一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,以下4个实验中小鼠死亡的是
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+DNA酶→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
2.图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是
A.图甲中ab对应的时间段内,小鼠体内已形成大量的抗R型细菌的抗体
B.图甲中,后期出现的大量S型细菌是由R型细菌直接转化而来
C.图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体没有放射性
D.图乙中若用32P标记亲代噬菌体,所得子代噬菌体没有放射性
3.下列有关遗传物质探究的实验中,对应正确的一项是
实验名称
实验思路
实验结论
A
格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
加热杀死的S型细菌与R细菌混合
S型细菌中DNA是转化因子
B
艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验
S型细菌分离出DNA等物质与R型细菌分别混合
S型细菌中含有转化因子
C
噬菌体侵染细菌实验
放射性同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA
噬菌体的DNA是主要的遗传物质
D
烟草花叶病毒侵染烟草花叶片实验
用从烟草花叶病毒分离出的RNA和蛋白质分别感染烟草叶片
烟草花叶病毒的RNA是遗传物质
4.下列有关35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述中,正确的是
A.35S主要集中在沉淀物中,上清液中也不排除有少量的放射性
B.要得到35S标记噬菌体必须直接接种在含35S的动物细胞培养基中才能培养出来
C.采用搅拌和离心手段,是为了把蛋白质和DNA分开,再分别检测其放射性
D.在该实验中,若改用32P、35S分别标记细菌DNA、蛋白质,复制4次,则子代噬菌体100%含32P和35S
5.生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验,下列有关分析不正确的是
A.理论上,b中不应具有放射性
B.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
C.若b中含有放射性,说明与①过程中培养时间的长短有关
D.b中含放射性的高低,与②过程中搅拌是否充分有关
6.下列有关“艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的分析,不正确的是
A.都设法将DNA与蛋白质分开,单独地、直接地观察它们在遗传中的作用
B.都用同位素示踪法证明了DNA是遗传物质
C.都巧妙地设置了对比实验进行验证
D.都选用了结构简单、繁殖快的生物作实验材料
7.在肺炎双球菌的转化实验中,将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡,则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是哪种
8.“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验,主要过程如下:①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述正确的是
A.①需要利用分别含有35S和32P的细菌
B.②中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败
C.③的作用是加速细菌的解体
D.④的结果是沉淀物中检测到放射性
二、非选择题:共2题。
9.如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果,请据图回答:
(1)T2噬菌体的化学成分是______,用放射性32P标记的是T2噬菌体的______。
(2)要获得32P标记的噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基培养,原因是______
。
(3)实验过程中搅拌的目的是______,离心后放射性较高的是______(填“上清液”或“沉淀物”)。
(4)接种噬菌体后培养时间过长,发现上清液中放射性增强,最可能的原因是______
。
(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验,请简述对照实验设计______
。预期的实验结果是______
。
10.1952年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)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。这句话指出了噬菌体作实验材料在结构和成分上具有______________的特点。
(2)通过
的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体,用标记的噬菌体侵染细菌,从而追踪在侵染过程中
变化。
(3)侵染一段时间后,用搅拌机搅拌,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:________________________,所以搅拌时间少于1分钟时,上清液中的放射性________。实验结果表明当搅拌时间足够长以后,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%,证明________。图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组数据的意义是作为对照组,以证明
,否则细胞外________放射性会增高。
1.【答案】B
【解析】因DNA酶催化S型菌的DNA水解,所以小鼠存活,A项错误;因S型菌有毒,所以小鼠死亡,B项正确;因高温加热导致R型菌死亡,再加入S型菌的DNA,不能发生转化,所以小鼠存活,C项错误;S型菌因高温加热被杀死,加入R型菌的DNA,小鼠存活,D项错误。
【名师点睛】本题以实验的客观事实呈现方式,引领学生深入思考并对教材中肺炎双球菌的转化实验进行了考查。解答本题的关键是抓住“S型菌的DNA是转化因子,能够促使R型活菌转化为S型活菌,S型活菌导致小鼠死亡”这一问题的实质,就很容易判断出各实验中小鼠的存活状况。
2.【答案】C
【解析】小鼠产生抗体需要经过体液免疫过程,要有一定的时间,所以图甲中ab对应的时间段内,小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体,R型细菌数目继续增多,A错误;由于是将杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内,所以图甲中最初的S型细菌是由R型细菌转化来的,但之后产生的S型细菌有的是由转化形成的S型细菌增殖而来,B错误;图乙中噬菌体被标记的成分是蛋白质,蛋白质不能进入细菌,所以新形成的子代噬菌体没有放射性,C正确;由于DNA分子的半保留复制,所以用32P标记亲代噬菌体,裂解后子代噬菌体中少部分具有放射性,D错误。
【名师点睛】根据题意和图示分析可知:图甲中ab段由于细菌刚进入小鼠体内,小鼠还没有产生相应的抗体,所以R型细菌会增多,该实验中部分R型菌转化成了S型菌,然后大量增殖。从理论上讲,图乙中的放射性只会出现在上清液中,但在实际操作中沉淀物中也会出现部分放射性。图乙中的实验如果没经过搅拌过程,则很多噬菌体会附着在细菌表面,经过离心后会进入沉淀物中,使得沉淀物中的放射性增强。
3.【答案】D
【解析】格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验只说明S型细菌中存在转化因子,没有说明DNA是转化因子,A错误;艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了S型细菌中DNA是转化因子,B错误;噬菌体侵染细菌实验只证明噬菌体的DNA是遗传物质,没有证明噬菌体的DNA是主要的遗传物质,C错误;烟草花叶病毒侵染烟草花叶片实验证明了烟草花叶病毒的RNA是遗传物质,D正确。
4.【答案】D
【解析】35S标记噬菌体的蛋白质外壳,所以放射性主要集中在上清液中,A错误;噬菌体属于细菌病毒,营寄生生活,所以要得到35S标记噬菌体必须直接接种在含35S的大肠杆菌中才能培养出来,B错误;搅拌和离心是为了把噬菌体和细菌分离,C错误;由于噬菌体侵染细菌实验中,所用原料都是细菌的,所以在该实验中,若改用32P、35S分别标记细菌DNA、蛋白质,复制4次,则子代噬菌体100%含32P和35S,D正确。
【名师点睛】噬菌体属于细菌病毒,营寄生生活,所以标记噬菌体必须先标记大肠杆菌;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重量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
5.【答案】C
【解析】用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,DNA分子进入到大肠杆菌的细胞中,蛋白质外壳留在外面,因为噬菌体较轻,搅拌离心后,大肠杆菌主要集中在沉淀物中,噬菌体及其蛋白质外壳存在于上清液a中,所以理论上沉淀物b中不应具有放射性,A项正确;上述实验并没有用放射性同位素32P标记噬菌体的DNA,因此不能证明DNA是遗传物质,B项正确;若沉淀物b中有放射性,其原因是由于搅拌不充分,有少量含35S
的噬菌体吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,而与①过程中培养时间的长短无关,C项错误;搅拌越充分,蛋白质外壳与细菌分离得越彻底,沉淀物b中放射性越低,D项正确。
【名师点睛】解答此题需明确:①32P标记的是噬菌体DNA,35S标记的是蛋白质外壳。②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含有质量较轻的T2噬菌体,而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。③噬菌体将DNA注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面。
6.【答案】B
【解析】艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验,直接分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能转化为S型细菌,最终证明了细菌的遗传物质是DNA;噬菌体侵染细菌实验,用35S标记一部分噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分噬菌体的DNA,然后分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,进行噬菌体侵染细菌的实验,证明了噬菌体的遗传物质是DNA。综上所述,这两个实验都设法将DNA与蛋白质分开,单独地、直接地观察它们在遗传中的作用,A项正确;艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验,没有采用同位素示踪法,B项错误;都巧妙地设置了对比实验进行验证,艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验,DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成相互对比,而DNA和DNA酶处理产物之间也形成对比,噬菌体侵染细菌实验,32P标记的噬菌体与35S标记的噬菌体之间形成相互对比,C项正确;肺炎双球菌与噬菌体都是结构简单、繁殖快的生物,D项正确。
【名师点睛】此题是对DNA是遗传物质的实验证据的考查。解答此题的关键在于理解艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验、赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌的实验。
7.【答案】B
【解析】加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后,注射到小鼠体内时,由于小鼠体内的免疫系统的存在,杀死一部分R型细菌,同时在S型细菌的DNA作用下出现S型细菌,破坏小鼠体内的免疫系统,直至小鼠死亡,导致两种细菌的数量均增加,所以只有B正确。
【名师点睛】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。
8.【答案】A
【解析】标记噬菌体时需要利用分别含有35S和32P的细菌标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,A正确。②中少量噬菌体未侵入细菌不会导致实验失败,B错误。③的作用是使噬菌体与细菌分离,C错误。如果标记噬菌体的蛋白质外壳,④的结果是上清液中检测到放射性,D错误。
9.【答案】(1)蛋白质和DNA
DNA
(2)噬菌体是细菌病毒,不能独立生活,必须生活在活细胞中
(3)使细菌表面的T2噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
沉淀物
(4)培养时间过长,增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来
(5)用35S标记的T2噬菌体重复上述实验
上清液放射性很高,沉淀物放射性很低
【解析】(1)T2噬菌体的化学成分是蛋白质和DNA,用放射性32P标记的是T2噬菌体的DNA。
(2)噬菌体是细菌病毒,不能独立生活,必须生活在活细胞中,因此要获得32P标记的噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基培养。
(3)实验过程中搅拌的目的是使细菌表面的T2噬菌体蛋白质外壳与细菌分离,离心后放射性较高的是沉淀物,原因是32P存在于噬菌体DNA中,噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌体内,所以沉淀物中放射性很高。
(4)接种噬菌体后培养时间过长,发现上清液中放射性增强,最可能的原因是培养时间过长,增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来。接种噬菌体后培养时间过短,发现上清液中放射性增强,最可能的原因是少量噬菌体未侵染细菌。
(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验,对照实验设计:用35S标记的T2噬菌体重复上述实验。预期的实验结果是上清液放射性很高,沉淀物放射性很低。
10.【答案】(1)结构简单,只含有蛋白质和DNA(核酸)
(2)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
DNA和蛋白质的位置
(3)将噬菌体和细菌分开
较低
DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌
细菌没有裂解,没有子代噬菌体释放出来
32P
【解析】(1)噬菌体作为实验材料的主要原因是结构简单,成分中只含有DNA和蛋白质,有利于实验的进行。
(2)由于病毒不能独立生存,所以必须用含有放射性同位素原料的培养基培养大肠杆菌后,再培养噬菌体,间接地使噬菌体带上同位素标记;通过离心之后噬菌体的蛋白质和DNA分开,噬菌体的DNA会分布在沉淀物中,噬菌体的蛋白质主要分布在上清液中。
(3)该实验中搅拌的目的是使噬菌体和细菌分开,若搅拌不充分,噬菌体没有和细菌分离,经离心后与细菌一起存在于沉淀物中,所以上清液中放射性较低;图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组数据的意义说明所有的细菌都是存活的,没有因侵染时间过长而导致细菌裂解,没有子代噬菌体释放出来;若细菌裂解了则含有放射性的新噬菌体释放到上清液中,上清液中放射性32P含量会增高。
【名师点睛】1.由于病毒不能独立生存,所以必须用含有放射性同位素原料的培养基培养大肠杆菌后,再培养噬菌体,间接地使噬菌体带上同位素标记;而细菌可以用含有放射性同位素原料的培养基培养直接带上同位素标记。
2.该实验中若搅拌不充分,噬菌体没有和细菌分离,经离心后与细菌一起存在于沉淀物中,会导致上清液中放射性较低;若培养时间过长而导致细菌裂解,则含有放射性的新噬菌体释放到上清液中,导致上清液中放射性32P含量增高。
一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a构成了化合物b,如图所示,则不正确的是
A.组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种
B.噬菌体中,b的种类只有四种
C.若a为核糖,则由b组成的核酸主要分布在细胞质中
D.幽门螺杆菌体内含化合物m共四种
2.下列有关DNA的叙述中,正确的是
A.组成DNA与ATP的元素种类不同
B.DNA复制发生在细胞有丝分裂的前期和减数第一次分裂前的间期
C.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个含氮碱基
D.沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
3.DNA具有多样性的主要原因是
A.组成基因的碱基数目庞大
B.空间结构千变万化
C.碱基种类有许多种
D.碱基排列顺序千变万化
4.某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%,其中一条链上的
G占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是
A.35%
B.29%
C.28%
D.21%
5.“DNA分子是由两条同向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成的双螺旋结构,核糖与磷酸分子交替排列在外侧构成基本骨架,内侧的碱基对之间遵循碱基互补配对原则”,这段关于DNA结构的说法有几处错误
A.1处
B.2处
C.3处
D.没有错误
6.在一个双链DNA分子中有400个碱基,其中腺嘌呤有90个,则这个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为
A.200个和510个
B.2个和400个
C.2个和510个
D.2个和1020个
7.如图为核苷酸链结构图,下列表述不正确的是
A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个
C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是T
8.从某细胞中提取出了3条多核苷酸链片段,经分析含5种碱基且A=T,下列有关3条多核苷酸链片段的构成推测正确的是
A.一条双链DNA,一条单链RNA,且RNA只含UCG三种碱基
B.一条单链DNA,两条单链RNA,且RNA只含UCG三种碱基
C.一条单链DNA,两条单链RNA,且RNA不含AU两种碱基
D.一条双链DNA,一条单链RNA,且RNA只含CG两种碱基
二、非选择题:共2题。
9.如图所示为DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题.
(1)组成DNA的基本单位是
]
.
(2)若3为胞嘧啶,则4应是
,两者之间通过
相连。
(3)图中8示意的是一条
的片段,它与另一条片段
(填“反向平行”或“同向平行”)构成双螺旋结构。
(4)构成DNA分子的碱基有
种,但由于
的排列顺序的千变万化,因此构成了DNA分子的多样性。
(5)DNA分子双螺旋结构的外侧是由
交替连接构成DNA的基本骨架,内侧是碱基。
10.如图是DNA片段的结构图,请据图回答:
(1)图甲是DNA片段的_______结构,图乙是DNA片段的_______结构。
(2)填出图中部分结构的名称:3]_________、5]________。
(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链是由脱氧核糖和______交替连接构成的。
(4)连接碱基对的7]是__________,碱基配对的方式如下:即A(腺嘌呤)与_____配对;C(胞嘧啶)与_______配对。
(5)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。
1.【答案】D
【解析】化合物b为核苷酸,组成元素有C、H、O、N、P五种,A正确,噬菌体为DNA病毒,b的种类只有四种,B正确,若a为核糖,则由b核糖核苷酸组成的RNA主要分布在细胞质中,C正确,幽门螺杆菌属于原核生物,体内含有DNA和RNA,含化合物m共五种,D错误。
2.【答案】D
【解析】组成DNA与ATP的元素均为C、H、O、N、P,A错误,DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期,B错误,DNA分子中每个脱氧核糖上均连接2个磷酸(DNA分子2端各有1个脱氧核糖上连接1个磷酸)和一个含氮碱基,C错误,沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,D正确。
3.【答案】D
【解析】组成基因的碱基数目不一定很多,空间结构均为双螺旋结构,碱基种类只有4种,碱基排列顺序的千变万化决定了DNA的多样性,故D正确。
4.【答案】A
【解析】已知DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%,根据碱基互补配对原则:A=T、C=G,所以A=T=22%,则C=G=50%-22%=28%。又已知一条链上的G占该链碱基总数的21%,即G1=21%。在双链DNA分子中,G=(G1+G2)/2,则G2=35%,A正确。
【名师点睛】学生对于DNA分子的碱基计算混淆不清
DNA分子中的碱基计算的常用方法
(1)互补的两个碱基数量相等,即A=T,C=G。
(2)任意两个不互补的碱基数量之和占总碱基数的50%,即嘌呤之和=嘧啶之和=总碱基数×50%,
A+G=T+C=A+C=T+G=(A+T+C+G)×50%,==1。
(3)一条链中互补的两种碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和,即A1+T1=A2+T2,
G1+C1=G2+C2(1、2分别代表DNA分子的两条链,下同)。
(4)一条链中互补的两种碱基之和占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例,即
==,
==。
(5)一条链中两种不互补碱基之和的比值,与另一条链中该比值互为倒数,即若一条链中
(或)=K,则另一条链中
(或)=。
5.【答案】C
【解析】分析题干可知,题干对于DNA分子结构的描述有三处错误,①是“同向平行的”应该是“反向平行,②是“核糖与磷酸分子交替排列”应该是“脱氧核糖与磷酸分子交替排列”,③是“碱基对之间遵循碱基互补配对原则”应是“两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则”。
6.【答案】C
【解析】依据碱基互补配对原则,在该DNA分子中,A+T+C+G=400个,其中A=T=90个,则C=G=110个,进而推知:在该DNA分子中,共有90个A与T构成的碱基对,共有110个C与G构成的碱基对。每个A与T构成的碱基对之间含有2个氢键,每个C与G构成的碱基对之间含有3个氢键,所以这个DNA片段中含有的氢键的数目=2×90+3×110=510个;每条DNA单链含有1个游离的磷酸基,因此该双链DNA片段中含有游离的磷酸基的数目是2个。综上分析,C项正确,A、B、D三项均错误。
7.【答案】A
【解析】a中一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基正好构成一个核苷酸,而b中包含的是第二个核苷酸的碱基和五碳糖及第三个核苷酸的磷酸,A错误。与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个,B正确。核苷酸之间的连接是通过③磷酸二酯键连接的,C正确。组成脱氧核苷酸的碱基有A、T、G、C四种,D正确。
8.【答案】A
【解析】细胞中含有DNA和RNA。A和T数量相等,A在DNA和RNA中都有,DNA是双链的,RNA是单链的,说明有一条双链DNA,一条单链RNA,在RNA中不含A,只有UGC三种碱基,A正确,B、C、D错误。
9.【答案】(1)5]脱氧核苷酸
(2)鸟嘌呤
氢键
(3)脱氧核苷酸链
反向平行
(4)4
碱基对(脱氧核苷酸)
(5)磷酸和脱氧核糖
【解析】(1)组成DNA的基本单位是5脱氧核苷酸,它是由1磷酸、2脱氧核糖和含氮碱基三部分组成。
(2)若3为胞嘧啶,根据碱基互补配对原则,4应是鸟嘌呤;双链的碱基之间通过氢键相连。(3)图中8是一条脱氧核苷酸链的片段.在双链DNA分子中,两条脱氧核苷酸链反向平行构成双螺旋结构。(4)构成DNA分子的碱基有4种(A、C、G、T),但由于碱基对(脱氧核苷酸)的排列顺序的千变万化,因此构成了DNA分子的多样性。(5)DNA分子双螺旋结构的外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架,内侧是碱基。
10.【答案】(1)平面
立体(或空间)
(2)脱氧核糖
腺嘌呤脱氧核苷酸(或脱氧核苷酸)
(3)磷酸
(4)氢键
T(胸腺嘧啶)
G(鸟嘌呤)
(5)反向平行
规则的双螺旋
【解析】(1)据图分析可知,图甲表示DNA片段的平面结构,图乙表示DNA片段的空间(立体)结构,为独特的双螺旋结构。(2)图中3表示脱氧核糖,5表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。(3)DNA分子的磷酸和脱氧核糖交替排列形成DNA分子的基本骨架。(4)碱基对之间通过氢键连接,碱基配对遵循的原则是A与T碱基配对、C与G碱基配对。(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链是反向平行的;从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成规则的双螺旋结构。
一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.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)。将含15N—DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述不正确的是
A.Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a+b)/8
D.上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
2.某DNA分子含有腺嘌呤200个,该DNA复制数次后,消耗了周围环境中3
000个含腺嘌呤的脱氧核苷酸,则该DNA分子已经复制了多少次
A.3次
B.4次
C.5次
D.6次
3.如图为真核细胞DNA复制过程模式图,下列分析错误的是
A.酶②是DNA聚合酶,它能催化脱氧核苷酸链的形成
B.若两条母链中A+T占35%,则两条子链中A+T也占35%
C.酶①是解旋酶,染色体解旋成染色质时需要酶①来断开碱基之间的氢键
D.由图可知引物能与模板进行碱基互补配对,其本质是核苷酸链
4.5—BrU(5—溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5-BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过几次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换
A.2次
B.3次
C.4次
D.5次
5.一个用15N标记的DNA分子有1
200个碱基对,其中腺嘌呤700个,该DNA分子在不含15N标记的溶液中复制2次,则
A.复制完成后,具有15N的腺嘌呤共有1
400个
B.复制完成后,不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为3 1
C.复制过程中,共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1
500个
D.含有15N的DNA分子的两条链都有15N
6.DNA一般能准确复制,其原因是
①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板
②DNA复制发生于细胞周期的间期
③碱基互补配对是严格的
④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A.②④
B.②③
C.①④
D.①③
7.如果用32P标记噬菌体的DNA,当它侵染到用普通培养基培养的细菌体内后,经5
次复制,所得到的
DNA都组装为子代噬菌体。这些噬菌体中,含32P的占多少
A.1/5
B.1/16
C.1/8
D.1/6
8.下列关于DNA复制的叙述,正确的是
A.DNA分子在解旋酶的作用下,水解成脱氧核苷酸
B.在全部解旋之后才开始碱基配对
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.复制后,每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
二、非选择题:共2题。
9.某校生物活动小组要借助某大学的实验设备进行研究性学习,对DNA分子复制的方式进行探索,有人认为DNA分子是全保留复制,也有人认为DNA分子是半保留复制。
该小组设计了下列实验程序,请完成实验步骤并对结果进行预测。
(1)实验步骤:
第一步:在氮源为14N
的培养基上生长的大肠杆菌,其
DNA
分子均为14N
-DNA
;在氮源为15N
的培养基上生长的大肠杆菌,其
DNA
分子均为15N
-DNA
。用某种离心方法分离得到的结果如图所示,其
DNA
分别分布在轻带和重带位置上。
第二步:将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ),请分析:
如果DNA
一半在轻带位置,一半在重带位置,则是全保留复制,
如果
DNA
,则是半保留复制。
第三步:为了进一步验证第二步的推测结果,将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上连续繁殖二代(Ⅱ),请分析:
如果DNA1/4在重带位置3/4在轻带位置,则是
;
如果DNA1/2在中带位置1/2在轻带位置,则是
。
(2)有人提出:第一代(Ⅰ)的
DNA
用解旋酶处理后再离心,就能直接判断DNA的复制方式,如果轻带和重带各占1/2
,
则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确?
。原因是
。
10.科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,内容及结果见表。
组别
1组
2组
3组
4组
培养液中唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带
(14N/14N)
仅为重带
(15N/15N)
仅为中带
(15N/14N)
1/2轻带(14N/14N)
1/2中带(15N/14N)
请分析并回答:
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过____代培养,且培养液中的___是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第___组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第____组和第____组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是____。
(3)分析讨论:
①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于____,据此可判断DNA分子的复制方式不是___复制。
②若将子I代DNA双链分开后再离心,其结果____(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置___,导致整体放射性强度发生变化的是____带。
④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为___。
1.【答案】B
【解析】依题意和图示分析可知:亲代DNA分子的两条链都是15N,合成DNA的原料含有14N。Ⅰ代细菌DNA分子离心后全为中,说明一条链是14N,另一条链是15N,A项正确;Ⅱ代细菌DNA分子离心后1/2轻、1/2中,说明含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/2,B项错误;Ⅲ代细菌DNA分子中,有2个DNA分子的一条链是14N、另一条链是15N,有6个DNA分子的2条链都是14N,所以Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(a+b+6a)/8
=(7a+b)/8,C项正确;上述实验结果能证明DNA复制方式为半保留复制,D项正确。
2.【答案】B
【解析】依题意和碱基互补配对原则可知,在该DNA分子中,A=T=200个,该DNA复制n次后,消耗了周围环境中3
000个含腺嘌呤的脱氧核苷酸,则有(2n-1)×200=3
000个,解得n=4,B项正确,A、C、D三项均错误。
3.【答案】C
【解析】酶②能催化相邻脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键,即形成脱氧核苷酸链,A正确;若两条母链中A+T占35%,因DNA复制新产生的DNA和原来的DNA碱基数目和比例均无变化,所以两条子链中A+T也占35%,B正确;酶①作用于DNA的两条母链之间,使DNA双链的配对碱基之间的氢键断开,为DNA解旋酶,染色体解旋成染色质时碱基之间的氢键没有断开,C错误;由图可知引物能与模板进行碱基互补配对,其本质是核苷酸链,D正确。
4.【答案】B
【解析】根据题意5-BrU可以与A配对,又可以和C配对,本题可以从仅考虑T—A对的复制开始。当DNA进行第一次复制时,T—A,A—5-BrU;第二次复制时。5-BrU—C;第三次复制时,C—G,第四次复制时,G—C,所以需要经过4次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换。
5.【答案】C
【解析】复制2次后具有放射性的腺嘌呤仍是700个,A错误;复制完成后,不含15N的DNA分子总数2个,含15N的DNA分子总数也是2个,两者之比为1 1,B错误;复制过程中,共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸=500×(22-1)=1
500个,C正确;由于DNA分子是半保留复制,所以含有放射性的DNA分子的一条链含有放射性,D错误。
【名师点睛】DNA分子复制为半保留复制,若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果如图所示:
1.子代DNA分子数:2n个
(1)无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。
(2)含14N的DNA分子有2n个,只含14N的有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。
2.子代DNA分子的总链数:2n×2=2n+1条
(1)无论复制多少次,含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
(2)含14N的链数是(2n+1-2)条。
3.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,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×(2n-1)个。
(2)若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n-1个。
6.【答案】D
【解析】①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板是DNA分子精确复制的原因之一,①正确;②DNA分子复制发生在细胞周期的间期与精确复制无关,②错误;③碱基互补配对原则是DNA分子能精确复制的原因之一,③正确;④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同是DNA分子精确复制的结果,不是精确复制的原因,④错误,故选D。
7.【答案】B
【解析】由题意知,用32P进行标记的DNA的噬菌体去侵染普通培养基培养的大肠杆菌,复制5次后形成的DNA分子共25=32个DNA分子,含有32P标记的DNA分子是2个,因此含32P标记的噬菌体占子代噬菌体总数的比例2/32=1/16,选B。
【名师点睛】DNA复制过程中的相关计算
DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下:
(1)子代DNA分子数为2n个。
①含有亲代链的DNA分子数为2个。
②只含亲代链的DNA分子数为0个。
③不含亲代链的DNA分子数为(2n-2)个。
④含子代链的DNA分子数有2n个。
(2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。
①亲代脱氧核苷酸链数为2条。
②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n+1-2)条。
(3)若模板DNA中含有m个碱基,其中A有a个,则:
①连续复制n次需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为(m/2-a)×(2n-1)个。
②第n次复制需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为
(m/2-a)×2n-1个。
8.【答案】D
【解析】解旋酶的作用是使DNA分子解旋,打开双链,A错误;DNA分子复制是边解旋边复制的过程,B错误;解旋后以一条母链为模板按照碱基互补配对原则合成一条子链,C错误;DNA分子复制后,每个DNA分子都各含有一条母链和一条子链,D正确。
【名师点睛】学生对DNA的复制理解不清
DNA分子的复制
(1)概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
(2)时间:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(3)条件
(4)过程:DNA两条母链形成子链→新DNA分子。
(5)方式:半保留复制。
(6)特点:边解旋边复制。
(7)意义:将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。
9.【答案】(1)全部位于中带位置
全保留复制
半保留复制
(2)不正确
不论是全保留复制还是半保留复制,第一代〔I)的DNA用解旋酶处理后再离心都有一半单链在重带位置,一半单链在轻带位置。
【解析】(1)亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)后,全保留复制的话,2个DNA分子中1个DNA是14N-DNA、另外1个DNA是15N-DNA,故一半在轻带位置,一半在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N,故全部位于中带位置。亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)后,全保留复制的话,4个DNA分子中1个DNA是15N-DNA、另外3个DNA是14N-DNA,故
3/4在轻带位置,1/4在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N,另2个DNA分子全是14N-DNA,故一半在中带位置,一半在轻带位置。(2)第一代(Ⅰ)的DNA用解螺旋酶处理后再离心,半保留复制和全复制形成的DNA链中2条14N,2条15N,则一半在轻带位置,一半在重带位置。
10.【答案】(1)多
15N/15NH4Cl
(2)3
1
2
半保留复制
(3)①B
半保留
②不能
③没有变化
轻
④15N
【解析】分析表格:DNA的复制方式可能为半保留复制、全保留复制和混合复制。若为全保留复制,则3组中子代DNA经离心后应该分为轻带(14N/14N)和重带(15N/15N),而实际只有中带(14N/15N),说明DNA复制不是全保留复制;若为混合复制,则4组中子代DNA经离心后应该只有中带(14N/15N),而实际结果与之不符,说明DNA复制不是混合复制,则DNA的复制方式为半保留复制。(1)培养液中以15NH4Cl为唯一氮源,需经过多代培养,才能得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B。(2)若证明DNA的复制为半保留复制,则需证明后代DNA的两条链,一条链是母链,另一条链是新合成的子链,第3组结果与第1组、第2组的结果对比可以证实。(3)②将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,无法判断后代DNA的两条链的来源,不能判断DNA的复制方式;③将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA的情况是有两个为14N/15N的DNA,其余全部为14N/14N的DNA,所以子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置没有变化,放射性强度发生变化的是轻带。
一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.下列有关遗传信息的叙述,正确的是
A.遗传信息只贮存在DNA分子中
B.HIV的遗传信息贮存在RNA分子中
C.所有生物的DNA,都具有相同的脱氧核苷酸排列顺序
D.组成DNA的核苷酸只有8种,所以连成长链时,其排列顺序是有限的
2.如图为果蝇某一条染色体的几个基因示意图,下列对图示叙述正确的是
A.图中为一个DNA分子,包含多个基因
B.每个基因均由成百上千个核糖核苷酸组成
C.基因R、S、N、O上的遗传密码是不同的
D.由图可知,基因在染色体上呈线性排列,因此染色体是生物体内基因的唯一载体
3.下列关于基因的说法,正确的是
A.基因就是一段DNA分子
B.基因一定位于染色体上
C.基因是有遗传效应的DNA片段
D.不同基因上带有的遗传信息相同
4.对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中,错误的是
A.每条染色体上含有一或两个DNA,DNA分子上含有多个基因
B.都能复制、分离和传递,且三者行为一致
C.三者都是生物细胞内的遗传物质
D.生物的传宗接代中,染色体的行为决定着DNA和基因的行为
5.下列是某同学关于真核生物基因的叙述:
①携带遗传信息;
②能转运氨基酸;
③能与核糖体结合;
④能转录产生RNA;
⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子;
⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换。
其中正确的是
A.①③⑤
B.①④⑥
C.②③⑥
D.②④⑤
6.决定DNA分子有特异性的因素是
A.两条长链上的脱氧核苷酸与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的
B.构成DNA分子的脱氧核苷酸只有四种
C.严格的碱基互补配对原则
D.每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
7.如图是果蝇染色体上的白眼基因(b)示意图。下列叙述不正确的是
A.b基因是有遗传效应的DNA片段,含有许多个脱氧核苷酸
B.b基因与果蝇其他基因的区别是碱基的种类不同
C.白眼基因与红眼基因的区别是碱基排列顺序的不同
D.基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多基因
8.DNA具有多样性的原因是
A.组成基因的碱基数目庞大
B.空间结构千变万化
C.碱基种类有许多种
D.碱基排列顺序的千变万化
1.【答案】B
【解析】RNA病毒的遗传信息贮存在RNA分子中,A错误;HIV病毒的遗传物质是RNA,因此其遗传信息贮存在RNA分子中,B正确;不同生物的DNA中脱氧核苷酸排列顺序不同,C错误;虽然组成DNA的脱氧核苷酸只有4种,但连成长链时,其排列顺序可以千变万化,D错误。
【名师点睛】DNA分子的多样性和特异性:
(1)DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序上;
(2)DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
2.【答案】A
【解析】题图显示一条双链DNA分子上包含有R、S、N、O等多个基因,A项正确;基因是有遗传效应的DNA片段,每个基因均由成百上千个脱氧核苷酸组成,B项错误;遗传密码位于mRNA上,而不是在基因中,基因中包含遗传信息,C项错误;由图可知,基因在染色体上呈线性排列,原核生物没有染色体,原核生物的基因不位于染色体上,真核生物具有染色体,真核生物的线粒体基因和叶绿体基因也不位于染色体上,因此染色体是真核生物基因的主要载体,D项错误。
【名师点睛】理清脉络,弄清染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系,形成知识网络。
3.【答案】C
【解析】基因是具有遗传效应的一段DNA分子,A错误。基因也可位于真核生物细胞质中的DNA分子中,也可位于原核生物的DNA分子中,B错误。基因是有遗传效应的DNA片段,C正确。不同基因上带有的遗传信息不同,D错误。
4.【答案】C
【解析】每条染色体上含有一或两个DNA,DNA分子上含有多个基因,A正确;染色体、DNA、基因都能复制、分离和传递,且三者行为一致,B正确;生物细胞内的遗传物质是DNA,染色体是DNA的主要载体,基因是DNA上有遗传效应的片段,C错误;基因在DNA上,DNA主要在染色体上,故生物的传宗接代中,染色体的行为决定着DNA和基因的行为,D正确。
5.【答案】B
【解析】基因携带遗传信息,①对。tRNA能转运氨基酸,②错。基因不能与核糖体结合,③错。基因可以转录产生mRNA,④对。反密码子位于tRNA上,⑤错。基因突变时,会发生碱基对的增添、缺失或替换,⑥对。
6.【答案】D
【解析】两条长链上的脱氧核糖与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的,构成了DNA分子的基本骨架,说明DNA分子具有稳定性,A错误;每种DNA分子的脱氧核苷酸都有四种,说明生物界具有统一性,B错误;DNA分子的两条链遵循严格的碱基互补配对原则,说明DNA分子具有稳定性,C错误;每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序,说明DNA分子具有特异性,D正确。
【名师点睛】DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类数量和排列顺序;特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
7.【答案】B
【解析】基因中含有成百上千个脱氧核苷酸,基因是具有遗传效应的DNA片段,A正确;基因之间的区别主要是碱基对的排列顺序不同,B错误、
C正确;基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多基因,D正确。
8.【答案】D
【解析】不同的DNA分子中碱基(脱氧核苷酸)的数目不同,排列顺序千变万化,构成了DNA分子的多样性,A、B、C三项均错误,D项正确。
【名师点睛】熟记DNA分子的特性是解答此题的关键:
①相对稳定性:磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架。
②多样性:不同的DNA分子中碱基(脱氧核苷酸)的数目不同,排列顺序千变万化。若某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有4n种,其中n代表碱基对数。
③特异性:每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。
一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验,下列有关分析错误的是
A.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
B.沉淀物b中含放射性的高低,与②过程中搅拌是否充分有关
C.上清液a中放射性较强
D.35S标记的是噬菌体的遗传物质
2.艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质,该实验最关键的设计思路是
A.分离噬菌体和细菌,比较其差异
B.降解DNA以研究其结构组成
C.用同位素标记DNA和蛋白质
D.分别研究DNA和蛋白质是否具有遗传效应
3.一百多年前,人们就开始了对遗传物质的探索历程。下列有关叙述错误的是
A.最初认为遗传物质是蛋白质,是推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息
B.格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验得出DNA是遗传物质的结论
C.噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力,是因为其蛋白质与DNA能完全分开
D.沃森和克里克运用建构物理模型的方法研究确认了DNA的分子结构
4.如图为DNA分子结构示意图,对该图的正确描述是
A.②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,DNA聚合酶用于⑨的形成
C.DNA片段中每个脱氧核糖都连着2个磷酸,每个DNA片段中,游离的磷酸基团有2个
D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
5.下列关于DNA分子的结构与复制的叙述中,正确的是
①含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×a个
②在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M%,那么该DNA分子的每条链中G+C都占该链碱基总数的M%
③细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记
④DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中有标记的占1/2n
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
6.某双链DNA分子中,鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a,其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b,则互补链中鸟嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为
A.a/2—b/2
B.a—b
C.(a—b)/(1—a)
D.b—a/2
7.某双链DNA分子含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子
A.含有4个游离的磷酸基
B.连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个
C.4种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D.碱基排列方式共有4100种
8.下列有关基因的叙述,不正确的是
A.可以准确地复制
B.能够储存遗传信息
C.是有遗传效应的脱氧核苷酸序列
D.是4种碱基对的随机排列
二、非选择题:共2题。
9.如图为某同学绘制的DNA片段示意图,请结合DNA分子结构特点,据图回答:
(1)请指出该图中一处明显的错误:
___________________。
(2)DNA是由许多
]________________________聚合而成的生物大分子。
(3)如果将细胞培养在含15N的同位素培养液中,此图中所示的______________处可以测到15N。(填标号)
(4)如果将细胞培养在含32P的同位素培养液中,此图中所示的______________处可以测到32P。(填标号)
经上述标记后的精原细胞在含31P的培养基中先进行一次有丝分裂,产生的两个子细胞继续在含31P的培养基中进行减数分裂,最终产生的8个精子中,含31P
________。
(5)保证DNA分子精确复制的原因有:一
____________________,二________________________。
10.DNA的复制方式,可以通过设想来进行预测,可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢?下面设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤:
a.在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
b.在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
c.将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含14N的培养基中,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用密度梯度离心法分离,不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
实验预测:
(1)如果与对照(14N/14N)相比,子代Ⅰ能分辨出两条DNA带:一条________带和一条________带,则可以排除________。
(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带,则可以排除________,但不能肯定是________。
(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带,再继续做子代ⅡDNA密度鉴定:若子代Ⅱ可以分出________和________,则可以排除分散复制,同时肯定是半保留复制;如果子代Ⅱ不能分出________密度两条带,则排除________,同时确定为________。
1.【答案】D
【解析】35S只存在于噬菌体的蛋白质中,不进入细菌参与子代噬菌体的合成,需要再设置一组32P标记噬菌体DNA的实验组作为对照,才能证明DNA是遗传物质,A正确,D错。经过搅拌后,噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离,离心后,噬菌体蛋白质外壳密度较小,在上清液中,大肠杆菌密度大,在沉淀物中,故上清液放射性高,如果搅拌不充分,噬菌体外壳与细菌分离不彻底,附着在细菌上进入沉淀物,造成沉淀物有部分放射性,B、C正确。
2.【答案】D
【解析】艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质,该实验最关键的设计思路是分别研究DNA和蛋白质是否具有遗传效应。
3.【答案】B
【解析】最初认为遗传物质是蛋白质,是因为推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息,故A正确;格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验得出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,故B错误;噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌,其蛋白质外壳留在细菌外,导致DNA和蛋白质彻底分开,因此该实验比艾弗里体外转化实验更有说服力,故C正确;沃森和克里克构建了DNA的双螺旋结构模型,故D正确。
4.【答案】D
【解析】①磷酸和②脱氧核糖的交替排列构成了DNA分子的基本骨架,A错误;图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸,②、③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸,B错误;DNA分子两条链中各有1个脱氧核糖连接1个磷酸,每个链状DNA分子含有2个游离的磷酸基团,分别位于DNA分子的两端,C错误;DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息,D正确。
5.【答案】A
【解析】第n次复制时,DNA分子数目从2n-1个变为2n个,而每个DNA分子中含有a个腺嘌呤,因此需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(2n-2n-1)×a=2n-1×a个,故①正确;DNA分子中的每一条链中互补碱基之和所占比例与整个DNA分子中所占比例相等,故②正确;细胞中的DNA分子标记后,原料不含放射性标记,由于DNA复制为半保留复制,第一次分裂形成的每个子细胞中的DNA分子都含有一条有标记的链,第二次复制后形成的子代DNA分子,一半有放射性标记,由于有丝分裂后期移向两极时的DNA分子是随机的,因此形成的子细胞中标记的DNA分子比例不确定,故③错误;DNA分子双链标记后,无论复制多少次,含有放射性标记的DNA分子所占比例为2/2n,即为1/2n-1,故④错误。综上所述,A正确。
6.【答案】A
【解析】依题意,某双链DNA分子中,G+C=a,依据碱基互补配对原则,则有G=C=a/2,即两条链中所含有的鸟嘌呤之和为a/2;一条链上鸟嘌呤(G)占该链全部碱基的比例为b,则占整个DNA分子碱基的比例=b/2;互补链中鸟嘌呤(G)占整个DNA分子碱基的比例=a/2—b/2,A项正确,B、C、D三项均错误。
7.【答案】C
【解析】一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基。由一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,计算出一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40,另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30。故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10+20=30个,连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为(22-1)×30=90个。4种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C=(10+20)∶(20+10)∶(30+40)∶(40+30)=3∶3∶7∶7。含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下,可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定,故碱基排列方式肯定少于4100种。
8.【答案】D
【解析】基因是具有遗传效应的DNA片段即是有遗传效应的脱氧核苷酸序列,所以基因可以和DNA一样准确的复制且储存遗传信息,A、B、C正确。一个基因中4种碱基对的排列顺序是一定的;D错误。
9.【答案】(1)脱氧核苷酸链应反向平行排列(或脱氧核糖方向应相反)
(2)4脱氧核苷酸
(3)3
(4)1
100%
(5)DNA分子独特的双螺旋结构,能够为复制提供精确的模板
碱基互补配对,保证了复制准确无误地进行
【解析】(1)DNA分子中的两条链是反向平行的,故该图中一处明显的错误是脱氧核苷酸链应反向平行排列。(2)DNA的基本单位是脱氧核苷酸,由许多4脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。(3)DNA分子中的元素N存在于含氮碱基上,图中3为碱基。(4)DNA分子中只有磷酸基团中含P元素,因此将某精原细胞的一对同源染色体上的DNA分子用32P标记,则带有放射性的部位是图中的1(磷酸)。经上述标记后的精原细胞(4条DNA链被32P标记)在含31P的培养基中先进行一次有丝分裂,该过程中DNA分子进行了一次半保留复制,形成的每个子细胞中都有2个DNA分子有一条链含32P,另一条链含31P(这2个DNA分子位于同源染色体上);产生的两个子细胞继续在含31P的培养基中进行减数分裂,该过程中DNA分子又进行了一次半保留复制,且同源染色体分离,因此最终产生的八个精子中都含31P标记。(5)保证DNA分子精确复制的原因有DNA分子独特的双螺旋结构,能够为复制提供精确的模板;碱基互补配对,保证了复制准确无误地进行。
10.【答案】(1)轻(14N/14N)
重(15N/15N)
半保留复制和分散复制
(2)全保留复制
半保留复制或分散复制
(3)一条中密度带
一条轻密度带
中、轻
半保留复制
分散复制
【解析】(1)如果子代Ⅰ中有一条轻带(14N/14N)和一条重带(15N/15N),则说明DNA分子是全保留复制,故可排除半保留复制和分散复制;(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带,则说明DNA分子是半保留复制或分散复制,故可以排除全保留复制;(3)如果子代Ⅱ中出现一条中密度带和一条轻密度带,则说明DNA分子是半保留复制。如果子代Ⅱ不能分出中、轻密度两条带,则说明DNA分子是分散复制,排除半保留复制。
一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确的是
A.一种tRNA可以携带多种氨基酸
B.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
C.密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率
2.如图所示为某生物核基因表达过程。下列相关叙述不正确的是
A.该过程发生在真核细胞的细胞核内。
B.图中核糖体的移动方向是从下往上进行
C.RNA与DNA的杂交区域中既有A—T又有
U—A之间的配对
D.该基因翻译时所需tRNA种类数与氨基酸种类数不一定相等
3.如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列说法正确的是
A.若①中有一个碱基发生改变,则发生了基因突变,合成的蛋白质一定改变
B.①上四个核糖体从右往左移动进行翻译,最终能合成四条长短不同的肽链
C.①只有与⑥结合后才能发挥它的作用,翻译仍然要遵循碱基互补配对原则
D.①上的一个密码子最多只决定一种氨基酸,一种氨基酸只由一种tRNA转运
4.下列关于密码子的叙述,错误的是
A.一种氨基酸可能有多种与之相对应的密码子
B.CTA肯定不是密码子
C.每种密码子都有与之对应的氨基酸
D.信使RNA上的GCA在人细胞中和猪细胞中决定的是同一种氨基酸
5.下面的甲、乙图示为真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是
A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子
B.甲所示过程只在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行
C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶
D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次
6.甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图,下列有关说法正确的是
A.图甲所示的过程叫做翻译,多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
B.图甲所示翻译过程的方向是从右到左
C.图乙所示过程叫做转录,转录产物一定作为图甲中的模板
D.图甲和图乙中都发生了碱基配对并且碱基互补配对方式相同
7.下列有关蛋白质合成的叙述,错误的是
A.编码氨基酸的密码子有20种
B.每种tRNA只转运一种氨基酸
C.密码子的顺序决定氨基酸序列
D.核糖体可在mRNA上移动
8.假设有一段mRNA上有60个碱基,其中A有15个,G有25个,那么转录该mRNA的DNA分子区段中,“C+T”的个数以及该mRNA翻译成的蛋白质所需氨基酸的个数分别是(不考虑终止密码子)
A.60、20
B.80、40
C.40、20
D.40、30
二、非选择题:共2题。
9.如图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。回答下列问题:
(1)该过程不可能发生在
。
A.肌肉细胞
B.肺泡细胞
C.成熟的红细胞
D.造血干细胞
(2)图中过程①是
,此过程既需要
作为原料,还需要
进行催化以及能量。
(3)过程②中,核糖体在物质b上的移动方向是
(用图中字母和箭头表示)。
(4)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”,携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU,则物质a中对应的模板链碱基序列为
。
(5)图中所揭示的基因控制性状的方式是:基因通过控制
直接控制生物体的性状。若该致病基因是由正常基因的某个碱基对发生替换而来,组成蛋白质的氨基酸数量没有发生变化,则两种基因所得物质b的长度
。
10.如图是基因控制蛋白质合成过程示意图,请回答:
(1)图示中,DNA的信息链是________________________。
(2)遗传信息是指________分子上的_______的排列顺序。
(3)转运RNA的功能是____________________________________。
(4)图示中的DNA片段决定着______________个氨基酸;共需________________个转运RNA来运载。
(5)图示中,细胞核内发生的过程叫做______________,核糖体上发生的过程叫做_________________。
(6)图中核糖体在mRNA上相对运动方向是由________向________。
1.【答案】C
【解析】一种tRNA只能携带一种氨基酸,A错误。DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上,B错误。密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基,C正确。细菌的一个基因转录时只有DNA的一条链作为模板,D错误。
2.【答案】A
【解析】图中同时进行着转录和翻译过程,应是原核生物核基因表达过程,A错误,图中上方的核糖体连接的肽链较长,可判断核糖体的移动方向是从下往上进行,B正确,RNA与DNA的杂交区域中既有A—T又有
U—A之间的配对,C正确,翻译时一种氨基酸可能由多种tRNA搬运,所需tRNA种类数与氨基酸种类数不一定相等,D正确。
3.【答案】C
【解析】若①中有一个碱基发生改变,则发生了基因突变,由于密码子的简并性,合成的蛋白质不一定改变,A错误;①上四个核糖体从右往左移动进行翻译,最终能合成四条长短相同的肽链,B错误;①只有与⑥结合后才能发挥它的作用,翻译仍然要遵循碱基互补配对原则,C正确;①上的一个密码子最多只决定一种氨基酸,一种氨基酸由一种或几种tRNA转运,D错误。
4.【答案】C
【解析】氨基酸有20种,而对应氨基酸的密码子有61种,所以一种氨基酸可能有多种与之相对应的密码子,A正确;密码子是指位于mRNA上三个相邻的碱基,所以CTA肯定不是密码子,B正确;终止密码子没有对应的氨基酸,其作用是终止翻译,C错误;密码子具有通用性,即GCA在人细胞中和猪细胞中决定的是同一种氨基酸,D正确。
5.【答案】D
【解析】分析图示可知,图中甲是DNA复制,乙是转录,一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次,D正确;甲所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链DNA分子,乙所示过程为转录,合成的产物是单链RNA分子,A错误;甲所示过程主要在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行,C错误;DNA分子解旋时,甲所示过程需要解旋酶,乙需要RNA聚合酶,D错误。
【名师点睛】1.图中甲是DNA复制,乙是转录,一个细胞周期中,DNA只复制一次,即在每个起点只起始一次,而转录可起始多次。2.DNA复制过程中需要解旋酶破坏碱基对之间的氢键形成模板链,转录过程中的RNA聚合酶既能破坏氢键,又能催化单个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键。
6.【答案】B
【解析】图甲含有核糖体和mRNA,该过程称为翻译,多个核糖体位于同一条mRNA上,每个核糖体合成一条多肽链,合成多条多肽链,A项错误;根据肽链的长短可知翻译的过程是从右向左,B项正确;图乙表示转录,其转录产物有mRNA、tRNA和rRNA,其中mRNA是翻译的模板,而tRNA作为翻译的运输工具,rRNA参与合成核糖体,C项错误;转录和翻译中碱基互补配对方式不完全相同,如转录有T-A,而翻译有U-A,D项错误。
7.【答案】A
【解析】编码氨基酸的密码子共有61种,A错误;tRNA具有专一性,即一种tRNA只转运一种氨基酸,B正确;密码子决定氨基酸的种类,所以密码子的顺序决定氨基酸序列,C正确;翻译过程中,核糖体可在mRNA上移动,D正确。
8.【答案】A
【解析】所有双链DNA分子中T+C占碱基总数的比例都是50%,因为双链DNA中T=A,
C
=G,所以两等式左右相加得:T+
C
=A+
G
=50%,又因为DNA是双链RNA是单链,所以DNA碱基总数是120,所以T+C=50%×120=60,mRNA上3个碱基编码1个氨基酸。所以60/3=20,A正确。
9.【答案】(1)C
(2)转录
核糖核苷酸
RNA聚合酶
(3)B→A
(4)—AGACTT—
(5)蛋白质结构
相同(不变)
【解析】(1)题图表示转录和翻译,成熟的红细胞没有细胞核和细胞器不能进行转录和翻译,所以C正确。(2)图中①以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,是转录过程,该过程的原料是核糖核苷酸,同时还需要RNA聚合酶进行催化。(3)过程②为翻译,核糖体在物质b上的移动方向是B→A。(4)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”,携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU,则丝氨酸和谷氨酸的密码子分别为UCU、GAA,所以物质a中模板链碱基序列为—AGACTT—。(5)图中所揭示的基因控制性状的方式是:基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。若该致病基因是由正常基因的某个碱基对发生替换而来,组成蛋白质的氨基酸数量没有发生变化,则两种基因所得物质b的长度相同。
10.【答案】(1)A链
(2)DNA
脱氧核苷酸
(3)识别并转运特定的氨基酸
(4)4
4
(5)转录
翻译
(6)左
右
【解析】(1)图示中,根据信使RNA上的碱基序列可知,转录的模板是DNA分子中的A链。(2)遗传信息是指DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序。(3)转运RNA的功能是识别并转运特定的氨基酸。(4)图示中的DNA片段共有12个核苷酸,每3个核苷酸决定1个氨基酸,所以共决定着4个氨基酸;共需4个转运RNA来运载。(5)图示中,细胞核内发生的过程叫做转录,核糖体上发生的过程叫做翻译。(6)图中核糖体在mRNA上相对运动方向是由左向右。
一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.基因直接控制生物体的性状是通过控制下列哪种化合物的结构实现的
A.蛋白质
B.水
C.葡萄糖
D.无机盐
2.下面有关基因、蛋白质和性状三者间关系的叙述中,正确的是
A.基因与性状之间是一一对应的关系
B.生物体的性状受基因和环境的共同影响
C.生物体的性状完全由基因控制
D.基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
3.囊性纤维病的实例可以说明
A.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
B.DNA中某个碱基发生改变,生物体合成的蛋白质必然改变
C.基因通过控制激素的合成,控制生物体的性状
D.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
4.如图为人体对性状控制过程示意图,据图分析可得出
A.过程①、②都主要在细胞核中进行
B.食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白
C.M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中
D.老年人细胞中不含有M2
5.美国科学家发现了一种名为RhoGD12的基因,诱导该基因在癌细胞内表达后,癌细胞会失去转移能力,从而有助于避免癌细胞在体内的扩散。该基因的作用最可能是
A.控制合成一种酶,促使癌细胞衰老、凋亡
B.控制合成一种激素,诱导癌细胞分化为正常组织
C.控制合成一种糖蛋白,增强癌细胞间的黏着性
D.控制合成一种RNA,使癌细胞的DNA复制受阻
6.人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病,如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是
A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C.一个基因可以控制多种性状
D.一个性状可以由多个基因控制
7.在豌豆粒中,由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的DNA片段而不能合成淀粉分支酶,使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩。此事实说明了
A.基因是生物体性状的载体
B.基因能直接控制生物体的性状
C.基因可以通过控制酶的合成来控制生物体的性状
D.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状
8.如图所示的过程,正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是
A.①②
B.③④⑥
C.⑤⑥
D.②④
二、非选择题:共2题。
9.科学家研究温度对昆明植物园的藏报春(两性花、异花传粉)的花色遗传的影响。在温度为20
℃~25
℃的条件下,红色(A)对白色(a)为显性,基因型AA和Aa的植株开红花,基因型aa的植株开白花,若将开红花的藏报春移到30
℃的环境中,基因型AA、Aa的植株开白花。请回答下列问题。
(1)基因型为AA的藏报春在不同温度下的表现型不同,说明环境影响基因的表达,温度对藏报春花颜色的影响最可能是由于温度影响了
的活性,进而影响了色素的合成。
(2)现有一株30
℃下开白花的藏报春,欲鉴定其基因型。
①选取20
℃~25
℃温度条件下开白花的植株作父本。
②待鉴定的白花藏报春作母本,在
期去除母本的雄蕊,并套纸袋。
③待母本的雌蕊成熟后,
,并套袋。
④收取母本所结的种子,并在
温度下种植,观察
。
⑤结果预期:若杂交后代都开白花,则待鉴定藏报春的基因型为
;若杂交后代既有红花又有白花,则待鉴定藏报春的基因型为
。
10.如图为人体内基因对性状的控制过程,据图分析回答下列问题:
(1)图中①②过程发生的场所分别是
、
。
(2)③过程中发生的变化根本原因是血红蛋白基因上一个碱基对的
。
(3)该图反映了基因对性状的控制是通过两个途径实现的:
一是
,
二是
。
(4)基因的表达主要包括
和
两个过程。
1.【答案】A
【解析】基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
2.【答案】B
【解析】基因与性状之间不是一一对应的关系,可能多对基因决定同一性状,也可能是一对基因影响多个性状,A错误,生物体的性状受基因和环境的共同影响,B正确,C错误,基因通过控制酶的合成来控制代谢,从而控制生物体的性状,也可能通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,D错误。
3.【答案】D
【解析】囊性纤维病是编码一个跨膜蛋白的基因缺失了3个碱基,导致跨膜蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,进而影响了跨膜蛋白的结构,使跨膜蛋白转运氯离子的功能异常,导致患者支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量生长繁殖,最终使肺功能严重受损。体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【名师点睛】基因控制性状的方式有两种:①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
4.【答案】C
【解析】图示中的①和②过程分别表示转录和翻译,转录主要在细胞核中进行,翻译在核糖体中进行,A项错误;酪氨酸酶催化酪氨酸转变成黑色素,食物中缺乏酪氨酸会使头发变白,B项错误;M1和M2分别是基因1和基因2的转录产物mRNA,由于基因的选择性表达,所以M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中,C项正确;老年人细胞中的基因2也能表达,因此含有M2,D项错误。
【名师点睛】本题以图文结合的形式,综合考查学生对基因的表达过程、基因与性状的关系等知识的理解和掌握情况。解决此类问题,除了需要熟记并理解相关的基础知识、形成知识网络外,更主要的是依据题图中呈现的信息,准确识别①②过程蕴藏的生物学信息,将这些信息与所学知识有效地联系起来,进行图文转换、实现对知识的整合和迁移。
5.【答案】C
【解析】癌细胞在体内容易转移的原因是细胞表面糖蛋白减少,该基因在癌细胞内表达后,癌细胞会失去转移能力,该基因的作用最可能是控制合成一种糖蛋白,增强癌细胞间的黏着性。
6.【答案】A
【解析】分析题图可知,本图显示的是基因通过控制酶的合成来控制代谢进而控制生物的性状,A错误、B正确;分析题图可知,基因1发生突变,会影响黑色素和多巴胺的合成,同时苯丙酮酸的含量增加,由此可以推出,一个基因可以控制多种性状,C正确;分析题图可知,黑色素的形成是由基因1和基因2共同控制的,多巴胺是由基因1和基因4共同控制的,由此可以推出一个性状可由多个基因控制,D正确。
7.【答案】C
【解析】控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的DNA片段而不能合成淀粉分支酶,使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩,说明基因是通过控制酶的合成间接控制生物性状的,故选C。
8.【答案】B
【解析】图中③④两过程只能发生在某些病毒的宿主细胞中,⑥过程是不存在的。B正确。
【易错警示】学生混淆中心法则的内容
利用流程图分类剖析中心法则
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则为:
。
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则为:
。
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则为:
。
9.【答案】(1)酶
(2)②花蕾
③取父本的花粉授给母本
④20
℃~25
℃
花的颜色
⑤aa
Aa
【解析】(1)由题意知,基因型相同的藏报春在不同温度下表现型不同,说明生物的性状是基因型与环境共同作用的结果,环境影响基因的表达,温度对藏报春花颜色的影响最可能是由于温度影响了酶的活性,进而影响了色素的合成。
(2)该实验的目的是探究一株开白花的藏报春的基因型是AA、Aa还是aa,可以让其与基因型为aa的藏报春杂交,在20
℃~25
℃的条件下培养,如果后代全部是红花植株,说明该植株的基因型为AA,如果都开白花,说明该植株的基因型为aa,如果既有开白花的植株,也有开红花的植株,则基因型为Aa。
②在花蕾期,去除待鉴定的白花藏报春的雄蕊,然后套袋;
③待母本的雌蕊成熟后,取父本的花粉授给母本,然后套袋;
④获取杂交后代的种子,在20
℃~25
℃条件下进行种植,观察花颜色变化;
⑤若杂交后代都开白花,则鉴定藏报春的基因型为aa;若杂交后代都开红花,则待鉴定藏报春的基因型为AA;若杂交后代既有红花,又有白花,则待鉴定藏报春的基因型为Aa。
10.【答案】(1)细胞核
细胞质中的核糖体
(2)替换
(3)通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(4)转录
翻译
【解析】(1)①为转录过程,场所为细胞核,②为翻译过程,场所为细胞质中的核糖体。
(2)③过程中发生的变化根本原因是血红蛋白基因上一个碱基对的替换。
(3)该图反映了基因对性状的控制是通过两个途径实现的:一是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,二是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(4)基因的表达主要包括转录和翻译两个过程。
【名师点睛】学生对基因控制性状的方式混淆不清
基因控制性状的方式
(1)直接控制:基因通过控制蛋白质的分子结构,直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血症和囊性纤维病。
(2)间接控制:基因通过控制酶的合成来控制细胞新陈代谢,进而间接控制生物体的性状,如人类肤色的控制。
一、选择题:共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.图甲为人体细胞中某种生理过程的示意图,表乙为部分氨基酸的密码子表。下列说法错误的是
密码子
CGA
GCU
UGG
氨基酸
精氨酸
丙氨酸
色氨酸
乙
A.1中含有氢键
B.1、3、4中均含有糖类
C.2表示精氨酸
D.4只能在细胞核和线粒体中合成
2.下列有关遗传信息传递规律的叙述,错误的是
A.遗传信息从RNA→DNA,需要逆转录酶的催化
B.遗传信息从RNA→蛋白质,实现了基因对生物性状的控制
C.遗传信息从DNA→RNA,只存在A与U、G与C的碱基配对
D.遗传信息从DNA→DNA、从RNA→RNA,保持了遗传信息的连续性
3.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病,由于DNA损伤,患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因
A.通过控制酶的合成,从而直接控制生物性状
B.通过控制蛋白质分子结构,从而直接控制生物性状
C.通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状
D.可以直接控制生物性状,发生突变后生物性状随之改变
4.下列叙述错误的是
A.基因是有遗传效应的DNA片段
B.遗传信息是指DNA碱基的排列顺序
C.转录和翻译都可以在细胞核中进行
D.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
5.如图是蛋白质合成的示意图,
a、b、c表示相应物质,①和②表示相应过程,下列叙述错误的是
A.b从细胞核转移到细胞质中需通过核孔复合体
B.要完成②过程,核糖体必须沿着b运行
C.一种c物质可以转运多种氨基酸
D.①过程必须有
RNA
聚合酶的催化
6.如图为DNA、蛋白质与性状的关系示意图,下列有关说法正确的是
A.①过程与DNA复制的共同点,都是以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B.②过程中需要多种tRNA,不同tRNA所转运的氨基酸一定不同
C.DNA上某个基因发生了基因突变,一定会导致蛋白质结构的改变
D.人的白化病是通过蛋白质间接表现,囊性纤维病是通过蛋白质直接表现
7.图甲表示某生物细胞中基因表达的过程,图乙为中心法则。①~⑤表示生理过程。下列叙述错误的是
A.图甲中的核糖体在该mRNA上的移动方向是从左向右
B.在病毒体内不会发生图乙中的④⑤
C.图乙中的②③可表示图甲所示过程
D.图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤
8.下列关于“中心法则”含义的叙述中,错误的是
A.正常的真核生物细胞内可发生①④⑤过程
B.噬菌体进行⑤过程,需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核苷酸溶液中
C.⑤③④过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
D.②③过程只发生在被RNA病毒侵染的细胞中
二、非选择题:共2题。
9.如图表示某DNA片段的遗传信息的传递过程,①~⑦表示物质或结构,a、b、c表示生理过程,据图回答下列问题:
(1)图中表示DNA复制的过程是________(填字母),图中表示基因表达的过程是________(填字母)。
(2)a、b过程需要的酶分别是____________、____________,a、b过程中碱基配对的不同点是_________,c过程中结构③的移动方向为________(用箭头表示)。
(3)若图中①所示为某个精原细胞中的一对同源染色体上的DNA(DNA两条链中N分别为15N和14N),每个DNA分子中均由5
000个碱基对组成,其中的腺嘌呤都占20%,将该细胞放在含有14N的培养基中连续进行两次有丝分裂,则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸_____个,而形成的4个细胞中含有15N的细胞个数可能是____。
(4)镰刀型细胞贫血症体现了基因控制性状的哪条途径?
。
10.如图表示的是遗传信息在生物体内各种物质之间的传递过程。分析并回答有关问题:
(1)在人体胰腺细胞中,有些细胞正进行②过程,②过程称之为
,其特点是
和
。
(2)⑤过程表示
,进行的主要场所是
。
(3)密码子位于
上,是通过
(填序号)过程得到的,能决定氨基酸的密码子有
种。
(4)基因对性状的控制,可以通过控制
来控制代谢过程进而控制生物性状,还可以通过控制
直接控制生物性状。
1.【答案】C
【解析】图甲表示人体细胞内的翻译过程,图中1是tRNA,由于有部分核糖核苷酸链发生碱基互补配对,所以1中含有氢键,A正确。图甲中3是核糖体,含有rRNA;图甲中4是mRNA;只要是核酸都含有糖类,所以B正确。由于图甲中2所代表的氨基酸的密码子是GCU,所以2代表的是丙氨酸,C错误。mRNA只能在含有DNA的细胞结构中合成,如细胞核和线粒体中,D正确。
2.【答案】C
【解析】在某些RNA病毒中,遗传信息从RNA→DNA,需要逆转录酶的催化,A正确;遗传信息从RNA→蛋白质,实现了基因对生物性状的控制,B正确;遗传信息从DNA→RNA,存在A与U、T与A、G与C的碱基配对,C错误;遗传信息从DNA→DNA、从RNA→RNA,保持了遗传信息的连续性,D正确。
3.【答案】C
【解析】根据题意,因为DNA损伤,患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修补从而引起突变,说明一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而间接控制生物性状,C项正确,A、B、D项错误。
4.【答案】C
【解析】基因是有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的遗传物质的结构和功能单位,A正确;遗传信息是指DNA碱基的排列顺序,B正确;转录在细胞核中进行,翻译在细胞质的核糖体上进行,C错误;基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,D正确。
5.【答案】C
【解析】由图可知b是mRNA,从细胞核到细胞质需通过核孔,故A正确。2过程是翻译,翻译时核糖体必须沿着mRNA运行,故B正确。物质c是tRNA,一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,故C错误。①过程是转录,必须有RNA聚合酶的催化,故D正确。
6.【答案】D
【解析】①过程表示转录,与DNA复制的不同点是:以DNA单链为模板,在RNA聚合酶的作用下进行,A项错误;②过程表示翻译,需要多种tRNA参与,由于每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性),可由1种或几种tRNA转运,所以不同tRNA所转运的氨基酸可能相同,B项错误;由于密码子具有简并性,基因突变会导致转录形成的密码子发生改变,但是翻译形成的肽链的氨基酸序列不一定发生改变,因此蛋白质的结构不一定改变,C项错误;人类的白化病是由于基因突变导致细胞内合成的酪氨酸酶缺乏或功能减退而引起的一种皮肤及附属器官黑色素缺乏或合成障碍所导致的遗传病,囊性纤维病是一种严重的遗传疾病,是由于编码一个跨膜蛋白(CFTR)的基因缺失了3个碱基,导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,进而影响了CFTR蛋白的结构,使CFTR转运氯离子的功能异常,导致患者支气管内黏液增多,因此,人的白化病是通过蛋白质间接表现,囊性纤维病是通过蛋白质直接表现,D项正确。
7.【答案】A
【解析】根据多肽链的长度可知,图甲中核糖体移动的方向是从右向左,A项错误;病毒不具有细胞结构,必须依赖活细胞才能完成各项代谢功能,所以在病毒体内不会发生图乙中的④RNA的复制和⑤逆转录,B项正确;图乙中的②表示转录、③表示翻译。所以图乙中的②③可表示图甲所示过程,C项正确;图乙中涉及碱基A与U配对的过程有②转录、⑤逆转录、④RNA复制和③翻译,因为DNA没有U,因此①DNA复制过程中没有A与U的配对,D项正确。
8.【答案】B
【解析】逆转录过程和RNA的复制过程只发生在被某些病毒侵染的细胞中,因此正常的真核生物细胞内可发生①④⑤过程,A正确;噬菌体为病毒,没有细胞结构,不能独立生存,B错误;⑤为DNA的复制过程,其原料是脱氧核苷酸;③为RNA的复制过程,其原料是核糖核苷酸;④为翻译过程,其原料是氨基酸,C正确;逆转录过程和RNA的复制过程只发生在被某些病毒侵染的细胞中,D正确。
【名师点睛】学生对中心法则理解不清
中心法则试题的解题技巧
(1)中心法则包括五个过程:①DNA复制,②转录,③翻译,④逆转录,⑤RNA复制。每一个过程都需要模板、原料、酶、能量,也都遵循碱基互补配对原则。绘制成遗传信息的传递图解如下:
此类试题主要涉及遗传信息的传递、表达,主要是以各种变形的中心法则图解为背景切入。
(2)解答此类试题的关键是识别中心法则图解,确定考查的遗传信息传递的具体过程。如果是模拟实验类,则可以通过所提供的模板、原料、酶的种类等相关条件来确定;如果是中心法则的变形类就先还原图解,与中心法则的标准图解进行对比,重现图解中隐去的关键词或确定图解中相关数字、符号所代表的具体过程。
9.【答案】(1)a
b、c
(2)解旋酶和DNA聚合酶
RNA聚合酶
a过程中A与T配对,而b过程中A与U配对
→
(3)1.8×104
0个或1个或2个
(4)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
【解析】(1)图中表示DNA复制的过程是a,图中表示基因表达的过程是b转录和c翻译。
(2)a表示DNA复制,需要解旋酶和DNA聚合酶,b表示转录,需要RNA聚合酶,aDNA复制、b转录过程中碱基配对的不同点是a过程中A与T配对,而b过程中A与U配对。
根据图示翻译过程中氨基酸的连接顺序判断,结构③核糖体的移动方向为→。
(3)每个DNA分子中均由5
000个碱基对组成,其中的腺嘌呤都占20%,则胞嘧啶占30%,即胞嘧啶脱氧核苷酸为5000×2×30%=3
000个,将该细胞放在含有14N的培养基中连续进行两次有丝分裂,则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3
000×(4-1)=0.9×104个。由于DNA复制的方式是半保留复制,1个DNA复制形成的2个DNA中1个DNA两条链中N分别为15N和14N,另1个DNA两条链中N分别为14N和14N,因此该精原细胞连续进行两次有丝分裂形成的4个细胞中含有15N的细胞个数可能是0个或1个或2个。
(4)基因控制性状的方式:基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状;基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制生物性状,如镰刀型细胞贫血症。
10.【答案】(1)DNA复制
半保留复制
边解旋边复制
(2)翻译
核糖体
(3)mRNA
④
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(4)酶的合成
蛋白质结构
【解析】(1)②是DNA的复制过程,DNA复制的特点是边解旋边复制,半保留复制。
(2)⑤过程是从RNA到蛋白质,是翻译的过程,翻译的场所是核糖体。
(3)密码子位于mRNA上,密码子有64种,其中有三种终止密码子不代表氨基酸;细胞内的RNA都是通过转录形成的。
(4)基因对性状的控制,可以通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状,还可以通过控制蛋白质结构直接控制生物性状。