的原因是S型细菌的DNA进入到R型细菌中,并表达了S型细菌的遗传性状,原理是基因重组,A正确;
B、搅拌的目的是让侵染的噬菌体和细菌分离,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体,B错误;
C、用32P、35S标记的噬菌体,分别侵染未标记的细菌,离心后放射性分别分布于沉淀物、上清液中,C错误;
D、若用无放射性的噬菌体,侵染体内含35S标记的细菌,离心后放射性主要分布在沉淀物中,D错误。
故答案为:A。
【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才会使R型菌转化为S型菌。2、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。
21.【答案】C
【解析】【解答】已知一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基的27%,则C%=G%=27%,A%=T%=50%-27%=23%。又已知DNA分子一条链上的A占这条链碱基的18%,即A1%=18%,根据碱基互补配对原则,A=(A1+A2)÷2,可计算得知A2%=28%,C正确。
故答案为:C。
【分析】碱基互补配对原则的规律:(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。(2)双链DNA分子中,A=(A1+A2)÷2,其他碱基同理。
22.【答案】B
【解析】【解答】A、用35S对蛋白质进行标记,用32P对DNA进行标记,A错误;
B、保温过程中避免细菌破裂导致子代噬菌体释放到上清液中影响放射性,B正确;
C、搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离,C错误;
D、离心的目的是使噬菌体和细菌分离,D错误。
故答案为:B。
【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。
23.【答案】A
【解析】【解答】A、遗传信息储存在碱基的排列顺序中,所以遗传信息的多样性是由碱基的排列顺序决定的,A正确;
B、遗传信息可以储存在DNA中,也可以储存在RNA中。比如RNA病毒的遗传信息储存在RNA中,B错误;
C、某特定基因有50个碱基对,如果4种碱基的数量足够多且碱基可以随机排列,那么最多有450种排序。但是特定基因中会有特定的碱基序列,碱基的排序不是随机的,C错误;
D、脱氧核苷酸序列决定的是遗传信息,而不是DNA的双螺旋结构,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、DNA的特异性:每种生物的DNA分子都有特定的碱基数目和排列顺序。
2、DNA的多样性:DNA分子碱基对的数量不同,碱基对的排列顺序千变万化,构成了DNA分子的多样性。
24.【答案】C
【解析】【解答】A、DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链,A正确;
B、嘌呤碱基与嘧啶碱基互补配对,形成规则的双螺旋结构保证了DNA空间结构的稳定,B正确;
C、一个tRNA分子中只有一个反密码子,携带1种氨基酸,但一个tRNA上含有多个碱基,C错误;
D、mRNA的单链结构更便于与tRNA上的反密码子互补,以执行翻译功能,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸链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,由氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
2、RNA可分为3种:
(1)mRNA:是翻译过程的模板;
(2)tRNA:能识别密码子并转运相应的氨基酸;
(3)rRNA:是组成核糖体的重要成分,而核糖体翻译的场所。
25.【答案】C
【解析】【解答】A、杂合双链区的多少取决于两种生物的DNA单链互补碱基序列的多少,A不符合题意;
B、杂合双链区中嘌呤碱基总数一定与嘧啶碱基总数相等,B不符合题意;
C、形成杂合双链区的部位越多,说明这两种生物的遗传信息即碱基排的顺序越相似,亲缘关系越近,符合题意;
D、基因通常是具有遗传效应的DNA片段,所以杂合双链区可能是基因片段,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在一个DNA分子中,A与T配对,G与C配对,嘌呤碱基数与嘧啶碱基数一定相等,即A+G=T+C。
26.【答案】(1)双螺旋;脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧
(2)一条脱氧核苷酸链;胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸
(3)-CTTACTG-
(4)28%;;1
(5)有遗传效应的DNA片段
【解析】【解答】(1)从图甲中可以看出DNA具有规则的双螺旋结构,从图乙中可以看出DNA的基本骨架是由脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧构成的。
(2)图乙中9代表的是一条脱氧核苷酸链,图中4与A配对,DNA分子中A与T配对,则4为胸腺嘧啶,5为脱氧核糖,6为磷酸,所以由4、5、6组成的7的名称为胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸。
(3)由于DNA分子中两条链反向平行且碱基互补配对,若图甲中某段DNA一条链的序列是5′-CAGTAAG-3′,那么它的互补链的序列是5′-CTTACTG-3′。
(4)DNA分子中碱基对遵循碱基互补配对原则,A与T配对,G与C配对,若该双链DNA分子中C占27%,则双链DNA中G占27%,A=T=23%。其中一条链中的A占该单链的18%,则另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为23%×2-18%=28%。若该DNA分子的一条链中(A 1+ C1)/(T 1+ G1) = 2,互补链中A2=T1,C2=G1,T2=A1,G2=C1,则互补链中(A2 + C2)/(T2 + G2) = (T1+G1)/(A1+C1)=1/2,整个DNA中A=T,G=C,则整个DNA中(A + C)/(T + G) = 1。
(5)基因通常是指有遗传效应的DNA片段。
【分析】DNA结构特点:(1)由两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成的双螺旋结构。(2)外侧:由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。(3)内侧:两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对。碱基对的形式遵循碱基互补配对原则 ,即A一定和T配对(氢键有 2 个),G一定和C配对(氢键有 3 个)。
27.【答案】(1)C、H、O;保温、缓冲和减压
(2)I(脂肪)分子中H的比例高于糖类
(3)②和③;鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
(4)Ⅱ和Ⅳ;Ⅲ
【解析】【解答】(1)由分析知,图中甲代表的元素是C、H、O,Ⅰ是脂肪,除了是细胞内的储能物质,还具有保温、缓冲和减压的作用。
(2)Ⅴ和Ⅰ分别是糖原和脂肪,脂肪分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高,故相同质量的糖类和脂肪彻底氧化分解,脂肪消耗的氧气多,所释放的能量更多。
(3)Y和Z分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,二者在组成上的不同主要体现在五碳糖(图2中的②)不同、含氮碱基(图2中的③)不完全相同。若图2为Ⅱ(DNA)的部分结构,则④的中文名称是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸(鸟嘌呤脱氧核苷酸)。
(4)染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质(即图1中的Ⅱ和Ⅳ)。SARS病毒是一种RNA病毒,体内只含RNA(图1中的Ⅲ)一种核酸,其遗传信息储存在RNA中。
【分析】1、脂肪的组成元素是C、H、O,是最常见的脂质,是细胞内良好的储能物质,还是一种良好的绝热体,起保温作用,分布在内脏周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。
2、与糖类相比,脂肪分子中的氢含量多,氧含量少,氧化分解时产生的能量多,因此是良好的储能物质。
3、DNA和RNA的比较:
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中,在叶绿体和线粒体中有少量存在
一般是双链结构
RNA 核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U
主要存在细胞质中
一般是单链结构
4、无细胞结构的生物病毒:(1)生活方式:寄生在活细胞。(2)分类:DNA病毒、RNA病毒。(3)遗传物质:或只是DNA,或只是RNA(一种病毒只含一种核酸)。
28.【答案】(1)葡萄糖;淀粉
(2)N和P、N
(3)脱氧核糖、磷酸、含氮碱基;决定
(4);核糖体;氨基酸的种类、数目、排列顺序不同
(5)II和IV
(6)核糖和尿嘧啶(U)
【解析】【解答】据图分析,Ⅰ是生物体的能源物质,表示糖类,组成元素为C、H、O;Ⅱ主要分布在细胞核中,表示DNA,基本单位Y表示脱氧核苷酸;Ⅲ主要分布在细胞质中,表示RNA,基本单位Z表示核糖核苷酸;组成元素为C、H、O、N、P;Ⅳ是生命活动的承担者,表示蛋白质,基本单位P是氨基酸;组成元素至少为C、H、O、N。
(1)由题图知,X是由C、H、O组成的小分子物质,且被称为生命的燃料”,X是葡萄糖;Ⅰ是由葡萄糖形成的多糖,在小麦种子细胞内主要是淀粉。
(2)结合分析可知,A与C、H、O元素一起构成核苷酸,故为N、P,B与C、H、O一起构成糖类,至少为N。
(3)Y为脱氧核苷酸,完全水解的产物是:脱氧核糖、磷酸、含氮碱基;Ⅱ主要分布在细胞核中,表示DNA,Ⅳ是生命活动的承担者,表示蛋白质,两者的关系是IIDNA的多样性决定IV蛋白质的多样性。
(4)P为氨基酸,氨基酸的结构通式为 ;P氨基酸在核糖体上合成IV蛋白质;蛋白质的结构具有多样性,从氨基酸角度分析原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。
(5)染色体主要由DNA和蛋白质组成,对应图中的II和IV。
(6)Z表示核糖核苷酸,Y表示脱氧核苷酸,Z特有的成分是核糖和尿嘧啶(U)。
【分析】1、化合物的元素组成:(1)蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成,有些还含有P、S;(2)核酸的组成元素为C、H、O、N、P;(3)脂质的组成元素有C、H、O,有些还含有N、P;(4)糖类的组成元素为C、H、O。
2、糖类的功能:主要的能源物质。淀粉主要是植物体内特有的多糖。
3、蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的生物大分子,氨基酸的结构特点是:至少含有一个氨基和一个羧基,并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子上同时连接了一氢原子和一个R基团,根据R基不同,组成蛋白质的氨基酸分为22种。
4、染色体的成分:主要是DNA和蛋白质。 5、DNA和RNA的比较:
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中,在叶绿体和线粒体中有少量存在
一般是双链结构
RNA
核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U
主要存在细胞质中
一般是单链结构
29.【答案】(1)反向平行;双螺旋
(2)DNA单链;腺嘌呤脱氧核苷酸
(3)脱氧核糖;磷酸
(4)T
【解析】【解答】(1) 从图甲可以看出,组成DNA分子的两条链的方向是反向平行的;图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成双螺旋结构。
故填:反向平行;双螺旋。
(2)由图可知,②属于多个脱氧核苷酸连接形成的DNA单链;⑤为脱氧核糖、碱基、磷酸构成的脱氧核苷酸,其中碱基为腺嘌呤,所以⑤为腺嘌呤脱氧核苷酸。
故填:DNA单链;腺嘌呤脱氧核苷酸。
(3)从图中可以看出,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。
故填:脱氧核糖;磷酸。
(4)碱基配对的方式如下:即A与T配对。
故填:T。
【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即A-T,G-C,C-G,T-A。
30.【答案】(1)用含32P 和35S 的培养基分别培养大肠杆菌,再用噬菌体分别侵染被 32P 和35S 标记的大肠杆菌
(2)使噬菌体和细菌分离;1.5;DNA 进入细菌,蛋白质没有进入细菌;部分噬菌体未侵染进入细菌;增高
(3)31P、31P和32P;50:1
【解析】【解答】(1)噬菌体是病毒,只能寄生在活的细胞中,不能用一般培养基培养,所以获得被32P和35S标记的噬菌体,就先用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌,再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌。
(2)用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物。搅拌的目的是使噬菌体和细菌分离。从图中看出,搅拌时间大于1.5min,上清液中的放射性较高。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%,说明DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌。但上清液中 32P 的放射性仍达到 30%,上清液中仍有32P的放射性,其原因可能是部分噬菌体未侵染进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照,如果存活率明显低于 100%,说明被侵染的细菌破裂,会释放出噬菌体,上清液放射性物质32P的含量会增高。
(3)由于半保留复制,最初被标记的两条链只参与形成两个DNA分子,100个子代噬菌体中,只有2个子代噬菌体的DNA分子含31P和32P,其余子代噬菌体的DNA分子只含31P。因此子代噬菌体的 DNA 含有的 P元素为31P或31P和32P,其形成的噬菌体的比例为50:1.。
【分析】1、噬菌体是一种病毒,病毒是比较特殊的一种生物,它只能寄生在活细胞中,利用宿主细胞的原料进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成。
2、噬菌体侵染病毒实验:(1)原理:要获得被35S或32P标记噬菌体,首先要获得35S或32P标记的大肠杆菌,即在含35S或32P的培养基上分别培养获得被35S或32P标记的大肠杆菌,然后在被35S或32P标记的大肠杆菌中培养获得被35S或32P标记的噬菌体。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。
(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(使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离),然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
3、注意:(1)保温时间不能过长,过长大肠杆菌细胞会裂解;保温时间不能过段,过短噬菌体侵染不充分;(2)35S的噬菌体,放射性出现在上清液中,若沉淀物中出现沉淀可能是搅拌不充分,沉淀物中有少量蛋白质外壳;32P的噬菌体放射性出现在沉淀物中,若上清液中出现放射性,可能保温时间过长是大肠杆菌裂解,也可能是保温时间过短噬菌体侵染不充分。
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