专题03 基因的本质
考点01 遗传物质的探索实验
1.(22-23高一下·湖南邵阳·期末)某校生物研究性学习小组做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,过程如下图所示,下列有关分析正确的是( )
A.若实验1中b的放射性偏高,则这与①过程中培养时间的长短有关
B.若实验2中c的放射性偏高,则这与④过程中搅拌不充分有关
C.理论上,a、d中放射性很高,b、c中放射性很低
D.该实验证明了DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质
2.(22-23高一下·福建·期末)某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如图所示(实验②和⑤分别为两种菌混合后注射到小鼠体内)。下列有关叙述正确的是( )
A.活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑
B.通过实验②,鼠2的血液中只能分离出活菌乙
C.加热致死菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙
D.鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使死菌甲转化成活菌乙
3.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)在探索遗传物质的道路上,艾弗里及其同事做了肺炎链球菌体外转化实验。下列叙述错误的是( )
A.该实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.该实验采用了自变量控制中的“加法原理”
C.该实验中利用了物质提纯鉴定技术和微生物培养技术
D.该实验中R型细菌转化为S型细菌发生了基因的重新组合
4.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下图是实验的部分步骤。下列说法正确的是( )
A.该实验中分别用含放射性同位素35S和32P的培养基培养T2噬菌体
B.步骤③离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
C.若图中C有大量的放射性,则进入大肠杆菌体内的是用32P标记的DNA
D.若图中B有大量的放射性,则进入大肠杆菌体内的是用35S标记的蛋白质
5.(22-23高一下·山东·期末)DNA是主要遗传物质的内涵是( )
A.细胞中核遗传物质是DNA,而其余部分为RNA
B.绝大多数生物遗传物质是DNA,部分病毒以RNA作遗传物质
C.所有细胞型生命的遗传物质是DNA
D.真核生物遗传物质是DNA,原核生物则是RNA
6.(22-23高一下·山东青岛·期末)在证明DNA 是遗传物质的过程中, T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列说法正确的是( )
A.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA 和蛋白质
B.该实验的结果可以证明T2噬菌体的主要遗传物质是DNA
C.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,离心后上清液中有少量放射性,说明实验失败
D.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与其分离,利于离心环节的进行
7.(22-23高一下·山西朔州·期末)下列关于探究遗传物质的几个经典实验的叙述中,正确的是( )
A.格里菲思肺炎链球菌体内转化实验证明了 DNA是肺炎链球菌的“转化因子”
B.艾弗里体外转化实验中利用了加法原理对自变量进行控制
C.用被32P、35S同时标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,证明了 DNA是遗传物质
D.噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,不能使用14C标记噬菌体
8.(22-23高一下·广西·期末)下列关于核酸是遗传物质证据实验的叙述,正确的是( )
A.肺炎链球菌转化实验原理是基因重组
B.格里菲思用含S型菌DNA与R型菌混合培养,培养基上只出现一种菌落
C.赫尔希和蔡斯用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,子代噬菌体都有放射性
D.上述三位科学家的实验研究结果能够证明DNA是全部生物的遗传物质
9.(22-23高一下·海南·期末)下列有关探究遗传物质的实验叙述,正确的是( )
A.烟草花叶病毒感染和重建实验证明了DNA是遗传物质
B.艾弗里的肺炎链球菌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实验证明了转化因子是DNA
D.加热杀死的S型细菌的DNA能够将R型细菌转化为S型细菌
10.(22-23高一下·重庆·期末)下列对遗传物质探究过程的分析,正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质
B.格里菲思的实验中加热杀死的S型细菌不能使R型细菌发生转化
C.在“噬菌体侵染细菌实验”中,离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D.在控制自变量方面,艾弗里利用了添加某种酶,破坏或去除某种物质的“加法原理”
11.(22-23高一下·贵州六盘水·期末)关于遗传物质探究历程的实验,下列叙述错误的是( )
A.烟草花叶病毒的重建实验证明RNA是遗传物质
B.格里菲斯的实验说明DNA能改变生物体遗传性状
C.艾弗里运用“减法原理”鉴定出DNA是遗传物质
D.赫尔希和蔡斯运用同位素标记法进行实验
12.(22-23高一下·河北张家口·期末)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为RNA病毒,且均可感染烟叶并使之出现感染斑,由于两者的亲缘关系较近,可通过重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新病毒。利用不同类型的病毒或病毒提取物感染烟叶来验证两种病毒的遗传物质是RNA,实验结果如下,下列有关叙述正确的是( )
组别 a b c d e f
感染的病 毒或物质 TMV的蛋白质 TMV的RNA HRV的蛋白质 HRV的RNA HRV的蛋白质与TMV的RNA重组成的病毒 TMV的蛋白质与HRV的RNA重组成的病毒
实验结果
A.上述实验中a、c组为对照组,b、d组为实验组
B.该实验可证明所有病毒的遗传物质均为RNA,不是蛋白质
C.从b、e组感染斑中分离出的病毒的蛋白质不同
D.f组繁殖出的子代病毒具有HRV的蛋白质与HRV的RNA
13.(22-23高一下·甘肃·期末)科学家从患烟草花叶病的烟草叶片中提取出烟草花叶病毒(TMV)后,将其组成物质分离提纯,用烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验,实验流程如图。研究发现,车前草病毒(HRV)均可以感染烟草。下列叙述错误的是( )
A.全新的病毒外壳由自身颗粒内的核糖体合成
B.处理①的目的是将烟草花叶病毒的 RNA 和蛋白质分开
C.步骤②的后续操作是烟草花叶病毒的 RNA侵染健康烟草,烟草患病
D.用 HRV RNA +TMV蛋白质→重组病毒→侵染健康烟草→分离出来的病毒与 HRV型病毒相同
14.(22-23高一下·广西河池·期末)如图为艾弗里和他的同事所做的肺炎链球菌体外转化实验。下列相关叙述错误的是( )
A.第1组和第2组均能发生肺炎链球菌的转化
B.第3组中加入的DNA酶破坏了DNA的结构
C.该实验可证明肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA
D.构成S型细菌的成分有蛋白质、RNA、DNA和脂质等
15.(22-23高一下·重庆长寿·期末)核酸是遗传信息的携带者,下列有关DNA和RNA的叙述正确的是( )
A.细胞内DNA只存在于细胞核中,RNA只存在于细胞质中
B.酵母菌的遗传物质是DNA,大肠杆菌的遗传物质是RNA
C.RNA可作为遗传物质,某些RNA还可起催化作用
D.SARS和新型冠状病毒都可能引起肺炎,它们遗传物质的区别在于碱基的种类不同
16.(22-23高一下·浙江宁波·期末)赫尔希和蔡斯通过如下两组实验证实了DNA是遗传物质。
实验一:35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌;
实验二:32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。
下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.实验一中可用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳
B.实验二中搅拌不充分会造成较大的实验误差
C.实验一中细菌裂解释放的全部子代噬菌体都不含放射性
D.实验二中细菌裂解释放的大部分子代噬菌体含有放射性
17.(22-23高一下·广东·期末)科学家探索生物体遗传物质经过了很多实验,相关叙述错误的是( )
A.格里菲斯的肺炎双球菌转化实验说明;S型细菌中的转化因子使R型转化为S型
B.艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明;转化因子是DNA
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明;DNA是主要的遗传物质
D.艾弗里和赫尔希、蔡斯的实验思路大体相同
18.(22-23高一下·重庆·期末)某被32P、35S、3H标记的1个T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌后,共释放出n个子代噬菌体,每个T2噬菌体DNA中含胞嘧啶m个,下列叙述正确的是( )
A.可在子代噬菌体的外壳中找到35S和3H
B.噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌
C.整个过程共消耗鸟嘌呤m(n-1)个
D.可直接利用含32P、35S、3H的培养液培养出含32P、35S、3H的T2噬菌体
19.(22-23高一下·河北秦皇岛·期末)关于遗传物质的研究,下列叙述正确的是( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验利用减法原理证明了DNA是转化因子
B.证明DNA复制方式的实验和分离细胞器的实验均用到了差速离心法
C.沃森和克里克主要以DNA衍射图谱的有关数据不能推算出了DNA呈螺旋结构
D.噬菌体侵染细菌的实验和证明DNA复制方式的实验均利用了放射性同位素标记技术
20.(22-23高一下·山东淄博·期末)S型细菌中含有控制荚膜形成的S基因。研究发现,将加热杀死的S型细菌和R型细菌一起培养,S基因可以进入R型细菌中,通过同源重组的方式使R型细菌转化为S型细菌(如图)。下列说法错误的是( )
A.混合培养一段时间后,培养基上多数的菌落表面光滑
B.转化过程中,存在磷酸二酯键的断裂与生成
C.转化后,出现S型细菌的原因是发生了基因重组
D.加热杀死的S型菌中,蛋白质失活而DNA仍具有活性
21.(22-23高一下·辽宁丹东·期末)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,如图表示相关实验。下列相关叙述错误的是( )
A.图1中加热杀死的S型细菌的部分DNA仍能发挥生物学活性
B.肺炎链球菌转化实验证明了DNA是肺炎链球菌主要的遗传物质
C.图2实验搅拌前保温时间的长短比搅拌是否充分对P曲线影响更大
D.图2中35S曲线升高的原因是搅拌充分有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
22.(22-23高一下·广东东莞·期末)将充分稀释的T2噬菌体稀释液接种到长满大肠杆菌(黑色)的固体培养基上,一个T2噬菌体侵染并裂解大肠杆菌后,可形成一个不长细菌的透明区域——噬菌斑,由噬菌斑数量即可检测出噬菌体数量。利用相关实验材料进行如表所示实验,有关叙述正确的是( )
组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果
甲 未被标记的大肠杆菌 35S标记的T2噬菌体 恒温培养一段时间,统计噬菌斑数量,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.甲组培养基上的噬菌斑数量会随恒温培养时间的延长而不断增加
B.因一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染,故测得的噬菌体数比实际值偏小
C.恒温培养一段时间后,甲组部分子代噬菌体中能检测出放射性
D.乙组子代噬菌体均能检测出放射性,表明DNA是噬菌体的遗传物质
23.(22-23高一下·贵州安顺·期末)“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验如下图所示,其中亲代噬菌体已被35S标记,下列有关叙述错误的是( )
A.用含35S的普通培养基直接培养T2噬菌体,即可获得35S标记的亲代噬菌体
B.②表示搅拌过程,其目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌充分分离
C.该实验的结果呈现C中仍然含有少量放射性,其可能原因是搅拌不充分导致
D.欲证明T2噬菌体的遗传物质是DNA,则还需设计一组用32P标记噬菌体的实验
24.(22-23高一下·贵州黔东南·期末)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,下图表示噬菌体侵染细菌实验的过程。
若有一组用放射性32P标记的噬菌体进行实验,下列说法正确的是( )
A.要获得32P标记的噬菌体可用含32P的培养基培养
B.32P标记的是噬菌体的蛋白质成分
C.该组实验结果是悬浮液中放射性很低,沉淀物放射性很高
D.子代噬菌体都和亲代噬菌体一样含32P
25.(22-23高一下·贵州贵阳·期末)艾弗里和同事利用肺炎链球菌进行了转化实验,下图为其中一个实验组的设置。相关说法错误的是( )
A.艾弗里在实验中设置自变量利用了减法原理
B.图中DNA酶的作用是破坏DNA的分子结构
C.图中实验结果为“长出R型细菌和S型细菌”
D.仅通过该组实验不足以说明转化因子是DNA
26.(22-23高一下·河北承德·期末)材料一:S型肺炎链球菌能引起小鼠患败血症而死亡,R型菌则不能。英国科学家格里菲思进行了肺炎链球菌转化实验,结果如下:加热杀死的S型菌不能引起小鼠死亡,而将加热杀死的S型菌与活的R型菌混合之后注入小鼠体内能引起小鼠死亡,并在死亡的小鼠体内分离出了活的S型菌。
材料二:T2噬菌体是一种专门侵染细菌的病毒,由DNA和蛋白质两种物质组成。赫尔希和蔡斯根据T2噬菌体侵染细菌的过程,利用放射性同位素标记法巧妙地设计实验证明了DNA是遗传物质。
回答下列问题:
(1)从材料一 (填“能”或“不能”)得出DNA是遗传物质的结论,原因是 。
(2)材料二中用35S和32P分别标记噬菌体的 ,该实验能证明 。噬菌体侵染细菌后,进行了搅拌步骤,该步骤的目的是 ;若实验改用3H标记的噬菌体进行侵染细菌实验,放射性主要分布在 (填“上清液”、“沉淀物”或“沉淀物和上清液”)中。
27.(22-23高一下·黑龙江佳木斯·期末)回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题:
(1)1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了著名的噬菌体侵染细菌实验,下图是实验的部分步骤:
写出上述实验的部分操作过程:
第一步:用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。
第二步:用35S标记噬菌体与 的大肠杆菌混合。
第三步:一定时间后,搅拌,离心。
(2)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上上清液不含有放射性。而实验最终结果显示,上清液有一定的放射性,而沉淀物中的放射性比理论值 。
①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的方法是 。
②从理论上讲,上清液的放射性应该为0,由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析:
a.在实验过程中,噬菌体与大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性增高,其原因是 。
b.在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌中去,将会产生误差,理由是 。
(3)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及其噬菌体的氨基酸
(4)上述实验中,不能用15N来标记噬菌体DNA,理由是 。
28.(22-23高一下·辽宁抚顺·期末)铜绿假单胞菌是在医院内感染的主要病原菌之一,常见于烧伤、重症监护病房、免疫力低下,以及囊性纤维化的病人。噬菌体是侵染细菌的病毒,可以杀死细菌。研究人员欲利用铜绿假单胞菌噬菌体和宿主相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。研究人员将噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组成重组噬菌体,重组噬菌体、噬菌体JG和噬菌体PaP1对不同类型(PA1、PAO1)的铜绿假单胞菌的吸附率如图所示,回答下列问题:
(1)铜绿假单胞杆菌的遗传物质是 ,噬菌体侵染细菌时合成噬菌体外壳蛋白质的原料是 。
(2)根据B、C组的实验结果可以得出噬菌体JG主要侵染铜绿假单胞菌 (填“PA1”或“PAO1”),比较A、B、C三组的实验结果可知,噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附主要取决于其 (填“DNA”或“蛋白质外壳”)的种类。
(3)研究发现噬菌体PaP1感染铜绿假单胞菌PA1后,可以杀死大部分的细菌,但总会有一定数量的耐受菌株产生,研究发现和铜绿假单胞菌PA1相比,PA1r(耐受菌)丢失了一段DNA序列,该序列含有合成脂多糖的关键基因gaIU,为验证gaIU基因的丢失是导致PA1r出现耐受性的原因,实验小组设计的实验方案如下:
组别 I II III
处理方法 PA1+PaP1 PA1r+PaP1 导入gaIU基因的PA1r+PaP1
预期结果 ? 接种噬菌体后,菌落基本无变化 接种噬菌体后,菌落减少甚至无菌落
若gaIU基因的丢失是导致PA1r出现耐受性的原因,则第I组实验的预期结果为 。
(4)1952年,赫尔希和蔡斯在研究噬菌体的蛋白质和DNA在侵染大肠杆菌过程中的功能时,检测上清液中的放射性,得到如下图所示的实验结果。
实验中搅拌的目的 ,据图分析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%,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 。
29.(22-23高一下·黑龙江牡丹江·期末)1928年,格里菲思完成了著名的肺炎链球菌体内转化实验,迈出了人类探索遗传物质本质的重要一步。回答下列有关问题:
(1)S型细菌荚膜的主要成分是 。真正的转化实验是第 组,该组与第 组对照可排除该组老鼠死亡是由于R型细菌。格里菲思实验的结论是: 。
(2)若将第④组分离出来的细菌接种到合适的培养基培养,可观察到的菌落形态是 。
30.(22-23高一下·辽宁·期末)图甲表示噬菌体侵染细菌的过程,图乙所示的是1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染细菌实验的部分实验过程。请分析回答下列问题:
(1)根据图甲写出噬菌体侵染细菌的正确顺序是 。(用“→”和图甲中的字母表示)
(2)根据图乙实验结果可知,用于标记噬菌体的同位素是 ,请完成标记T2噬菌体的操作步骤:
①配制适合细菌生长的培养基,在培养基中加入 ,作为合成DNA的原料。②在培养基中接种细菌,培养一段时间后,再用此细菌培养T2噬菌体。
(3)图乙实验中新形成的(全部/绝大多数/极少数) 噬菌体含有放射性。该实验结果表明,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: (答出一种即可)。
(4)某实验小组尝试用35S标记的噬菌体侵染含31P和32S的细菌来重复赫尔希和蔡斯的实验,该实验所获得的子代噬菌体含有上述哪些元素 (从“35S、31P、32S”中选择作答,要求答全)。
31.(22-23高一下·湖北荆门·期末)生物的遗传物质是什么?这个问题曾经引发了不少科学家大胆推测和实验探究,其实验设计的巧妙之处耐人寻味、令人叹服!以下是关于探究生物遗传物质的一些实验方法。
(1)课题一:探究生物的遗传物质是核酸还是蛋白质。①酶解法在艾弗里及其同事的肺炎链球菌体外转化实验中,几个实验组分别加入蛋白酶、RNA酶、酯酶和DNA酶,最终确定肺炎链球菌的遗传物质是DNA.该实验是采用 (填“加法原理”或“减法原理”)控制自变量的。②同位素标记法为了探究T2噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质,应该分别标记 。③重组病毒侵染法已知烟草花叶病毒(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组成的。如图是探索HRV的遗传物质是RNA还是蛋白质的操作流程图。如果从烟草叶中提取到重组病毒的子代是 (填“HRV病毒”或“TMV病毒”),则说明HRV病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质。
(2)课题二:探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA① 法:通过分离提纯技术,提取某病毒的核酸,加入 酶混合培养一段时间,再侵染其宿主细胞,若在宿主细胞内检测不到子代病毒,则病毒为RNA病毒。②同位素标记法和侵染法:将 培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中繁殖数代,之后接种 ,培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性,若检测到子代病毒有放射性,则说明该病毒为 病毒,同时还做一组对比实验。③碱基测定法:为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构,可对此新病毒核酸的碱基组成和A、U、T碱基比例进行测定分析。若含有U,且 ,则说明是单链RNA.
考点02 DNA的结构
32.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“o”代表磷酸),下列为几位同学对此图的评价,叙述正确的是( )
、
A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”
C.丙说:“核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说:“如果他画的是RNA双链,则该图应是正确的”
33.(22-23高一下·河北唐山·期末)下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“”代表磷酸基团),下列为几位同学对此图的评价,正确的是( )
A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”
C.丙说:“至少有三处错误,其中核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说:“如果他画的是RNA双链,则该图应是正确的”
34.(22-23高一下·安徽·期末)在搭建DNA分子模型的实验中,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.所搭建出DNA分子片段最多含18个氢键
C.理论上能搭建出47种不同的DNA分子模型
D.能搭建出一个含4个碱基对的DNA分子片段
35.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)在对DNA结构的探索中,DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现,在生物学的发展中具有里程碑式的意义。下列关于双链DNA分子结构的叙述,错误的是( )
A.DNA两条单链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
B.在双链DNA分子中,G/C碱基对越多,其结构越稳定
C.DNA分子具有多样性的原因之一是其空间结构千差万别
D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,其排列顺序蕴藏着遗传信息
36.(22-23高一下·海南·期末)DNA分子中腺嘌呤的数量为W,占总碱基数的比例为a,若此DNA分子连续复制n次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为( )
A.(2n-1)/W B.(2n-1)(1-2a)W/2a
C.(2n-1)W /(1-2a) D.(2n-1)W/2na
37.(22-23高一下·海南·期末)下图是某DNA片段的结构示意图, 下列叙述不正确的是( )
A.图中①是氢键,②是脱氧核苷酸链的5'端,③是3'端
B.a链、b链方向相反,两条链遵循碱基互补配对原则
C.磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架
D.不同生物的双链DNA分子中(A+G)/(T+C)的比值相同
38.(22-23高一下·广东·期末)已知某DNA分子中,G占全部碱基总数的17%,其中一条链中的A与C分别占该链碱基总数的37%和16%。则在它的互补链中,A与C分别占碱基总数的比例为( )
A.37%,16% B.29%,18% C.16.5%,17% D.33%,17%
39.(22-23高一下·海南·期末)如图为DNA分子的结构模式图,下列有关表述错误的是( )
A.1代表胸腺嘧啶,2代表脱氧核糖,3代表磷酸
B.1、2、4组成的物质中储存着遗传信息
C.3和2交替连接,构成DNA分子的基本骨架
D.DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成
40.(22-23高一下·重庆·期末)下列关于DNA分子的说法错误的是( )
A.DNA分子的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定
B.一条DNA单链的序列是5′-GGTACAT- 3′,则它的互补链的序列是5′-ATGTACC- 3′
C.DNA分子中G+C的比例越大,热稳定性越高
D.DNA复制是一个边解旋边复制的过程
41.(22-23高一下·广东广州·期末)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,α链中腺嘌呤占该链28%。下列叙述错误的有( )
①β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%
②β链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等,均是28%
③α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%
④α链中嘧啶所占的比例最多为72%
⑤在不同DNA分子中(A+C)/(G+T)的比值不同,体现了DNA分子的特异性
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
42.(22-23高一下·辽宁鞍山·期末)一个由a、b两条链组成的分子中共有460个氢键,其中a链中腺嘌呤脱氧核苷酸数为80个,胞嘧啶脱氧核苷酸数为20个,b链中腺嘌呤脱氧核苷酸数为60个。下列叙述正确的是( )
A.该分子b链上四种碱基之比为
B.该分子复制5次,一共需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1860个
C.若要制作该分子模型,需要脱氧核糖与磷酸之间的连接物800个
D.将该分子彻底水解,将得到400个脱氧核苷酸、400个磷酸基团和400个碱基
43.(22-23高一下·黑龙江哈尔滨·期末)如图为DNA结构模型图,图中的字母代表四种碱基。下列叙述错误的是( )
A.DNA上脱氧核苷酸的排列顺序代表其中的遗传信息
B.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
C.DNA一条链上相邻碱基之间通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接
D.图中标注5'的一端有一个游离的磷酸基团,标注3'的一端有一个羟基
44.(22-23高一下·甘肃甘南·期末)如图为DNA分子双螺旋结构模型的部分结构示意图,下列叙述错误的是( )
A.1和2相间排列构成DNA的基本骨架
B.1、2和3组成的物质叫脱氧核苷酸
C.DNA的碱基有4种,碱基对通过氢键连接
D.在DNA分子结构中,每个脱氧核糖均连接2个磷酸基团和1个碱基
45.(22-23高一下·甘肃兰州·期末)下面关于DNA分子结构的叙述中,错误的是( )
A.每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸
B.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基
C.DNA分子的基本骨架排列在外侧
D.双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶,就一定会同时含有40个鸟嘌呤
46.(22-23高一下·吉林·期末)下列关于DNA分子的结构的叙述,正确的是( )
A.双链DNA分子的每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
B.DNA分子的一条链上相邻的碱基之间通过氢键相连
C.DNA分子的任何一条链上的嘌呤数都等于嘧啶数
D.DNA分子一般含有两条链,且两条链是反向平行的
47.(22-23高一下·湖南长沙·期末)某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成,一部分实验数据如以下两表所示。据表回答以下说法错误的是( )
来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶
人 1.56 1.43 1.00 1.00 1.0
鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02
小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1
表1
生物 猪 牛
器官 肝 脾 胰 肺 肾 胃
(A+T)/(G+C) 1.43 1.43 1.42 1.29 1.29 1.30
表2
A.不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不同,说明DNA具有特异性
B.同种生物不同器官细胞的DNA中各种脱氧核苷酸比例基本相同,说明同种生物DNA的碱基组成具有一致性
C.不同生物的A、T之和与G、C之和和比值不一致,说明不同生物的DNA碱基比例组成不同,表明了DNA的多样性
D.除少数病毒外,绝大多数生物的遗传物质都是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质
48.(22-23高一下·黑龙江齐齐哈尔·期末)某双链DNA分子中,碱基A的数量占32%,则碱基G占全部碱基的( )
A.18% B.16% C.32% D.64%
49.(22-23高一下·辽宁大连·期末)利用下表提供的材料搭建双链DNA分子的平面结构模型,下列叙述错误的是( )
塑料片类别 碱基G 碱基C 碱基A 碱基T 磷酸 脱氧核糖 氢键
数量(个) 3 2 4 3 充足 充足 充足
A.最多可含有10个脱氧核苷酸
B.有游离的磷酸基团的一端为3'端
C.磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架
D.互补的G与C之间摆放3个代表氢键的塑料片
50.(22-23高一下·四川成都·期末)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。如图是DNA分子杂交过程示意图,下列叙述错误的是( )
A.DNA分子杂交技术利用了碱基互补配对原则
B.游离区形成的原因是a、b链所含的碱基不同
C.G-C碱基对越多,杂合双链区中的双链结合越稳定
D.杂合双链区部位越多,则两种生物DNA分子的差异越小
【答案】B
考点03 DNA的复制
51.(12-13高一下·辽宁沈阳·期末)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⑤ 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⑤
52.(22-23高一下·湖南邵阳·期末)如图为某真核细胞中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.该过程的模板链是a、d链
C.该过程只能发生在细胞有丝分裂前的间期
D.DNA复制的特点有半保留复制和边解旋边复制
53.(22-23高一下·河北石家庄·期末)研究人员将1个含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解开双螺旋,变成单链:然后进行密度梯度离心,试管中出现两种条带(如图)。下列说法错误的是( )
A.由结果可推知DNA在24h内连续分裂3次
B.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键
C.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式为半保留复制
D.若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条带
54.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)一双链DNA有1000个碱基对,其中一条链(α链)中腺嘌呤(A)占28%,另一条链(β链)中鸟嘌呤(G)占33%。下列说法正确的是( )
A.真核生物DNA分子复制一般发生在有丝分裂前的间期或减数分裂Ⅱ前的间期
B.该DNA分子进行一次复制,需要消耗280个胸腺嘧啶(T)和330个胞嘧啶(C)
C.该DNA分子复制需要解旋酶、DNA聚合酶、核糖核苷酸以及ATP提供能量等条件
D.DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性
55.(22-23高一下·吉林通化·期末)甲图为DNA分子部分相关过程示意图,乙图为甲图某一片段放大后的结构示意图,有关叙述错误的是( )
A.由图可看出DNA复制具有半保留复制的特点
B.酶A能利用细胞中游离的脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链
C.DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成
D.乙图中8处与DNA的稳定性有关
56.(22-23高一下·山东青岛·期末)如图为真核细胞 DNA 复制过程的模式图,其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链 将由DNA 连接酶连接。一个15N 标记的双链DNA 片段含有500个碱基对,其中胞嘧啶有150个,提供含14N 的脱氧核苷酸,共进行4次复制。下列说法错误的是( )
A.真核生物 DNA 复制的场所有细胞核和细胞质
B.复制时共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸2450个
C.产生的含15N 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的1/8
D.阻断DNA连接酶的活性,会出现短片段子链的积累
57.(22-23高一下·黑龙江牡丹江·期末)一个DNA连续复制2次,最多能形成多少个DNA分子( )
A.2个 B.4个 C.8个 D.16个
58.(22-23高一下·黑龙江牡丹江·期末)下列结构中不可能发生DNA复制的是( )
A.细胞核 B.叶绿体 C.线粒体 D.核糖体
59.(22-23高一下·重庆·期末)如图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图,该基因全部碱基中A占20%。下列相关说法正确的是( )
A.该基因的一条核苷酸链中A+T占该链的40%
B.将该基因置于14N培养液中复制3次后,含14N的DNA分子占1/4
C.该基因的遗传信息蕴藏在4种核糖核苷酸序列中
D.解旋酶作用于①部位,DNA聚合酶作用于②部位
60.(22-23高一下·山东淄博·期末)滚环式复制是环状DNA分子复制的常见方式。复制过程中,亲代DNA分子在复制起点被限制酶切开,L端游离后与A蛋白结合,防止解开的核苷酸链再度形成双链。R端与DNA聚合酶结合,以图中内环DNA链为模板向前滚动延伸,称为滚环式复制(如图)。下列说法错误的是( )
A.①过程中限制酶切割产生1个游离的磷酸基团
B.②过程中DNA聚合酶结合的R端为该链的5'端
C.③过程中复制的模板仅为图中内环核苷酸链
D.④过程产生的DNA乙、丙与甲碱基序列均相同
61.(22-23高一下·贵州六盘水·期末)果蝇的DNA在复制时会出现多个复制泡,每个复制泡的两端有2个复制叉,复制叉的延伸方向如图所示。复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向移动,下列叙述错误的是( )
A.图中DNA的复制为双向半保留复制
B.多起点复制加快了DNA的复制速度
C.复制时子链的延伸方向为5'→3'
D.合成的两条子链的碱基序列完全相同
62.(22-23高一下·山东日照·期末)下图是真核生物染色体DNA复制过程的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.DNA分子复制过程需要酶的催化 B.DNA在同一起点双向解旋并复制
C.DNA分子复制是多起点同时进行的 D.图示的复制特点提高了复制的效率
63.(22-23高一下·青海海东·期末)如图是细胞内某生理过程示意图。下列说法正确的是( )
A.酶A是RNA聚合酶,酶B是解旋酶
B.酶A破坏氢键,酶B催化形成氢键
C.酶A起作用的过程中会消耗游离的核糖核苷酸
D.人体细胞中该过程主要发生在细胞核中
64.(22-23高一下·海南·期末)下列有关真核细胞中DNA复制的叙述,错误的是( )
A.DNA聚合酶的作用是解开DNA双链
B.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端
C.DNA复制可以发生在细胞核、线粒体和叶绿体中
D.DNA复制通过碱基互补配对,在很大程度上保证了复制的准确性
65.(22-23高一下·湖南长沙·期末)下列关于真核细胞双链DNA分子复制的叙述,正确的是( )
A.复制方式为半保留复制,需要DNA聚合酶
B.以一条链为模板,在核糖体内复制
C.DNA的双螺旋结构保证了复制正确无误地进行
D.碱基互补配对原则为复制提供了精确的模板
66.(22-23高一下·山东·期末)用白色、灰色、黑色依次表示双链组成为14N14N、15N14N、15N15N的DNA。现有DNA分子的双链组成为14N14N的大杆菌,将其放在含有15N的培养基中繁殖两代后的产物是( )
A. B. C. D.
67.(22-23高一下·辽宁大连·期末)如图表示细胞内的某生理过程,结合图示判断,下列叙述正确的是( )
A.这是一个边解旋边转录的过程
B.①和②分别代表解旋酶和DNA聚合酶
C.新合成的③和④碱基序列完全相同
D.人体所有细胞中都能发生该生理过程
68.(22-23高一下·黑龙江牡丹江·期末)下图是DNA分子复制的图解。据图分析回答。
(1)甲过程中需要用到的酶为 ,该酶作用于 键。
(2)乙过程中,以母链为模板,利用细胞中 种 为原料,在 酶的作用下,按照 原则,各自合成与母链互补的一段子链。
(3)丙过程中,每条子链与其对应的母链盘绕成 结构。
(4)上述过程表明DNA分子复制的特点是 。
(5)在形成精子的过程中,DNA复制发生在 期。
(6)该过程在真核细胞内的场所主要是 。
69.(22-23高一下·广东·期末)据图分析回答下列问题:
(1)填出图中部分结构的名称:② ⑤ 。
(2)DNA分子的基本骨架是由 和 交替连接组成的。
(3)碱基通过 连接成碱基对。
(4)如果该DNA片段有200个碱基对,氢键共540个,胞嘧啶脱氧核苷酸有 个,该DNA分子复制3次,需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸 个,复制过程中需要的条件是原料、模板、 、 酶和 酶等。一个用15N标记的DNA分子,放在14N的环境中培养,复制4次后,含有14N的DNA分子总数为 个。
70.(22-23高一下·辽宁丹东·期末)甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可看出DNA复制的方式是 。
(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,则A是 酶,B是 酶;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,这说明DNA分子复制具有 的特点。
(3)图甲过程在真核细胞中进行的主要场所是 。
(4)乙图中有 种碱基,有 个游离的磷酸基团,7是 ;DNA分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对,并且遵循 原则。
(5)已知某DNA分子共含1000个碱基对、2400个氢键,则该DNA分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸 个。
71.(22-23高一下·湖南·期末)下图为DNA分子的复制过程,据图回答下列问题:
(1)DNA分子复制的时间是 。从上图可看出DNA的复制方式是 。
(2)甲图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链;则A是 酶,B是 酶。
(3)甲图过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有 。
(4)DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(P)变成了尿嘧啶,该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G,推测“P”可能是 。
(5)DNA复制的意义:DNA通过复制,将 ,从而保持了遗传信息的连续性。
72.(22-23高一下·广西·期末)甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,回答下列问题:
(1)科学家沃森和克里克制作的DNA模型是 结构。
(2)科学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记法,通过实验证明DNA复制的方式是 。
(3)图甲中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中则A是 酶,其作用是使DNA中的 键断裂,打开双链。
(4)图乙中,1的名称是 ,由4、5、6共同构成的物质的名称是 。
(5)图甲中,若该双链DNA片段中,A+T占46%,其中a链中的G占该单链的22%,则d链中的G占单链的 。
73.(22-23高一下·吉林·期末)下面甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可以看出,DNA的复制方式是 。在真核细胞中DNA复制主要发生在 (部位)中。
(2)甲图中,酶A和酶B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中酶B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,则酶A是 ,酶B是 。
(3)写出乙图中序号代表的结构的中文名称:⑧ 。
(4)在乙图所在的DNA区段中,腺嘌呤有m个,占该区段全部碱基的比例为n,则__________
A.n≤0.5 B.n≥0.5
C.胞嘧啶为 D.胞嘧啶为
(5)如果甲图中a链的序列是3'-AGGTCC-5',那么它的互补链d的序列是____
A.3'-TCCAGG-5' B.3'-GATACC-5'
C.3'-GGACCT-5' D.3'-AGGTCC-5'
74.(22-23高一下·山东潍坊·期末)下图为果蝇DNA的电镜照片,图中箭头所指的泡状结构叫做DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。一个DNA分子中有多个大小不一的复制泡。
(1)DNA的两条单链按 方式盘旋呈双螺旋结构,其基本骨架由 构成。在DNA分子中,遗传信息蕴藏在 。
(2)DNA复制能够准确地进行依赖于 原则。一个DNA分子中有多个复制泡,其意义是 ;复制泡大小不一,说明 。
(3)研究发现,DNA子链的延伸方向只能从5'向3'进行。DNA复制过程中一条子链是连续合成的,另一条子链是分段合成的。下图为一个复制泡,请完善图中子链DNA片段延伸的情况。
75.(22-23高一下·山西大同·期末)如图为某细胞内DNA分子复制简图,请据图回答:
(1)该过程发生的时间为细胞分裂前的 期,需要 酶和 酶的作用。
(2)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的 为原料,按照 原则,各自合成与母链互补的一条子链。
(3)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子中C+G占 %。
(4)若将长期培养在14N环境中的细胞移入只含15N的环境中培养,使细胞连续分裂n次,则最终获得的子代DNA分子中,含14N的DNA分子占 ,含15N的DNA分子占 ,这说明DNA分子复制的特点是 。
76.(22-23高一下·福建泉州·期末)如图甲是DNA分子局部组成示意图,图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题。
(1)甲图中有 个游离的磷酸基团,两条脱氧核苷酸链的碱基之间通过 相连,图中显示的碱基对中含有该键 个。
(2)图乙过程在真核细胞与原核细胞中进行的主要场所分别是 和 。
(3)图乙的DNA分子复制过程中所需的条件是 。
(4)由图可知,延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制具有 的特点。
(5)已知某DNA分子共含1000个碱基对、2400个氢键,则该DNA分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸 个;若将其复制4次,共需腺嘌呤脱氧核苷酸 个。
77.(22-23高一下·湖北武汉·期末)1958年,科学家通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制,此后科学家便开始了有关DNA复制起点的数目、方向等方面的研究。试回答下列问题:
(1)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。DNA复制开始时首先必须解旋,从而在复制起点位置形成复制叉(如图甲所示)。因此,研究中可以根据复制叉的数量推测 。
(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(其拟核DNA呈环状)放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养,进一步证明了DNA的半保留复制。根据图乙的大肠杆菌亲代环状DNA示意图,用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注:以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链) 。
(3)有一个双链均被32P标记的DNA分子,将其置于只含有31P的环境中复制3次,子代中含32P的单链与含31P的单链数目之比为 。人探究DNA的复制从一点开始以后是单向进行的还是双向进行的,将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养,给予适当的条件,让其进行复制,得到图丙所示结果,这一结果说明 。
(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制,用第(2)小题的方法,观察到大肠杆菌DNA复制的过程如图丁所示,这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是 起点复制的。
考点04 基因通常是有遗传效应的DNA片段
78.(22-23高一下·山东青岛·期末)下列关于DNA、基因、染色体的关系描述正确的是( )
A.大肠杆菌拟核基因成对存在,遵循分离定律
B.任何生物基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸
C.等位基因往往位于同源染色体上相同的位置,非等位基因一定位于非同源染色体上
D.真核细胞中染色体不是基因的唯一载体
79.(22-23高一下·海南·期末)基因通常是有遗传效应的DNA片段,下列相关叙述正确的是( )
A.细胞分裂都伴随着染色体的复制
B.真核生物细胞中的基因均在染色体上呈线性排列
C.碱基(或脱氧核糖核苷酸)排列顺序的千变万化是DNA多样性的原因
D.核酸均可携带遗传信息,但只有 DNA 是生物的遗传物质
80.(22-23高一下·海南·期末)关于基因、染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系,下列说法正确的是( )
A.染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有一个DNA
B.每个DNA分子上含有多个基因,基因指导蛋白质的合成
C.DNA分子中A与T的含量越高DNA分子越稳定
D.DNA分子中碱基特定的排列顺序,构成了DNA分子的多样性
81.(22-23高一下·海南·期末)关于基因和染色体关系的叙述,错误的是( )
A.基因都是具有遗传效应的DNA片段
B.基因在染色体上呈线性排列,每条染色体上都有许多个基因
C.萨顿使用类比推理的方法提出基因在染色体上的假说
D.摩尔根等人通过实验验证了果蝇的白眼基因和X染色体的关系
82.(22-23高一下·安徽·期末)关于真核细胞核基因和染色体关系的叙述,错误的是( )
A.等位基因都位于同源染色体上,非等位基因都位于非同源染色体上
B.基因在染色体上呈线性排列,每条染色体上有许多个基因
C.通常X和Y两条染色体上所含的基因数量不同
D.摩尔根等人首次通过实验证明基因在染色体上
83.(22-23高一下·广西桂林·期末)下列关于基因、染色体、性状三者之间关系的表述,错误的是( )
A.一条染色体有多个基因且呈线性排列
B.位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状
C.非等位基因都位于非同源染色体上
D.非同源染色体上的非等位基因可以自由组合
84.(22-23高一下·山东·期末)高等生物中,基因的本质( )
A.是DNA片段
B.是有遗传效应的氨基酸片段
C.通常是有遗传效应的DNA片段
D.是蛋白质片段
85.(22-23高一下·北京顺义·期末)下列关于基因的叙述中,不正确的是( )
A.基因能够储存遗传信息
B.基因通常是有遗传效应的DNA片段
C.基因在染色体上呈线性排列
D.基因的基本组成单位是含氮碱基
86.(22-23高一下·湖南·期末)如图是果蝇某染色体上的白眼基因(S)示意图,下列叙述正确的是( )
A.白眼基因片段中,含有成百上千个核糖核苷酸
B.S基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因在细胞核内,不遵循遗传规律
D.基因片段中有5种碱基、8种核苷酸
87.(22-23高一下·河北·期末)下列有关基因和染色体的叙述错误的是( )
①染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列
②摩尔根利用果蝇进行杂交实验,运用“假说-演绎”法确定了基因在染色体上
③同源染色体的相同位置上一定是等位基因
④一条染色体上有许多基因,染色体就是由基因组成的
⑤萨顿研究蝗虫的减数分裂,运用类比推理的方法提出假说“基因在染色体上”
A.①②③⑤ B.②③④ C.③④ D.①②⑤专题03 基因的本质
考点01 遗传物质的探索实验
1.(22-23高一下·湖南邵阳·期末)某校生物研究性学习小组做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,过程如下图所示,下列有关分析正确的是( )
A.若实验1中b的放射性偏高,则这与①过程中培养时间的长短有关
B.若实验2中c的放射性偏高,则这与④过程中搅拌不充分有关
C.理论上,a、d中放射性很高,b、c中放射性很低
D.该实验证明了DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质
【答案】C
【分析】赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素 35S和放射性同位素 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。然后,用 35S或32P标记的T2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。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中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
【详解】A、实验1中用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,35S标记的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,因此上清液a放射性强,沉淀物b放射性弱,实验1中b含少量放射性与①过程中培养时间的长短无关,与搅拌不充分有关,A错误;
B、实验2中32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,32P标记的DNA进入细菌,经过搅拌离心后分布在沉淀物中,因此上清液c放射性弱,沉淀物d放射性强,实验2中c含有放射性与④过程中搅拌不充分无关,与培养时间的长短有关,B错误;
C、实验1中35S标记的蛋白质外壳主要存在于上清液a中,故a中放射性很高,b中放射性很低;实验2中32P标记的T2噬菌体DNA注入大肠杆菌体内,经搅拌离心后主要存在于沉淀物d中,故d中放射性很高,c中放射性很低,C正确;
D、两组实验相互对照。证明了DNA是噬菌体的遗传物质,蛋白质不是遗传物质,D错误。
2.(22-23高一下·福建·期末)某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如图所示(实验②和⑤分别为两种菌混合后注射到小鼠体内)。下列有关叙述正确的是( )
A.活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑
B.通过实验②,鼠2的血液中只能分离出活菌乙
C.加热致死菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙
D.鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使死菌甲转化成活菌乙
【答案】C
【分析】由实验①可知,活菌甲不会导致小鼠死亡;由实验④可知,活菌乙会导致小鼠死亡;由实验②可知,加热致死菌乙可以将活菌甲转化成活菌乙,从而导致小鼠死亡;由实验③可知,加热致死菌乙自身不会导致小鼠死亡;由实验⑤可知,活菌乙和死菌甲可以导致小鼠死亡。
【详解】A、活菌甲、乙分别对应R型细菌和S型细菌,所以活菌甲在培养基上形成的菌落表面粗糙,A错误;
B、实验②是将活菌甲和加热致死菌乙混合后注射到鼠2体内,加热致死菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙,因此鼠2的血液中能分离出活菌甲和乙,B错误;
C、由于实验②是将活菌甲和加热致死菌乙混合后注射到鼠2体内,加热致死菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙,热致死菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙,C正确;
D、鼠5死亡的原因是活菌乙具有致死效应,D错误。
3.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)在探索遗传物质的道路上,艾弗里及其同事做了肺炎链球菌体外转化实验。下列叙述错误的是( )
A.该实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.该实验采用了自变量控制中的“加法原理”
C.该实验中利用了物质提纯鉴定技术和微生物培养技术
D.该实验中R型细菌转化为S型细菌发生了基因的重新组合
【答案】B
【分析】肺炎链球菌的体外转化实验,利用控制自变量的“减法原理”,将制成的S型细菌的细胞提取物和分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理后的S型细菌的细胞提取物,分别加入到有R型活细菌的培养基中培养,从而证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质。
【详解】A、该实验用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后,细胞提取物仍然具有转化活性;用DNA酶处理后,细胞提取物就失去了转化活性,从而证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA,A正确;
B、该实验每个实验组特异性地去除了一种物质,利用了自变量控制的“减法原理”,B错误;
C、该实验首先将加热致死的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,再将细胞提取物加入到有R型活细菌的培养基中培养,结果出现了S型活细菌,然后利用酶的催化作用,将特异性地去除一种物质的S型细菌的细胞提取物加入到有R型活细菌的培养基中培养。可见,该实验利用了物质提纯鉴定技术和微生物培养技术,C正确;
D、该实验中R型细菌转化为S型细菌,是由于S型细菌的DNA片段插入到R型细菌的DNA中导致的,因此发生了基因的重新组合,D正确。
4.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下图是实验的部分步骤。下列说法正确的是( )
A.该实验中分别用含放射性同位素35S和32P的培养基培养T2噬菌体
B.步骤③离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
C.若图中C有大量的放射性,则进入大肠杆菌体内的是用32P标记的DNA
D.若图中B有大量的放射性,则进入大肠杆菌体内的是用35S标记的蛋白质
【答案】B
【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、噬菌体是病毒,不能独立繁殖,故实验中分别先用含放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌后,再利用有标记的大肠杆菌培养T2噬菌体,A错误;
B、步骤③离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离,以便离心后获得的细菌在沉淀,蛋白质外壳在上清液,B正确;
C、该实验需要对照,若图中C有大量的放射性,而B放射性低,则说明进入大肠杆菌体内的是用32P标记的DNA,C错误;
D、若图中B有大量的放射性,说明蛋白质没有进入细菌,则进入大肠杆菌体内的是用32P标记的DNA,D错误。
5.(22-23高一下·山东·期末)DNA是主要遗传物质的内涵是( )
A.细胞中核遗传物质是DNA,而其余部分为RNA
B.绝大多数生物遗传物质是DNA,部分病毒以RNA作遗传物质
C.所有细胞型生命的遗传物质是DNA
D.真核生物遗传物质是DNA,原核生物则是RNA
【答案】B
【分析】 核酸分为DNA和RNA,DNA主要分布在细胞核,基本组成单位是脱氧核苷酸,具有储存遗传信息的功能;RNA主要分布在细胞质,基本组成单位是核糖核苷酸,具有转运、催化、翻译模板等功能。
【详解】A、细胞遗传物质就是DNA,A错误;
B、绝大多数生物遗传物质是DNA,部分病毒以RNA作遗传物质,比如HIV病毒,因此生物界中,DNA是主要遗传物质,B正确;
C、所有细胞型生命的遗传物质是DNA,但不符合题干内涵,C错误;
D、真核生物和原核生物遗传物质都是DNA,D错误。
6.(22-23高一下·山东青岛·期末)在证明DNA 是遗传物质的过程中, T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列说法正确的是( )
A.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA 和蛋白质
B.该实验的结果可以证明T2噬菌体的主要遗传物质是DNA
C.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,离心后上清液中有少量放射性,说明实验失败
D.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与其分离,利于离心环节的进行
【答案】D
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用32P和35S标记大肠杆菌→噬菌体与被标记的大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌离心→检测上清液和沉淀物中的放射性。
【详解】A、T2噬菌体病毒颗粒无细胞结构,自身不能合成mRNA 和蛋白质,需要在宿主细胞内合成上述物质,A错误;
B、该实验的结果可以证明T2噬菌体的遗传物质是DNA,B错误;
C、用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,离心后上清液中有少量放射性,说明可能是保温时间过短,部分噬菌体没有侵染大肠杆菌,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性;也可能是保温时间过长,部分噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性,C错误;
D、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与其分离,利于离心环节的进行,D正确。
7.(22-23高一下·山西朔州·期末)下列关于探究遗传物质的几个经典实验的叙述中,正确的是( )
A.格里菲思肺炎链球菌体内转化实验证明了 DNA是肺炎链球菌的“转化因子”
B.艾弗里体外转化实验中利用了加法原理对自变量进行控制
C.用被32P、35S同时标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,证明了 DNA是遗传物质
D.噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,不能使用14C标记噬菌体
【答案】D
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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→在揽拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了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,但没有具体证明哪一种物质是遗传物质,A错误;
B、艾弗里体外转化实验中利用了减法原理对自变量进行控制,B错误;
C、噬菌体侵染细菌实验中,分别用35S与32P标记噬菌体进行实验,而不是用35S和32P标记同一噬菌体,C错误;
D、噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,由于DNA和蛋白质的组成元素都含有C,不能使用14C标记噬菌体,D正确。
8.(22-23高一下·广西·期末)下列关于核酸是遗传物质证据实验的叙述,正确的是( )
A.肺炎链球菌转化实验原理是基因重组
B.格里菲思用含S型菌DNA与R型菌混合培养,培养基上只出现一种菌落
C.赫尔希和蔡斯用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,子代噬菌体都有放射性
D.上述三位科学家的实验研究结果能够证明DNA是全部生物的遗传物质
【答案】A
【分析】①肺炎链球菌转化实验包括格里菲思所做的体内转化实验和艾弗里所做的体外转化实验。格里菲思依据观察到的实验现象推断:已加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质,即转化因子。艾弗里的体外转化实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA。②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T2噬菌体的遗传物质是DNA。
【详解】A、在肺炎链球菌转化实验中,S型菌的DNA片段进入R型菌并整合到R型菌的DNA分子中,导致R型活细菌转化为S型活细菌,其原理是基因重组,A正确;
B、格里菲思的肺炎链球菌转化实验是在小鼠体内进行的,没有涉及到用含S型菌DNA与R型菌混合培养,B错误;
C、用32P标记的是噬菌体的DNA。用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,噬菌体的DNA进入到大肠杆菌的细胞中,蛋白质外壳留在细胞外,在噬菌体DNA的指导下,利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分,因此只有少数子代噬菌体有放射性,C错误;
D、格里菲思的研究结果不能证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质,赫尔希和蔡斯的实验研究结果能够证明DNA是噬菌体的遗传物质,但都不能证明DNA是全部生物的遗传物质,D错误。
9.(22-23高一下·海南·期末)下列有关探究遗传物质的实验叙述,正确的是( )
A.烟草花叶病毒感染和重建实验证明了DNA是遗传物质
B.艾弗里的肺炎链球菌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实验证明了转化因子是DNA
D.加热杀死的S型细菌的DNA能够将R型细菌转化为S型细菌
【答案】D
【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。
3、烟草花叶病毒的感染和重建实验,证明了RNA是遗传物质。
【详解】A、烟草花叶病毒感染和重建实验证明了RNA是遗传物质,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利用了减法原理,B错误;
C、格里菲思以小鼠和肺炎链球菌为实验材料,通过体内转化实验证明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,但没有证明转化因子是DNA,C错误;
D、DNA是转化因子,加热杀死的S型细菌的DNA能够将R型细菌转化为S型细菌,D正确。
10.(22-23高一下·重庆·期末)下列对遗传物质探究过程的分析,正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质
B.格里菲思的实验中加热杀死的S型细菌不能使R型细菌发生转化
C.在“噬菌体侵染细菌实验”中,离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D.在控制自变量方面,艾弗里利用了添加某种酶,破坏或去除某种物质的“加法原理”
【答案】A
【分析】1.肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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、噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,也是证明DNA是遗传物质的有力证据,A正确;
B、格里菲思的实验中加热杀死的S型细菌能使R型细菌发生转化,进而使老鼠患病死亡,B错误;
C、在“噬菌体侵染细菌实验”中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是使上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒,C错误;
D、在控制自变量方面,艾弗里利用了添加某种酶,破坏或去除某种物质的“减法原理”,D错误。
11.(22-23高一下·贵州六盘水·期末)关于遗传物质探究历程的实验,下列叙述错误的是( )
A.烟草花叶病毒的重建实验证明RNA是遗传物质
B.格里菲斯的实验说明DNA能改变生物体遗传性状
C.艾弗里运用“减法原理”鉴定出DNA是遗传物质
D.赫尔希和蔡斯运用同位素标记法进行实验
【答案】B
【分析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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、烟草花叶病毒的感染和重建实验,证明了RNA是遗传物质,A正确;
B、格里菲斯实验证明了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,但没有证明DNA可以改变生物体的遗传性状,B错误;
C、艾弗里的体外转化实验运用了“减法原理”(逐步加入不同的酶,逐渐排除各种物质的作用)鉴定出DNA是遗传物质,C正确;
D、赫尔希和蔡斯运用同位素标记法进行了噬菌体侵染细菌的实验,D正确。
12.(22-23高一下·河北张家口·期末)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为RNA病毒,且均可感染烟叶并使之出现感染斑,由于两者的亲缘关系较近,可通过重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新病毒。利用不同类型的病毒或病毒提取物感染烟叶来验证两种病毒的遗传物质是RNA,实验结果如下,下列有关叙述正确的是( )
组别 a b c d e f
感染的病 毒或物质 TMV的蛋白质 TMV的RNA HRV的蛋白质 HRV的RNA HRV的蛋白质与TMV的RNA重组成的病毒 TMV的蛋白质与HRV的RNA重组成的病毒
实验结果
A.上述实验中a、c组为对照组,b、d组为实验组
B.该实验可证明所有病毒的遗传物质均为RNA,不是蛋白质
C.从b、e组感染斑中分离出的病毒的蛋白质不同
D.f组繁殖出的子代病毒具有HRV的蛋白质与HRV的RNA
【答案】D
【分析】分析图示可知,用aTMV的蛋白质外壳或cHRV的蛋白质外壳感染的烟叶均没有出现病斑,用bTMV的RNA或eHRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染的烟叶均出现TMV的病斑,用dHRV的RNA或fTMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染的烟叶均出现HRV的病斑,说明该病毒的遗传物质是RNA。
【详解】A、a组与b组分别用TMV的蛋白质和RNA感染烟草,互为对比实验,同理c组和d组也形成对比实验,a~f组均为实验组,A错误;
B、该实验可证明TMV和HRV的遗传物质均为RNA,不是蛋白质,但不能证明所有病毒的遗传物质均为RNA,B错误;
C、从b、e组感染斑中分离出的病毒蛋白质均为TMV的RNA控制合成的蛋白质,C错误;
D、根据f组叶片上出现的病斑可知形成的病毒为HRV,即f组繁殖出的子代病毒具有HRV的蛋白质与HRV的RNA,D正确。
13.(22-23高一下·甘肃·期末)科学家从患烟草花叶病的烟草叶片中提取出烟草花叶病毒(TMV)后,将其组成物质分离提纯,用烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验,实验流程如图。研究发现,车前草病毒(HRV)均可以感染烟草。下列叙述错误的是( )
A.全新的病毒外壳由自身颗粒内的核糖体合成
B.处理①的目的是将烟草花叶病毒的 RNA 和蛋白质分开
C.步骤②的后续操作是烟草花叶病毒的 RNA侵染健康烟草,烟草患病
D.用 HRV RNA +TMV蛋白质→重组病毒→侵染健康烟草→分离出来的病毒与 HRV型病毒相同
【答案】A
【分析】据图分析:从烟草花叶病毒中提取的蛋白质,单独侵染健康烟草,烟草不患病;从烟草花叶病毒中提取的RNA,单独侵染健康烟草,烟草患病;由此说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,而不是蛋白质。
【详解】A、全新的病毒外壳在烟草细胞中的核糖体合成,A错误;
B、 根据后续操作用烟草花叶病毒的蛋白质和 RNA分别侵染烟草,因此,处理①是将烟草花叶病毒的 RNA 和蛋白质分开,B 正确;
C、步骤②的后续操作是 RNA侵染健康烟草,烟草患病, C 正确;
D、由于 RNA 病毒中的遗传物质是 RNA,重组病毒的 RNA来自 HRV 型病毒,因此用这个病毒去感染烟草,在烟草细胞内分离出来的病毒与 HRV 型病毒相同,D正确。
14.(22-23高一下·广西河池·期末)如图为艾弗里和他的同事所做的肺炎链球菌体外转化实验。下列相关叙述错误的是( )
A.第1组和第2组均能发生肺炎链球菌的转化
B.第3组中加入的DNA酶破坏了DNA的结构
C.该实验可证明肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA
D.构成S型细菌的成分有蛋白质、RNA、DNA和脂质等
【答案】C
【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、第1组和第2组都含有DNA,故均能发生肺炎链球菌的转化,A正确;
B、第3组中加入的DNA酶将DNA水解,破坏了DNA的结构,B正确;
C、该实验可证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA,但是不能证明肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA,C错误;
D、S型细菌具有细胞结构,故构成S型细菌的成分有蛋白质、RNA、DNA和脂质等,D正确。
15.(22-23高一下·重庆长寿·期末)核酸是遗传信息的携带者,下列有关DNA和RNA的叙述正确的是( )
A.细胞内DNA只存在于细胞核中,RNA只存在于细胞质中
B.酵母菌的遗传物质是DNA,大肠杆菌的遗传物质是RNA
C.RNA可作为遗传物质,某些RNA还可起催化作用
D.SARS和新型冠状病毒都可能引起肺炎,它们遗传物质的区别在于碱基的种类不同
【答案】C
【分析】核酸由核苷酸组成,而核苷酸单体由五碳糖、磷酸基和含氮碱基组成。如果五碳糖是核糖,则形成的聚合物是RNA;如果五碳糖是脱氧核糖,则形成的聚合物是DNA。
【详解】A、真核细胞内DNA主要存在于细胞核中,也存在于线粒体、叶绿体中,原核生物的DNA存在于拟核区中,RNA在细胞核中也有,A错误;
B、大肠杆菌的遗传物质是DNA,B错误;
C、RNA可作为RNA病毒的遗传物质,某些RNA还可起催化作用,如核酶,C正确;
D、SARS和新型冠状病毒都可能引起肺炎,它们都是RNA病毒,遗传物质都是RNA,D错误。
16.(22-23高一下·浙江宁波·期末)赫尔希和蔡斯通过如下两组实验证实了DNA是遗传物质。
实验一:35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌;
实验二:32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。
下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.实验一中可用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳
B.实验二中搅拌不充分会造成较大的实验误差
C.实验一中细菌裂解释放的全部子代噬菌体都不含放射性
D.实验二中细菌裂解释放的大部分子代噬菌体含有放射性
【答案】C
【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、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌→噬菌体与被标记的大肠杆菌混合培养→被标记的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、实验一中不能用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳,因为噬菌体的DNA中也含有氮元素,若用15N标记, 则会导致噬菌体的DNA也被标记,且15N无放射性,A错误;
B、32P标记的是噬菌体的DNA,离心后会随大肠杆菌进入沉淀物,搅拌不充分不会造成较大的实验误差,B错误;
C、实验一中35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌,故实验一中细菌裂解释放的子代噬菌体都不会含有放射性,C正确;
D、32P标记的是噬菌体的DNA,根据DNA半保留复制的特点,可知实验二中细菌裂解释放的少部分子代噬菌体含有放射性,D错误。
17.(22-23高一下·广东·期末)科学家探索生物体遗传物质经过了很多实验,相关叙述错误的是( )
A.格里菲斯的肺炎双球菌转化实验说明;S型细菌中的转化因子使R型转化为S型
B.艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明;转化因子是DNA
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明;DNA是主要的遗传物质
D.艾弗里和赫尔希、蔡斯的实验思路大体相同
【答案】C
【分析】1952年,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的新技术,完成了对证明DNA是遗传物质的更具说服力的实验,即T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,其实验步骤是: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、肺炎双球菌转化实验:包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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,A正确;
B、艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明;转化因子是DNA,B正确;
C、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明;DNA是噬菌体的遗传物质,C错误;
D、艾弗里和赫尔希、蔡斯的实验思路大体相同,都是将DNA和蛋白质等分开研究,D正确。
18.(22-23高一下·重庆·期末)某被32P、35S、3H标记的1个T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌后,共释放出n个子代噬菌体,每个T2噬菌体DNA中含胞嘧啶m个,下列叙述正确的是( )
A.可在子代噬菌体的外壳中找到35S和3H
B.噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌
C.整个过程共消耗鸟嘌呤m(n-1)个
D.可直接利用含32P、35S、3H的培养液培养出含32P、35S、3H的T2噬菌体
【答案】C
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌的实验: 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】A、35S存在亲代噬菌体的蛋白质外壳中,蛋白质侵染时不进入宿主细胞内,因此在子代噬菌体的外壳中找不到35S,A错误;
B、噬菌体DNA复制过程需要的模板来自噬菌体本身,B错误;
C、每个T2噬菌体DNA中含胞嘧啶m个,根据碱基互补配对原则,每个T2噬菌体DNA中含鸟嘌呤m个,共释放出n个子代噬菌体,但子代噬菌体中含有亲代的两条DNA单链,因此相当于消耗鸟嘌呤m(n-1)个,C正确;
D、T2噬菌体是病毒,营寄生生活,不能直接用培养液培养,D错误。
19.(22-23高一下·河北秦皇岛·期末)关于遗传物质的研究,下列叙述正确的是( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验利用减法原理证明了DNA是转化因子
B.证明DNA复制方式的实验和分离细胞器的实验均用到了差速离心法
C.沃森和克里克主要以DNA衍射图谱的有关数据不能推算出了DNA呈螺旋结构
D.噬菌体侵染细菌的实验和证明DNA复制方式的实验均利用了放射性同位素标记技术
【答案】A
【分析】肺炎链球菌转化实验包括体内转化实验和体外转化实验,其中体内转化实验证明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;体外转化实验证明DNA是遗传物质。
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、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验中,每个实验特异的除去的除去了一种物质,从而证明了DNA是转化因子即遗传物质,其自变量的处理方法遵循“减法原理”,A正确;
B、证明DNA是半保留复制方式的实验采用的是密度梯度离心法,分离细胞器的实验采用了差速离心法,B错误;
C、沃森和克里克主要以威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱的有关数据为基础,推算出DNA呈螺旋结构,C错误;
D、噬菌体侵染细菌的实验利用了放射性同位素标记技术,而DNA复制方式的实验用的是15N同位素标记技术,但15N没有放射性,D错误。
20.(22-23高一下·山东淄博·期末)S型细菌中含有控制荚膜形成的S基因。研究发现,将加热杀死的S型细菌和R型细菌一起培养,S基因可以进入R型细菌中,通过同源重组的方式使R型细菌转化为S型细菌(如图)。下列说法错误的是( )
A.混合培养一段时间后,培养基上多数的菌落表面光滑
B.转化过程中,存在磷酸二酯键的断裂与生成
C.转化后,出现S型细菌的原因是发生了基因重组
D.加热杀死的S型菌中,蛋白质失活而DNA仍具有活性
【答案】A
【分析】S型肺炎链球菌表面有多糖类荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑,R型细菌菌体没有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面粗糙;R型菌不会使人或小鼠患病,无致病性。当存在S型的完整DNA和活的R型菌时,可发生基因重组,使R型菌转化成S型菌而具有致病性。
【详解】A、R型细菌菌落表面粗糙,S型细菌菌落表面光滑,混合培养一段时间后,少部分R型菌转化为S型菌,因此培养基上多数的菌落表面粗糙,少数菌落表面光滑,A错误;
B、由图可知,转化过程中,S型菌的S基因片段会从S型菌DNA上断裂,并整合到R型菌的DNA上,故存在磷酸二酯键的断裂与生成,B正确;
C、S型细菌的DNA整合到R型细菌的基因组上属于基因重组,C正确;
D、蛋白质在高温条件下会变性,而DNA高温变性,但冷却后还会恢复活性,因此加热杀死的S型菌中,蛋白质失活而DNA仍具有活性,D正确。
21.(22-23高一下·辽宁丹东·期末)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,如图表示相关实验。下列相关叙述错误的是( )
A.图1中加热杀死的S型细菌的部分DNA仍能发挥生物学活性
B.肺炎链球菌转化实验证明了DNA是肺炎链球菌主要的遗传物质
C.图2实验搅拌前保温时间的长短比搅拌是否充分对P曲线影响更大
D.图2中35S曲线升高的原因是搅拌充分有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
【答案】B
【分析】加热杀死的S型细菌可使R型细菌转化为S型细菌,噬菌体实验中,用32P标记噬菌体DNA,35S标记噬菌体蛋白质,保温时间长短和搅拌是否充分可影响上清液和沉淀物的放射性大小。
【详解】A、图1中加热杀死的S型细菌的部分DNA仍能发挥生物学活性,使R型细菌转化为S型细菌,A正确;
B、肺炎链球菌转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质,B错误;
C、P曲线为细胞外32P,标记噬菌体DNA,保温时间过长,导致细菌裂解,噬菌体释放出来,保温时间过短,导致噬菌体DNA未注入大肠杆菌,图2实验搅拌前保温时间的长短比搅拌是否充分对P曲线影响更大,C正确;
D、35S标记噬菌体蛋白质,图2中35S曲线升高的原因是搅拌充分有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,D正确。
22.(22-23高一下·广东东莞·期末)将充分稀释的T2噬菌体稀释液接种到长满大肠杆菌(黑色)的固体培养基上,一个T2噬菌体侵染并裂解大肠杆菌后,可形成一个不长细菌的透明区域——噬菌斑,由噬菌斑数量即可检测出噬菌体数量。利用相关实验材料进行如表所示实验,有关叙述正确的是( )
组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果
甲 未被标记的大肠杆菌 35S标记的T2噬菌体 恒温培养一段时间,统计噬菌斑数量,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.甲组培养基上的噬菌斑数量会随恒温培养时间的延长而不断增加
B.因一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染,故测得的噬菌体数比实际值偏小
C.恒温培养一段时间后,甲组部分子代噬菌体中能检测出放射性
D.乙组子代噬菌体均能检测出放射性,表明DNA是噬菌体的遗传物质
【答案】B
【分析】噬菌斑是在长满细菌的培养基上,由一个噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区,它是检测噬菌体数量的重要方法之一。
【详解】A、分析题意可知,在固体培养基上长满黑色大肠杆菌,噬菌体可侵染大肠杆菌进行增殖,裂解大肠杆菌后可形成噬菌斑,由于大肠杆菌的数量有限,故甲组培养基上的噬菌斑数量不会一直增加,A错误;
B、据题意可知 ,噬菌体数量是通过噬菌斑数量进行检测,而噬菌斑是由大肠杆菌裂解后形成的,由于一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染,即多个噬菌体侵染一个细菌后仍只形成一个噬菌斑,故测得的噬菌体数比实际值偏小,B正确;
C、甲组是用35S标记的T2噬菌体的蛋白质,而进入细菌体内的是噬菌体的DNA,故甲组子代噬菌体没有放射性,C错误;
D、乙组是32P标记的T2噬菌体(标记的的是噬菌体的DNA)侵染未被标记的大肠杆菌,由于DNA的半保留复制,故乙组子代噬菌体只有部分含有放射性,D错误。
23.(22-23高一下·贵州安顺·期末)“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验如下图所示,其中亲代噬菌体已被35S标记,下列有关叙述错误的是( )
A.用含35S的普通培养基直接培养T2噬菌体,即可获得35S标记的亲代噬菌体
B.②表示搅拌过程,其目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌充分分离
C.该实验的结果呈现C中仍然含有少量放射性,其可能原因是搅拌不充分导致
D.欲证明T2噬菌体的遗传物质是DNA,则还需设计一组用32P标记噬菌体的实验
【答案】A
【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: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。
【详解】A、噬菌体属于病毒,营寄生生活,必须在活细胞内才能生存,因此要先用含35S的普通培养基培养大肠杆菌,然后让噬菌体侵染这样的大肠杆菌,这样才能获得35S标记的亲代噬菌体,A错误;
B、②表示搅拌过程,其目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌充分分离,B正确;
C、本实验是用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有少量放射性的原因:搅拌不充分,噬菌体的蛋白质外壳未能与细菌分离,C正确;
D、欲证明T2噬菌体的遗传物质是DNA,则还需设计一组用32P标记噬菌体的实验,两者相互对比,才能得出结论,D正确。
24.(22-23高一下·贵州黔东南·期末)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,下图表示噬菌体侵染细菌实验的过程。
若有一组用放射性32P标记的噬菌体进行实验,下列说法正确的是( )
A.要获得32P标记的噬菌体可用含32P的培养基培养
B.32P标记的是噬菌体的蛋白质成分
C.该组实验结果是悬浮液中放射性很低,沉淀物放射性很高
D.子代噬菌体都和亲代噬菌体一样含32P
【答案】C
【分析】噬菌体侵染细菌的实验过程: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、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立生存,因此不能用培养基直接培养噬菌体,A错误;
B、噬菌体的组成是蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P),32P标记的是噬菌体的DNA成分,B错误;
C、32P标记的是噬菌体的DNA分子,能进入细菌体内,与细菌分布在沉淀物中,所以用32P标记的噬菌体侵染实验中,结果是悬浮液中放射性很低,沉淀物放射性很高,C正确;
D、由于DNA分子的半保留复制,子代噬菌体中只有少数含有32P,D错误。
25.(22-23高一下·贵州贵阳·期末)艾弗里和同事利用肺炎链球菌进行了转化实验,下图为其中一个实验组的设置。相关说法错误的是( )
A.艾弗里在实验中设置自变量利用了减法原理
B.图中DNA酶的作用是破坏DNA的分子结构
C.图中实验结果为“长出R型细菌和S型细菌”
D.仅通过该组实验不足以说明转化因子是DNA
【答案】C
【分析】减法原理是排除自变量对研究对象的干扰,同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言,结果已知,但不知道此结果是由什么原因导致的,实验的目的是为了探求确切的原因变量。
【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物,是人为的去除某种因素的影响,艾弗里进行的实验中利用了“减法原理”对自变量进行控制,A正确;
B、图中DNA酶的作用是破坏DNA的分子结构,水解DNA,B正确;
C、DNA酶将S型菌中的DNA水解,与R型菌混合培养,R菌也不能转化为S菌,故实验结果是:培养基上只有R型菌落出现,C错误;
D、仅通过该组实验不足以说明转化因子是DNA,还需要添加S型菌DNA与R型菌混合培养一组,根据实验结果对比得出结论,D正确。
26.(22-23高一下·河北承德·期末)材料一:S型肺炎链球菌能引起小鼠患败血症而死亡,R型菌则不能。英国科学家格里菲思进行了肺炎链球菌转化实验,结果如下:加热杀死的S型菌不能引起小鼠死亡,而将加热杀死的S型菌与活的R型菌混合之后注入小鼠体内能引起小鼠死亡,并在死亡的小鼠体内分离出了活的S型菌。
材料二:T2噬菌体是一种专门侵染细菌的病毒,由DNA和蛋白质两种物质组成。赫尔希和蔡斯根据T2噬菌体侵染细菌的过程,利用放射性同位素标记法巧妙地设计实验证明了DNA是遗传物质。
回答下列问题:
(1)从材料一 (填“能”或“不能”)得出DNA是遗传物质的结论,原因是 。
(2)材料二中用35S和32P分别标记噬菌体的 ,该实验能证明 。噬菌体侵染细菌后,进行了搅拌步骤,该步骤的目的是 ;若实验改用3H标记的噬菌体进行侵染细菌实验,放射性主要分布在 (填“上清液”、“沉淀物”或“沉淀物和上清液”)中。
【答案】(1) 不能 加热杀死的S型菌中存在很多物质,不能排除其他物质的作用
(2) 蛋白质和DNA DNA是(T2噬菌体的)遗传物质 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 沉淀物和上清液
【分析】同位素标记法证明DNA是遗传物质时需要分别标记DNA和蛋白质,蛋白质中特有的元素是S元素,DNA中特有的元素是P元素,故35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
【详解】(1)将加热杀死的S型菌与活的R型菌混合之后注入小鼠体内能引起小鼠死亡,因为S型细菌中含有可以使R型菌转化的物质,但细菌中有多种物质,不能证明该物质是DNA。
(2)蛋白质中特有的元素是S元素,DNA中特有的元素是P元素,故35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。将DNA和蛋白质分别标记,分别研究它们的功能,可以证明DNA是噬菌体的遗传物质。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,进而分析放射性存在的位置。DNA和蛋白质中都含有H元素,故上清液和沉淀物中都有放射性。
27.(22-23高一下·黑龙江佳木斯·期末)回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题:
(1)1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了著名的噬菌体侵染细菌实验,下图是实验的部分步骤:
写出上述实验的部分操作过程:
第一步:用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。
第二步:用35S标记噬菌体与 的大肠杆菌混合。
第三步:一定时间后,搅拌,离心。
(2)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上上清液不含有放射性。而实验最终结果显示,上清液有一定的放射性,而沉淀物中的放射性比理论值 。
①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的方法是 。
②从理论上讲,上清液的放射性应该为0,由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析:
a.在实验过程中,噬菌体与大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性增高,其原因是 。
b.在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌中去,将会产生误差,理由是 。
(3)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及其噬菌体的氨基酸
(4)上述实验中,不能用15N来标记噬菌体DNA,理由是 。
【答案】(1)没有标记过
(2) 低 同位素标记法 噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来 未侵入的噬菌体会使上清液中具有放射性
(3)C
(4)DNA和蛋白质中均有N元素
【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】(1)用35S标记噬菌体与没有标记过的大肠杆菌混合;一定时间后,搅拌,离心。
(2)噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上上清液不含有放射性。而实验最终结果显示,上清液有一定的放射性,而沉淀物中的放射性比理论值低。
①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的方法是同位素标记法,即用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质。
②从理论上讲,上清液的放射性应该为0,但实验数据和理论数据之间有较大的误差,原因可能是:a培养时间过长,噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来;b培养时间过短,有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌中去,未侵入的噬菌体会使上清液中具有放射性。
(3)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、氨基酸原料和酶,由细菌提供。
(4)由于DNA(元素组成为C、H、O、N、P)和蛋白质(元素组成为C、H、O、N等)中均有N元素,故上述实验中,不能用15N来标记噬菌体DNA,否则不能区分两者。
28.(22-23高一下·辽宁抚顺·期末)铜绿假单胞菌是在医院内感染的主要病原菌之一,常见于烧伤、重症监护病房、免疫力低下,以及囊性纤维化的病人。噬菌体是侵染细菌的病毒,可以杀死细菌。研究人员欲利用铜绿假单胞菌噬菌体和宿主相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。研究人员将噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组成重组噬菌体,重组噬菌体、噬菌体JG和噬菌体PaP1对不同类型(PA1、PAO1)的铜绿假单胞菌的吸附率如图所示,回答下列问题:
(1)铜绿假单胞杆菌的遗传物质是 ,噬菌体侵染细菌时合成噬菌体外壳蛋白质的原料是 。
(2)根据B、C组的实验结果可以得出噬菌体JG主要侵染铜绿假单胞菌 (填“PA1”或“PAO1”),比较A、B、C三组的实验结果可知,噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附主要取决于其 (填“DNA”或“蛋白质外壳”)的种类。
(3)研究发现噬菌体PaP1感染铜绿假单胞菌PA1后,可以杀死大部分的细菌,但总会有一定数量的耐受菌株产生,研究发现和铜绿假单胞菌PA1相比,PA1r(耐受菌)丢失了一段DNA序列,该序列含有合成脂多糖的关键基因gaIU,为验证gaIU基因的丢失是导致PA1r出现耐受性的原因,实验小组设计的实验方案如下:
组别 I II III
处理方法 PA1+PaP1 PA1r+PaP1 导入gaIU基因的PA1r+PaP1
预期结果 ? 接种噬菌体后,菌落基本无变化 接种噬菌体后,菌落减少甚至无菌落
若gaIU基因的丢失是导致PA1r出现耐受性的原因,则第I组实验的预期结果为 。
(4)1952年,赫尔希和蔡斯在研究噬菌体的蛋白质和DNA在侵染大肠杆菌过程中的功能时,检测上清液中的放射性,得到如下图所示的实验结果。
实验中搅拌的目的 ,据图分析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%,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 。
【答案】(1) DNA (宿主细胞的)氨基酸
(2) PAO1 蛋白质外壳
(3)接种噬菌体后,菌落减少甚至无菌落
(4) 使吸附在细菌(大肠杆菌)上的噬菌体和细菌(大肠杆菌)分离 2 部分噬菌体未侵染进入细菌 升高
【分析】据图分析:A组重组噬菌体对PAO1铜绿假单胞菌的吸附率与噬菌体JG相似,B组噬菌体JG对PAO1铜绿假单胞菌的吸附率高,C组噬菌体PaP1对PA1铜绿假单胞菌的吸附率高,根据A、B、C组的实验结果可以得出:重组噬菌体主要侵染铜绿假单胞菌PAO1,噬菌体JG主要侵染铜绿假单胞菌PAO1,噬菌体PaP1主要侵染铜绿假单胞菌PA1,以及噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附主要取决于其蛋白质外壳。
【详解】(1)铜绿假单胞杆菌是原核生物,原核生物的遗传物质是DNA;噬菌体为病毒,合成病毒的原料来源于宿主细胞,蛋白质的基本单位为氨基酸,故噬菌体侵染细菌时合成噬菌体外壳蛋白质的原料是宿主细胞的氨基酸。
(2)据图分析:噬菌体JG对PAO1铜绿假单胞菌的吸附率高,噬菌体PaP1对PA1铜绿假单胞菌的吸附率高,所以根据B、C组的实验结果可以得出噬菌体JG主要侵染铜绿假单胞菌PAO1,噬菌体PaP1主要侵染铜绿假单胞菌PA1;通过A、B、C三组的实验结果可知,重组噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附率与噬菌体JG相似,重组噬菌体是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组成,所以噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附主要取决于其蛋白质外壳。
(3)若gaIU基因的丢失是导致PA1r出现耐受性的原因,噬菌体PaP1(含有gaIU基因)感染铜绿假单胞菌PA1后,可以杀死大部分的细菌,则第I组实验的预期结果为接种噬菌体后,菌落减少甚至无菌落。
(4)噬菌体侵染大肠杆菌的实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离,据图分析搅拌时间应至少大于2min,否则噬菌体和大肠杆菌未完全分离,而导致上清液放射性低;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%,其原因可能是部分噬菌体未侵染进入细菌,离心后出现在上清液中;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%,说明子代噬菌体从大肠杆菌细胞中裂解释放出来,那么经离心后进入上清液,因而上清液放射性物质32P的含量会升高。
29.(22-23高一下·黑龙江牡丹江·期末)1928年,格里菲思完成了著名的肺炎链球菌体内转化实验,迈出了人类探索遗传物质本质的重要一步。回答下列有关问题:
(1)S型细菌荚膜的主要成分是 。真正的转化实验是第 组,该组与第 组对照可排除该组老鼠死亡是由于R型细菌。格里菲思实验的结论是: 。
(2)若将第④组分离出来的细菌接种到合适的培养基培养,可观察到的菌落形态是 。
【答案】(1) 多糖 ④ ① 加热杀死的S型细菌中存在转化因子
(2)既有光滑菌落也有粗糙型菌落
【分析】肺炎链球菌体内转化实验: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。实验证明加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”,促使R型细菌转化为S型细菌。
【详解】(1)S型细菌荚膜的主要成分是多糖。第④组加热杀死的S型细菌与R型细菌一同注射到小鼠体内,结果小鼠死亡,从而可推测出小鼠体内有S型细菌,说明R型细菌转化为S型细菌,故真正的转化实验是第④组。第①组将R型细菌直接注射到小鼠体内,小鼠不死亡,故该组(第④组)与第①组对照可排除该组(第④组)老鼠死亡是由于R型细菌引起。格里菲思实验的结论是加热杀死的S型细菌中存在转化因子, 能使R型细菌转化为S型细菌。
(2)第④组分离出来的细菌有S型细菌和R型细菌,因此,可观察到的菌落形态是既有光滑菌落也有粗糙型菌落。
30.(22-23高一下·辽宁·期末)图甲表示噬菌体侵染细菌的过程,图乙所示的是1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染细菌实验的部分实验过程。请分析回答下列问题:
(1)根据图甲写出噬菌体侵染细菌的正确顺序是 。(用“→”和图甲中的字母表示)
(2)根据图乙实验结果可知,用于标记噬菌体的同位素是 ,请完成标记T2噬菌体的操作步骤:
①配制适合细菌生长的培养基,在培养基中加入 ,作为合成DNA的原料。②在培养基中接种细菌,培养一段时间后,再用此细菌培养T2噬菌体。
(3)图乙实验中新形成的(全部/绝大多数/极少数) 噬菌体含有放射性。该实验结果表明,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: (答出一种即可)。
(4)某实验小组尝试用35S标记的噬菌体侵染含31P和32S的细菌来重复赫尔希和蔡斯的实验,该实验所获得的子代噬菌体含有上述哪些元素 (从“35S、31P、32S”中选择作答,要求答全)。
【答案】(1)B→D→A→E→C
(2) 32P 用32P标记的(4种)脱氧核苷酸(或“用32P标记的(具体某种)脱氧核苷酸”)
(3) 极少数 培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌内
(4)31P、32S
【分析】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。T2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。
【详解】(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序是:B吸附→D注入→A合成→E组装→C释放。
(2)图乙实验中,上清液的放射性很低,沉淀物的放射性很高,说明用于标记噬菌体的同位素是32P,标记的是噬菌体的DNA。噬菌体没有细胞结构,是寄生在细菌中的,所以要先标记细菌再标记噬菌体,标记T2噬菌体的具体操作步骤为:①配制适合细菌生长的培养基,在培养基中加入用32P标记的(4种)脱氧核苷酸(或“用32P标记的(具体某种)脱氧核苷酸”),作为合成DNA的原料。②在培养基中接种细菌,培养一段时间后,再用此细菌培养T2噬菌体。
(3)图乙实验中,标记的是T2噬菌体的DNA,由于DNA的复制为半保留复制,复制的原料为未标记32P的脱氧核苷酸,因此新形成的极少数噬菌体含有放射性。图乙实验中,上清液中具有很低的放射性的可能原因是:①培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内,经离心后分布于上清液,使上清液出现少量放射性;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来,经离心后分布于上清液,使上清液出现少量放射性。
(4)用35S标记的噬菌体侵染含31P和32S的细菌来重复赫尔希和蔡斯的实验,因为噬菌体的DNA是遗传物质,会注入到细菌内,而蛋白质外壳会留在外面,且噬菌体会以细菌内的物质为原料合成子代噬菌体,因此该实验所获得的子代噬菌体含有上述的31P、32S。
31.(22-23高一下·湖北荆门·期末)生物的遗传物质是什么?这个问题曾经引发了不少科学家大胆推测和实验探究,其实验设计的巧妙之处耐人寻味、令人叹服!以下是关于探究生物遗传物质的一些实验方法。
(1)课题一:探究生物的遗传物质是核酸还是蛋白质。①酶解法在艾弗里及其同事的肺炎链球菌体外转化实验中,几个实验组分别加入蛋白酶、RNA酶、酯酶和DNA酶,最终确定肺炎链球菌的遗传物质是DNA.该实验是采用 (填“加法原理”或“减法原理”)控制自变量的。②同位素标记法为了探究T2噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质,应该分别标记 。③重组病毒侵染法已知烟草花叶病毒(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组成的。如图是探索HRV的遗传物质是RNA还是蛋白质的操作流程图。如果从烟草叶中提取到重组病毒的子代是 (填“HRV病毒”或“TMV病毒”),则说明HRV病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质。
(2)课题二:探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA① 法:通过分离提纯技术,提取某病毒的核酸,加入 酶混合培养一段时间,再侵染其宿主细胞,若在宿主细胞内检测不到子代病毒,则病毒为RNA病毒。②同位素标记法和侵染法:将 培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中繁殖数代,之后接种 ,培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性,若检测到子代病毒有放射性,则说明该病毒为 病毒,同时还做一组对比实验。③碱基测定法:为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构,可对此新病毒核酸的碱基组成和A、U、T碱基比例进行测定分析。若含有U,且 ,则说明是单链RNA.
【答案】(1) 减法原理 病毒的DNA和蛋白质特有的元素(或P和S) HRV病毒
(2) 酶解 RNA(水解) 该病毒的宿主细胞 该病毒 DNA A的比例不等于U的比例
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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】(1)①艾弗里和他的同事所进行的肺炎链球菌体外转化实验中利用酶的专一性,分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶和DNA酶,最终确定肺炎链球菌的遗传物质是DNA,这样逐渐排除各种物质的作用,利用了减法原理控制自变量的。
②同位素标记法为了探究T2噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质,应该分别标记病毒的DNA和蛋白质特有的元素(或P和S)。
③将重组病毒侵染烟草叶片,如果从烟草叶中提取到重组病毒的子代是HRV病毒,则说明HRV病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质。
(2)探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA:
①酶解法:通过分离提纯技术,提取某病毒的核酸,加入RNA(水解)酶混合培养一段时间,再侵染其宿主细胞,若在宿主细胞内检测不到子代病毒,则病毒为RNA病毒。
②同位素标记法和侵染法:将该病毒的宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中繁殖数代,之后接种该病毒,培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性,若检测到子代病毒有放射性,则说明该病毒为DNA病毒,同时还做一组对比实验。
③碱基测定法:为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构,可对此新病毒核酸的碱基组成和A、U、T碱基比例进行测定分析。若含有U,且A的比例不等于U的比例,则说明是单链RNA。
考点02 DNA的结构
32.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“o”代表磷酸),下列为几位同学对此图的评价,叙述正确的是( )
、
A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”
C.丙说:“核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说:“如果他画的是RNA双链,则该图应是正确的”
【答案】C
【分析】DNA与RNA在组成成分上的区别:DNA中的五碳糖是脱氧核糖,RNA中的五碳糖是核糖;DNA中特有的碱基是胸腺嘧啶T,RNA中特有的碱基是尿嘧啶U。DNA分子的结构特点是:DNA分子是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧,构成DNA的基本骨架,碱基在内侧,两条链上的碱基通过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。
【详解】A、分析题图可知,图示的DNA的结构在物质组成和结构上都出现错误,不该出现尿嘧啶和核糖,且连接方式也错误,即脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键连接错了,A错误;
B、分析题图可知,该DNA模型至少有3处错误:核糖应改成脱氧核糖,U应改成T,脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的位置也错了,B错误;
C、由题图分析可知,核糖应改成脱氧核糖,U应改成T,脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的位置错误,故丙说:“核糖应改为脱氧核糖”,C正确;
D、即使画的是RNA双链结构,则该图也应该是错误的,磷酸二酯键的位置错误,D错误。
33.(22-23高一下·河北唐山·期末)下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“”代表磷酸基团),下列为几位同学对此图的评价,正确的是( )
A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”
C.丙说:“至少有三处错误,其中核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说:“如果他画的是RNA双链,则该图应是正确的”
【答案】C
【分析】1、DNA与RNA在组成成分上的区别:DNA中的五碳糖是脱氧核糖,RNA中的五碳糖是核糖;DNA中特有的碱基是胸腺嘧啶T,RNA中特有的碱基是尿嘧啶U。
2、DNA分子的结构特点是:DNA分子是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧,构成DNA的基本骨架,碱基在内侧,两条链上的碱基通过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。
【详解】A、图示的DNA的结构在物质组成和结构上都出现错误,不该出现尿嘧啶和核糖,且连接方式也错误,即脱氧核苷酸之间磷酸二酯键连接错了,A错误;
B、该DNA模型至少有3处错误:核糖应改成脱氧核糖,U应改成T,脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的位置也错了,B错误;
C、图示为DNA结构模式图,图中核糖应改成脱氧核糖,U应改成T,脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的位置错误,故丙说:“有三处错误,其中核糖应改为脱氧核糖”,C正确;
D、图中即使画的是RNA双链结构,该图也应该是错误的,因为磷酸二酯键的位置错误,D错误。
34.(22-23高一下·安徽·期末)在搭建DNA分子模型的实验中,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.所搭建出DNA分子片段最多含18个氢键
C.理论上能搭建出47种不同的DNA分子模型
D.能搭建出一个含4个碱基对的DNA分子片段
【答案】D
【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】A、每一个脱氧核苷酸中脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有1个,搭建DNA分子模型的过程中,因脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有14个,最多能搭建14个脱氧核苷酸,A错误;
BD、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个,已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个,则n=4,所以只能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段,由于A-T有3对,C-G有4对,A与T之间2个氢键,C与G之间3个氢键,因此,DNA分子片段全由C-G构成时氢键最多,为12个,B错误,D正确;
C、据题意可知,能搭建出一个4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44种,C错误。
35.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)在对DNA结构的探索中,DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现,在生物学的发展中具有里程碑式的意义。下列关于双链DNA分子结构的叙述,错误的是( )
A.DNA两条单链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
B.在双链DNA分子中,G/C碱基对越多,其结构越稳定
C.DNA分子具有多样性的原因之一是其空间结构千差万别
D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,其排列顺序蕴藏着遗传信息
【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、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的,具有独特的双螺旋结构,A正确;
B、在双链DNA分子中,G/C碱基对之间有三个氢键,A/T碱基对之间有两个氢键,G/C碱基对越多,含有的氢键就越多,DNA的结构就越稳定,B正确;
C、DNA分子具有相同的双螺旋结构,C错误;
D、双链DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,其排列顺序蕴藏着遗传信息,即DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息,D正确。
36.(22-23高一下·海南·期末)DNA分子中腺嘌呤的数量为W,占总碱基数的比例为a,若此DNA分子连续复制n次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为( )
A.(2n-1)/W B.(2n-1)(1-2a)W/2a
C.(2n-1)W /(1-2a) D.(2n-1)W/2na
【答案】B
【分析】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。 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复制过程:边解旋边复制;DNA复制特点:半保留复制。
【详解】根据DNA分子中腺嘧啶的数量为W,占总碱基数的比例为a,可推测出该DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为:(M/a-2M)÷2=(1-2a)W /2a ;由于DNA分子连续复制n次,则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(2n-1)×(1-2a)W /2a =(2n-1)(1-2a)W/2a,综上分析,B正确,ACD错误。
37.(22-23高一下·海南·期末)下图是某DNA片段的结构示意图, 下列叙述不正确的是( )
A.图中①是氢键,②是脱氧核苷酸链的5'端,③是3'端
B.a链、b链方向相反,两条链遵循碱基互补配对原则
C.磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架
D.不同生物的双链DNA分子中(A+G)/(T+C)的比值相同
【答案】A
【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、图中①是氢键,②是脱氧核苷酸链的3'端,③是5'端,A错误;
B、a链、b链反向平行,两条链为互补关系,遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、磷酸与脱氧核糖交替连接形成长链排列在DNA分子的外侧,构成DNA分子的基本骨架,C正确;
D、由于双链DNA分子中嘌呤碱基数和嘧啶碱基数相等,因此,不同生物的双链DNA分子中(A+G)/(T+C)的比值相同,均为1,D正确。
38.(22-23高一下·广东·期末)已知某DNA分子中,G占全部碱基总数的17%,其中一条链中的A与C分别占该链碱基总数的37%和16%。则在它的互补链中,A与C分别占碱基总数的比例为( )
A.37%,16% B.29%,18% C.16.5%,17% D.33%,17%
【答案】B
【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+C=T+G,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。
【详解】已知某DNA分子中,G与C配对,则C=G=17%,A=T=50%﹣17%=33%。其中一条链中的A与C分别占该链碱基总数的37%和16%,即A1=37%、C1=16%,根据碱基互补配对原则,双链DNA分子中,A=(A1+A2)÷2,计算可得A2=29%,同理,C=(C1+C2)÷2,解得C2=18%,B正确,ACD错误。
39.(22-23高一下·海南·期末)如图为DNA分子的结构模式图,下列有关表述错误的是( )
A.1代表胸腺嘧啶,2代表脱氧核糖,3代表磷酸
B.1、2、4组成的物质中储存着遗传信息
C.3和2交替连接,构成DNA分子的基本骨架
D.DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成
【答案】B
【分析】分析题图:图示为某DNA分子部分片段的平面结构示意图,其中1为胸腺嘧啶,2为脱氧核糖,3、4都为磷酸。
【详解】A、根据DNA分子的结构和碱基互补配对原则可知,1代表胸腺嘧啶,2代表脱氧核糖,3代表磷酸,A正确;
B、1、2、4组成的物质为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸本身不储存遗传信息,但脱氧核苷酸的排列顺序储存着遗传信息,B错误;
C、3为磷酸,2为脱氧核糖,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,C正确;
D、DNA分子中的两条脱氧核苷酸链反向平行,D正确。
40.(22-23高一下·重庆·期末)下列关于DNA分子的说法错误的是( )
A.DNA分子的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定
B.一条DNA单链的序列是5′-GGTACAT- 3′,则它的互补链的序列是5′-ATGTACC- 3′
C.DNA分子中G+C的比例越大,热稳定性越高
D.DNA复制是一个边解旋边复制的过程
【答案】A
【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;碱基排列在内侧。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: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,叫做碱基互补配对原则。
【详解】A、碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性,A错误;
B、DNA分子两条链是反向平行的,根据碱基互补配对原则(A=T,C=G),如果一条DNA单链的序列是5′-GGTACAT-3′,那么它的互补链的序列是5′-ATGTACC-3′,B正确;
C、DNA分子中A-T之间有两个氢键,G-C之间有三个氢键,因此,DNA分子中G+C的比例越大,热稳定性越高,C正确;
D、DNA复制是一个边解旋边复制的过程,而且表现出半保留复制的特征,D正确。
41.(22-23高一下·广东广州·期末)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,α链中腺嘌呤占该链28%。下列叙述错误的有( )
①β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%
②β链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等,均是28%
③α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%
④α链中嘧啶所占的比例最多为72%
⑤在不同DNA分子中(A+C)/(G+T)的比值不同,体现了DNA分子的特异性
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
【答案】B
【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)DNA分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。
(3)DNA分子一条链中(A+G)与(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,在整个双链中该比值等于1。
(4)双链DNA分子中,A=(A1+A2)÷2,其他碱基同理。
【详解】①某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,则α链中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占该链全部碱基的56%,α链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的1-56%=44%,在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%,①正确;
②DNA单链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例不一定相等,②错误;
③双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,则α链中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占该链全部碱基的56%,α链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的1-56%=44%,已知α链中腺嘌呤占28%,则α链中胸腺嘧啶所占的比例是44%-28%=16%,③正确;
④某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,则α链中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占该链全部碱基的56%,若该链无鸟嘌呤,则嘧啶所占的比例最多,即为56%+16%=72%,④正确;
⑤由于A=T,C=G,在不同DNA分子中(A+C)/(G+T)的比值均为1;不同DNA分子的(A+T)与(G+C)的比值的不同,体现了DNA分子的特异性,⑤错误。
综上所述②⑤错误,错误的共有两项,ACD错误,B正确。
42.(22-23高一下·辽宁鞍山·期末)一个由a、b两条链组成的分子中共有460个氢键,其中a链中腺嘌呤脱氧核苷酸数为80个,胞嘧啶脱氧核苷酸数为20个,b链中腺嘌呤脱氧核苷酸数为60个。下列叙述正确的是( )
A.该分子b链上四种碱基之比为
B.该分子复制5次,一共需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1860个
C.若要制作该分子模型,需要脱氧核糖与磷酸之间的连接物800个
D.将该分子彻底水解,将得到400个脱氧核苷酸、400个磷酸基团和400个碱基
【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、该DNA分子a链中 ,A=80个,C=20个 ,b链中A=60个 ,根据碱基互补配对原则,a链中T=60个 ,由于A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,故该DNA 分子含有的氢键数为(80+60)×2+(20+G)×3=460 ,故a链中G=40个,a链中A∶T∶G∶C=4∶3∶2∶1 ,b链中 ,A∶T∶G∶C=3∶4∶1∶2 ,A错误;
B、该 DNA中有胞嘧啶(C)脱氧核苷酸60个,复制5次需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸个数为(25-1)×60=1860 个,B正确;
C、若要制作该 DNA分子的模型,因a链和b链各有200个碱基、200个脱氧核糖、200个磷酸基团,除了游离的磷酸基团之外,其他磷酸基团都连接2个脱氧核糖,因此,一条链上脱氧核糖与磷酸之间的连接物为 200×2-1=399个,则两条链共需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物为399×2=798 个,C错误;
D、该 DNA 初步水解将得到400个脱氧核苷酸,将其彻底水解,将得到400个含氮碱基、400个磷酸基团和400个脱氧核糖,D错误。
43.(22-23高一下·黑龙江哈尔滨·期末)如图为DNA结构模型图,图中的字母代表四种碱基。下列叙述错误的是( )
A.DNA上脱氧核苷酸的排列顺序代表其中的遗传信息
B.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
C.DNA一条链上相邻碱基之间通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接
D.图中标注5'的一端有一个游离的磷酸基团,标注3'的一端有一个羟基
【答案】C
【分析】DNA结构特点:①DNA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;②DNA中的脱氧核糖和磷酸交替链接,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一定和T配对,C一定和G配对。
【详解】A、DNA上脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表了其中的遗传信息,A正确;
B、DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接组成,B正确;
C、DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,C错误;
D、在DNA双螺旋结构模型中,标注5'的一端带有一个游离的磷酸基团,标注3'的一端有一个羟基,D正确。
44.(22-23高一下·甘肃甘南·期末)如图为DNA分子双螺旋结构模型的部分结构示意图,下列叙述错误的是( )
A.1和2相间排列构成DNA的基本骨架
B.1、2和3组成的物质叫脱氧核苷酸
C.DNA的碱基有4种,碱基对通过氢键连接
D.在DNA分子结构中,每个脱氧核糖均连接2个磷酸基团和1个碱基
【答案】D
【分析】图为DNA分子的部分片段结构,1、6、9是磷酸基团,2、5、7是脱氧核糖,3、4、8是含氮碱基,123或456或789各自构成一个脱氧核糖核苷酸。
【详解】A、2脱氧核糖与1磷酸基团交替排列构成DNA的基本骨架,A正确;
B、1是磷酸基团,2是脱氧核糖,3是含氮碱基,1、2和3组成的结构叫脱氧核苷酸,B正确;
C、DNA的碱基有A、T、G、C四种,并且根据碱基互补配对原则通过氢键连接,C正确;
D、在DNA分子结构中,与脱氧核糖直接相连的一般是2个磷酸基团和1个碱基,只有位于双链DNA分子3'段的脱氧核糖只连接1个磷酸,D错误。
45.(22-23高一下·甘肃兰州·期末)下面关于DNA分子结构的叙述中,错误的是( )
A.每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸
B.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基
C.DNA分子的基本骨架排列在外侧
D.双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶,就一定会同时含有40个鸟嘌呤
【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、DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,通常含有四种碱基,每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸,A正确;
B、在DNA分子中,一般情况下每个磷酸与2个脱氧核糖连接,但DNA末端的磷酸分子只与1个脱氧核糖连接,DNA分子中不含核糖,B错误;
C、脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C正确;
D、在双链DNA分子中A=T,C=G,故双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶(C),就一定会同时含有40个鸟嘌呤(G),D正确。
46.(22-23高一下·吉林·期末)下列关于DNA分子的结构的叙述,正确的是( )
A.双链DNA分子的每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
B.DNA分子的一条链上相邻的碱基之间通过氢键相连
C.DNA分子的任何一条链上的嘌呤数都等于嘧啶数
D.DNA分子一般含有两条链,且两条链是反向平行的
【答案】D
【分析】DNA结构特点:①DNA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;②DNA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一定和T配对,C一定和G配对。
【详解】A、双链DNA分子的每个脱氧核糖上均连着一个碱基,但双链DNA分子的每个脱氧核糖上连接的磷酸是1或2个,A错误;
B、DNA分子的一条链上相邻的碱基之间通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”相连,B错误;
C、DNA双链中碱基互补配对,嘌呤数等于嘧啶数,但一条链上的嘌呤数和嘧啶数不一定相等,C错误;
D、DNA分子一般含有两条链,且两条链是反向平行的,D正确。
47.(22-23高一下·湖南长沙·期末)某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成,一部分实验数据如以下两表所示。据表回答以下说法错误的是( )
来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶
人 1.56 1.43 1.00 1.00 1.0
鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02
小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1
表1
生物 猪 牛
器官 肝 脾 胰 肺 肾 胃
(A+T)/(G+C) 1.43 1.43 1.42 1.29 1.29 1.30
表2
A.不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不同,说明DNA具有特异性
B.同种生物不同器官细胞的DNA中各种脱氧核苷酸比例基本相同,说明同种生物DNA的碱基组成具有一致性
C.不同生物的A、T之和与G、C之和和比值不一致,说明不同生物的DNA碱基比例组成不同,表明了DNA的多样性
D.除少数病毒外,绝大多数生物的遗传物质都是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质
【答案】A
【分析】DNA的特性: ①稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳定性。 ②多样性:DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。 ③特异性:每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
【详解】A、不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不相同,DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的,说明DNA分子具有多样性,A错误;
B、同种生物不同器官都是由同一受精卵发育而来含有相同DNA,故同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同,B正确;
C、不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致,说明不同生物的DNA碱基比例组成不同,表明了DNA的多样性,C正确;
D、除少数RNA病毒外,绝大多数生物的遗传物质都是DNA,故DNA是主要的遗传物质,D正确。
48.(22-23高一下·黑龙江齐齐哈尔·期末)某双链DNA分子中,碱基A的数量占32%,则碱基G占全部碱基的( )
A.18% B.16% C.32% D.64%
【答案】A
【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;碱基排列在内侧。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: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,叫做碱基互补配对原则。
【详解】DNA分子中含有的碱基之间遵循碱基互补配对原则,因而在DNA分子中,嘌呤数(A+G)等于嘧啶数(C+T),且占DNA中碱基总数的50%,若双链DNA分子中,碱基A的数量占32%,则碱基G占全部碱基的50%-32%=18%,A正确。
49.(22-23高一下·辽宁大连·期末)利用下表提供的材料搭建双链DNA分子的平面结构模型,下列叙述错误的是( )
塑料片类别 碱基G 碱基C 碱基A 碱基T 磷酸 脱氧核糖 氢键
数量(个) 3 2 4 3 充足 充足 充足
A.最多可含有10个脱氧核苷酸
B.有游离的磷酸基团的一端为3'端
C.磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架
D.互补的G与C之间摆放3个代表氢键的塑料片
【答案】B
【分析】DNA结构特点:①DNA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;②DNA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一定和T配对,C一定和G配对。
【详解】A、根据碱基互补配对原则:C和G、A和T配对,故最多2个C-G碱基对、3个A-T碱基对,因此最多可含有10个脱氧核苷酸,A正确;
B、有游离的磷酸基团的一端为5'端,B错误;
C、磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架,排列在外侧,C正确;
D、互补的G与C之间形成三个氢键,故摆放3个代表氢键的塑料片,D正确。
50.(22-23高一下·四川成都·期末)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。如图是DNA分子杂交过程示意图,下列叙述错误的是( )
A.DNA分子杂交技术利用了碱基互补配对原则
B.游离区形成的原因是a、b链所含的碱基不同
C.G-C碱基对越多,杂合双链区中的双链结合越稳定
D.杂合双链区部位越多,则两种生物DNA分子的差异越小
【答案】B
【分析】DNA分子杂交的技术是:具有互补碱基序列的DNA分子,可以通过碱基对之间形成氢键等,形成稳定的双链区,杂合双链区部位越多,则两种生物DNA分子的差异越小。
【详解】A、在DNA分子杂交过程中,杂合双链区有A和T、C和G配对的现象,该技术利用了碱基互补配对原则,A正确;
B、游离区形成的原因不是a、b链所含的碱基不同,而是对应的碱基不互补配对造成的,B错误;
C、A-T之间形成2个氢键,G-C之间形成三个氢键,G-C碱基对越多,杂合双链区中的双链结合越稳定,C正确;
D、形成双链区部分说明两种生物DNA该部分序列相同,杂合双链区部位越多,则两种生物DNA分子的差异越小,D正确。
考点03 DNA的复制
51.(12-13高一下·辽宁沈阳·期末)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⑤ 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⑤
【答案】A
【分析】半保留复制:亲代DNA双链分离后的两条单链均可作为新链合成的模板,复制完成后的子代DNA分子的双链一条来自亲代,另一条为新合成的链。
【详解】A、细菌的DNA被15N标记后,放在14N培养基中培养,复制1次形成2个DNA分子,每个DNA分子都是一条链含有15N,另一条链含有14N,离心形成中带,即图中的②,A错误;
B、复制两次后形成了4个DNA分子,2个DNA分子都是一条链含有15N,另一条链含有14N,离心形成中带,另外2个DNA分子都只含有14N,离心形成轻带,即图中①,B正确;
C、随着复制次数增加(三次及三次以上),离心后都含有中带和轻带两个条带,轻带相对含量增加,即图中③,C正确;
D、细菌在15N培养基中繁殖数代后,细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,DNA分子的两条链都含有15N,离心形成重带,即图中的⑤,D正确。
52.(22-23高一下·湖南邵阳·期末)如图为某真核细胞中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.该过程的模板链是a、d链
C.该过程只能发生在细胞有丝分裂前的间期
D.DNA复制的特点有半保留复制和边解旋边复制
【答案】D
【分析】题图分析:图示为DNA分子复制过程,其中酶①为解旋酶,酶②为DNA聚合酶。
【详解】A、酶①为解旋酶,可作用于氢键,而酶②为DNA聚合酶,作用于磷酸二酯键,A错误;
B、由图可知,该过程的模板链是a、b链,B错误;
C、图示为DNA分子复制过程,该过程发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,C错误;
D、DNA复制的特点是半保留复制,即子代DNA包含了亲代DNA的一条链,和边解旋边复制,D正确。
53.(22-23高一下·河北石家庄·期末)研究人员将1个含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解开双螺旋,变成单链:然后进行密度梯度离心,试管中出现两种条带(如图)。下列说法错误的是( )
A.由结果可推知DNA在24h内连续分裂3次
B.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键
C.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式为半保留复制
D.若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条带
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知:将DNA被14N标记的大肠杆菌移到15N培养基中培养,因合成DNA的原料中含15N,所以新合成的DNA链均含15N。根据半保留复制的特点,第一代的2个DNA分子都应一条链含15N,一条链含14N。
【详解】A、由于14N单链∶15N单链=1∶7且最初应该有两个含有14N的单链,推出DNA分子有8个,复制了3次,A正确;
B、DNA分子双链之间的碱基按照互补配对原则配对且形成氢键,解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键,B正确;
C、将DNA解开双螺旋,变成单链,根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况,但无法判断DNA的复制方式,C错误;
D、DNA复制3次,有2个DNA是15N和14N,中带,有6个都15N的DNA的重带,共两条条带,D正确。
54.(22-23高一下·甘肃临夏·期末)一双链DNA有1000个碱基对,其中一条链(α链)中腺嘌呤(A)占28%,另一条链(β链)中鸟嘌呤(G)占33%。下列说法正确的是( )
A.真核生物DNA分子复制一般发生在有丝分裂前的间期或减数分裂Ⅱ前的间期
B.该DNA分子进行一次复制,需要消耗280个胸腺嘧啶(T)和330个胞嘧啶(C)
C.该DNA分子复制需要解旋酶、DNA聚合酶、核糖核苷酸以及ATP提供能量等条件
D.DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性
【答案】D
【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)DNA分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。
(3)DNA分子一条链中(A+G)与(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,在整个双链中该比值等于1。
(4)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)与(C+G)的比值不同,该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
(5)双链DNA分子中,A=(A1+A2)÷2,其他碱基同理。
【详解】A、真核生物DNA分子复制一般发生在有丝分裂前的间期或减数分裂 I 前的间期,A错误;
B、一双链DNA有1000个碱基对,其中一条链(α链)中腺嘌呤(A)占28%,另一条链(β链)中鸟嘌呤(G)占33%,故α链中腺嘌呤(A)的数目为280个,β链中鸟嘌呤(G)的数目为330个,由于双链DNA分子中碱基互补配对,因此,α链中胞嘧啶(C)的数目为330个,β链中胸腺嘧啶(T)的数目为280个,该DNA分子进行一次复制,α链复制需要消耗胸腺嘧啶(T)的数目为280个,β链复制需要消耗胞嘧啶(C)的数目为330个,由于α链复制也会消耗的胞嘧啶(C)和β链复制也会消耗的胸腺嘧啶(T)(准确数字无法计算),因此该DNA分子进行一次复制,需要消耗胸腺嘧啶(T)多于280个,消耗胞嘧啶(C)多于330个,B错误;
C、该DNA分子复制需要解旋酶、DNA聚合酶、脱氧核苷酸