第12讲基因的本质A组基础题组题组一遗传物质的探究实验1.(2018北京通州期末)在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是DNA 的实验中,用DNA酶处理从S型细菌中提取的DNA,再与R型活细菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型肺炎双球菌生长。
设置本实验步骤的目的是( )A.证明R型细菌生长不需要DNAB.补充R型细菌生长所需要的营养物质C.做“用S型细菌的DNA与R型细菌混合培养”的实验对照D.直接证明S型细菌的DNA不是促进R型细菌转化的因素答案 C 用DNA酶处理从S型细菌中提取的DNA,再与R型活细菌混合培养,可以与“用S型细菌的DNA与R型细菌混合培养”的实验形成对照,以证明是S型细菌的DNA,而不是其他物质使R型菌发生转化,选C。
2.下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是( )A.格里菲思实验中R型肺炎双球菌转化为S型是基因突变的结果B.艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C.赫尔希和蔡斯实验中用含32P的培养基培养T2噬菌体D.赫尔希和蔡斯实验中通过搅拌将T2噬菌体的DNA和蛋白质分开答案 B 格里菲思实验中R型肺炎双球菌转化为S型是基因重组的结果,A错误;艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质,B正确;T2噬菌体是病毒,营寄生生活,不能直接在培养基中培养,C错误;赫尔希和蔡斯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,离心的目的是将T2噬菌体的DNA和蛋白质分开,D错误。
3.某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA,重新组合为“杂合”噬菌体,然后分别感染大肠杆菌,并对子代噬菌体的表现型作出预测,见表。
其中预测正确的是( )“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的DNA+乙的蛋白质 1 与甲种一致2 与乙种一致乙的DNA+甲的蛋白质3 与甲种一致4 与乙种一致A.1、3B.1、4C.2、3D.2、4答案 B DNA和蛋白质这两种物质中,DNA是噬菌体的遗传物质,所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致;组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。
4.在探索遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯做了关于噬菌体侵染细菌的实验,下列叙述正确的是( )A.此实验证明了DNA是主要的遗传物质B.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体C.标记后的32P存在于噬菌体DNA分子的基本骨架中D.用同位素35S标记的一组实验中,放射性主要分布在试管的沉淀物中答案 C 噬菌体侵染细菌的实验只能说明DNA是遗传物质,A错误;噬菌体为病毒,只能寄生在活细胞内,不能直接用培养基培养,B错误;35S标记的是蛋白质,噬菌体侵染细菌的过程中,噬菌体的蛋白质外壳不进入细菌体内,只有DNA注入,因此放射性主要分布在试管的上清液中,D错误。
题组二DNA分子的结构与复制5.已知一个DNA分子由2 000个碱基对组成,其中胞嘧啶800个,这个DNA分子中应含有腺嘌呤( )A.800个B.1 200个C.1 000个D.2 000个答案 B 双链DNA分子中,根据碱基互补配对原则,非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。
已知一个DNA分子由2 000个碱基对组成,其中胞嘧啶800个,这个DNA分子中应含有腺嘌呤2 000个-800个=1 200个。
6.如图表示DNA分子结构的片段,下列有关叙述正确的是( )A.双螺旋结构使DNA分子具有较强的特异性B.DNA单链上相邻碱基之间以氢键连接C.④结构的排列顺序代表了一定的遗传信息D.限制性核酸内切酶可以切割⑤中的化学键答案 C DNA分子中脱氧核苷酸的特定排列顺序使DNA分子具有特异性,A错误;两条DNA单链间配对的碱基是以氢键连接的,每条单链上相邻的碱基以脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连,B错误;④结构为1分子的脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的排列顺序代表了一定的遗传信息,C正确;限制性核酸内切酶可以切割磷酸二酯键,而⑤中的化学键为氢键,D错误。
7.某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。
下列关于该DNA分子的叙述,错误的是( )A.共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸B.4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7C.若该DNA分子中的这些碱基随机排列,可能的排列方式共有4200种D.若连续复制两次,则需180个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸答案 C 依据某双链DNA一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4可知,另一条链上A∶T∶G∶C=2∶1∶4 ∶3,所以整个双链DNA中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,再结合双链DNA中总碱基数为400个,计算可知DNA中A和T各为60个,G和C各为140个。
该DNA连续复制两次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量为(22-1)×60=180个。
若该DNA分子中的这些碱基随机排列,可能的排列方式应该少于4200种,因为该DNA含有4种碱基,且四种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7。
8.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图,据图分析,下列相关叙述错误的是( )A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制B.解旋酶能使双链DNA解开,但需要消耗ATPC.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的D.DNA聚合酶催化互补碱基之间氢键的形成答案 D DNA聚合酶催化单链中相邻两个脱氧核苷酸之间化学键的形成,氢键的形成不需要酶的参与,D错误。
9.将一个不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,碱基数目为n)放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养一段时间后,检测到a、b两种类型的DNA如图所示(注:以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。
预测该实验的结果为( )A.第一次复制产生的DNA全为b类型B.第二次复制产生的DNA中两种类型都有,且a、b比例为1∶3C.若DNA含有x个胸腺嘧啶,则复制m次需要的胞嘧啶的数目为(2m-1)(x-a)/2D.复制m次产生放射性的脱氧核苷酸链数为-2答案 D 因DNA复制为半保留复制,故第一次复制产生的DNA全为a类型,A错误;第二次复制产生的DNA有a、b两种类型,且比例为1∶1,B错误;该DNA碱基数目为n,若T为x个,则一个DNA分子中含有的C的数目是(n-2x)/2,因此复制m 次共需要胞嘧啶的数目为(2m-1)(n-2x)/2,C错误;复制m次后,脱氧核苷酸链数为2×2m,即,其中只有2条不含放射性,故含有放射性的脱氧核苷酸链数为-2,D正确。
B组提升题组一、选择题1.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。
下列相关叙述中,不．正确的是( )A.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B.图甲中,后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的C.图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性D.图乙中若用32P标记亲代噬菌体,裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性答案 D 图甲中ab对应的时间段内,R型活菌迅速增加,原因是小鼠体内还没形成大量的抗R型活菌的抗体,A正确;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,部分R型活菌转化成S型细菌并分裂增殖,B正确;35S标记的噬菌体蛋白质,不参与子代噬菌体的形成,新形成的子代噬菌体完全没有放射性,C正确;图乙中若用32P标记亲代噬菌体,由于DNA的半保留复制,如果标记亲代一个噬菌体,则不管复制多少代,只有两个子代噬菌体具有放射性,D错误。
2.研究人员将含15N-DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中,繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA),将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心,离心管中出现的两个条带分别对应图中的两个峰。
下列相关叙述中不正确的是( )A.热变性处理导致F1DNA分子中的磷酸二酯键断裂B.F1DNA中的两条链分别是15N-DNA单链、14N-DNA单链C.14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸D.未进行热变性处理的F1DNA密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带答案 A 热变性处理导致F1DNA分子中的氢键断裂,A错误;由题图得,F1DNA中的两条链分别是15N-DNA单链、14N-DNA单链,B正确;脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P,14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸,C正确;未进行热变性处理的F1DNA分子两条链由氢键相连,所以密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带,D正确。
3.某生物(2N)细胞中的DNA经3H充分标记后,置于不含3H的培养基中培养;下图中的A→B→C→A过程为细胞周期中细胞核消失和重新构建的部分示意图。
下列有关叙述错误的是( )A.与DNA复制有关的酶是从1处运进图A结构的B.图B中的染色体数、同源染色体对数的比例为2∶1C.细胞连续分裂两次后,子细胞中含3H的染色体数一定为ND.结构3的基本支架是磷脂双分子层答案 C DNA复制需要的解旋酶和DNA聚合酶是在细胞质中的核糖体内合成的,并通过1(核孔)运入图A结构(细胞核)参与DNA的复制,A正确;图B中的4为染色体,核膜逐渐消失发生在有丝分裂前期,此时染色体数、同源染色体对数的比例为2∶1,B正确;某生物(2N)细胞中的DNA经3H充分标记后,置于不含3H的培养基中培养,依据DNA分子的半保留复制可知,第一次有丝分裂形成的两个子细胞中,每条染色体上所含有的每个双链DNA分子,只有一条链被3H标记,在第二次有丝分裂的间期完成DNA复制后,1个亲代DNA分子复制形成2个子代DNA分子,其中1个DNA分子的2条链都没有被3H 标记,另1个DNA分子的1条链被3H标记,1条链没有被3H标记,这2个子代DNA分子分别位于组成同一染色体的2条姐妹染色单体上,因此只有一条染色单体有放射性,在有丝分裂后期,着丝点分裂导致2条姐妹染色单体分开成为2条子染色体,分别移向细胞两极,由于子染色体移向细胞的哪一极是随机的,所以细胞连续分裂两次后,子细胞中含3H的染色体数为0~2N,C错误;结构3为核膜,其基本支架为磷脂双分子层,D正确。
二、非选择题4.1952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在侵染细菌过程中的功能,请回答下列有关问题:噬菌体作为理想的实验材料,是(1)实验材料对实验成功具有重要的作用,选择T2因为它的结构简单,只含有蛋白质和DNA,且。
(2)获得分别被32P、35S标记的噬菌体的具体方法是。