2025導(dǎo)與練總復(fù)習(xí)生物學(xué)Ⅰ(高考一輪)(人教)第六單元　基因的本質(zhì)與表達含答案

2025導(dǎo)與練總復(fù)習(xí)生物學(xué)Ⅰ(高考一輪)(人教)第六單元基因的本質(zhì)與表達第21講DNA是主要的遺傳物質(zhì)[課標(biāo)要求]概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上?？键c一肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.肺炎鏈球菌的類型項目S型細菌R型細菌菌落表面光滑表面粗糙菌體有多糖類莢膜無多糖類莢膜致病性有致病性無致病性提醒有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細胞的吞噬,有利于細菌在宿主體內(nèi)生活并繁殖。2.格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗(1)實驗過程及現(xiàn)象。(2)結(jié)果分析。a.實驗①②對比說明R型活細菌無致病性,S型活細菌有致病性。b.實驗②③對比說明加熱致死的S型細菌無致病性。c.實驗②③④對比說明R型活細菌可轉(zhuǎn)化為S型活細菌。(3)結(jié)論:已經(jīng)加熱致死的S型細菌,含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。(1)此實驗僅能證明加熱致死的S型細菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”,但轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)不清楚。(2)發(fā)生轉(zhuǎn)化的只是少部分R型活細菌。(3)加熱致死的S型細菌,其蛋白質(zhì)變性失活,DNA在加熱過程中,雙螺旋解開,氫鍵斷裂,但緩慢冷卻時,其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。3.艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗(1)自變量:不同處理的S型細菌的細胞提取物。因變量:培養(yǎng)基中活細菌的種類。(2)實驗過程及結(jié)果。①預(yù)處理:將加熱致死的S型細菌破碎,去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì),制成細胞提取物。②實驗過程及結(jié)果。③分析細胞提取物的理化特性,發(fā)現(xiàn)這些特性與DNA的極為相似。(3)結(jié)論。DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。4.自變量控制中的原理(1)“加法原理”。與常態(tài)比較,人為增加某種影響因素。如在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中,與對照組相比,實驗組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理。(2)“減法原理”。與常態(tài)比較,人為去除某種影響因素。如在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中,每個實驗組特異性地去除了一種物質(zhì),從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)。[正誤辨析]1.將S型細菌的DNA與R型活細菌混合培養(yǎng),一段時間后培養(yǎng)基中只有一種菌落。(×)提示:培養(yǎng)基中有R、S型兩種細菌。2.格里菲思實驗可以推斷,加熱致死的S型細菌的DNA促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌。(×)提示:格里菲思實驗只是證明了已經(jīng)加熱致死的S型細菌的體內(nèi)有某種轉(zhuǎn)化因子,并未證明這種轉(zhuǎn)化因子是DNA。3.在艾弗里的實驗中,DNA酶將S型細菌的DNA分解,因此不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(√)4.艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗是通過觀察菌落的形態(tài)來判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)化。(√)5.艾弗里提出DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。(√)[教材微點思考]1.(必修2P43“圖32”拓展)將加熱致死的R型細菌和S型活菌混合培養(yǎng)注射給活體小鼠,小鼠是否死亡?提示:小鼠死亡。2.(必修2P43“圖32”拓展)格里菲思第四組實驗中,小鼠體內(nèi)S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示,則:(1)ab段R型細菌數(shù)量減少的原因是什么?提示:R型細菌被小鼠體內(nèi)吞噬細胞吞噬并殺滅。(2)bc段R型細菌數(shù)量增多的原因是什么?提示:b之前,已有少量R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌,S型細菌能降低小鼠的免疫力,造成R型細菌大量繁殖。肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗分析1.(2023·安徽馬鞍山三模)艾弗里在體外重復(fù)格里菲思肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗,起初R型活菌與加熱殺死的S型菌混合培養(yǎng)時,總是無法獲得S型菌落。研究發(fā)現(xiàn),在體外培養(yǎng)狀態(tài)下,S型菌在與R型菌競爭中處于劣勢。后來他對實驗進行改進,最終完成了肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗,結(jié)果如下表。下列敘述錯誤的是(C)組別實驗處理實驗結(jié)果1R型活菌R型菌落2R型活菌+加熱殺死的S型菌R型菌落3R型活菌+抗R型菌血清R型菌落(較小)4R型活菌+加熱殺死的S型菌+抗R型菌血清R型菌落和S型菌落A.組別2中可能存在S型菌,但無法快速增殖形成菌落B.抗R型菌血清中可能存在某種物質(zhì)能抑制R型菌的快速增殖C.抗R型菌血清中存在某種物質(zhì)能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌D.S型菌的出現(xiàn)說明部分R型活菌完成了遺傳物質(zhì)的重組解析:組別2中是R型活菌+加熱殺死的S型菌,其中加熱殺死的S型菌可能讓R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)生S型菌,但由于初始數(shù)量較少,無法快速增殖形成菌落;對比組別1和組別3可知,兩者的區(qū)別在于抗R型菌血清的有無,第3組中加入抗R型菌血清,導(dǎo)致R型菌落較小,說明抗R型菌血清中可能存在某種物質(zhì)能抑制R型菌的快速增殖;對比組別3和組別4可知,兩者的自變量是加熱殺死的S型菌的有無,實驗結(jié)果是組別4中出現(xiàn)了S型菌落,說明加熱殺死的S型菌中存在某種物質(zhì)能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌;S型菌的出現(xiàn)說明部分R型活菌完成了遺傳物質(zhì)的重組,即有部分R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。2.(2023·天津薊州期末)如圖是肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗圖解,其中細胞提取物是加熱致死的S型細菌破碎后去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)制成的。下列相關(guān)敘述錯誤的是(C)A.設(shè)置第①組實驗的目的是確定細胞提取物中含有轉(zhuǎn)化因子B.第②～⑤組實驗利用酶的專一性去除相應(yīng)物質(zhì)觀察轉(zhuǎn)化情況C.混合培養(yǎng)后①～④組實驗結(jié)果相同,只出現(xiàn)S型細菌菌落D.該實驗在控制自變量的過程中利用了“減法原理”解析:第①組的細胞提取物沒有處理,設(shè)置第①組實驗的目的是確定細胞提取物中含有轉(zhuǎn)化因子;第②～⑤組分別加入蛋白酶、酯酶、RNA酶和DNA酶,以除去相應(yīng)的分子,研究它們各自的作用,是利用了酶的專一性;五組實驗中,不論R型菌是否發(fā)生轉(zhuǎn)化,其結(jié)果是培養(yǎng)基中都會出現(xiàn)R型菌的菌落;與常態(tài)比較,人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”,艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗每個實驗組都利用了一種酶分解其中一種物質(zhì),即利用了“減法原理”?？键c二噬菌體侵染細菌的實驗1.實驗材料T2噬菌體和大腸桿菌。(1)T2噬菌體的模式圖。(2)T2噬菌體的生活方式:專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)。(3)T2噬菌體的增殖。增殖需要的條件內(nèi)容合成噬菌體DNA模板噬菌體的DNA原料大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸合成噬菌體蛋白質(zhì)原料大腸桿菌的氨基酸場所大腸桿菌的核糖體2.實驗方法利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù),用35S、32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA。3.實驗過程及結(jié)果分析(1)標(biāo)記噬菌體。提醒T2噬菌體不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng),若要標(biāo)記T2噬菌體,需先標(biāo)記大腸桿菌。(2)噬菌體侵染細菌。①攪拌的目的:使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離。②離心的目的:讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。(3)實驗結(jié)果分析。①噬菌體侵染細菌時,DNA進入細菌的細胞中,而蛋白質(zhì)外殼仍留在細胞外。②子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的。4.實驗結(jié)論DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。[正誤辨析]1.在用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染細菌實驗中,保溫時間太長或太短均可導(dǎo)致上清液放射性升高。(√)2.赫爾希和蔡斯分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體。(×)提示:T2噬菌體是病毒,必須寄生在活細胞中,不能在培養(yǎng)基中直接培養(yǎng)。3.赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀物中。(√)4.用1個含35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌,裂解釋放的子代噬菌體中只有2個含35S。(×)提示:裂解釋放的子代噬菌體中均不含35S,35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼在上清液中。5.噬菌體侵染細菌的實驗?zāi)茏C明DNA控制蛋白質(zhì)的合成。(√)[教材微點思考]1.(必修2P45“圖36”拓展)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,理論上沉淀物中不含放射性,但實際上含有少量放射性的原因是什么?提示:可能由于攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體外殼仍吸附在細菌表面,隨細菌離心到沉淀物中,使沉淀物中出現(xiàn)了少量的放射性。2.(必修2P45“圖36”拓展)用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌,經(jīng)過短時間的保溫后,攪拌、離心,放射性主要分布在上清液還是沉淀物中?提示:主要分布在沉淀物中。1.噬菌體侵染細菌實驗的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)——“保溫”與“攪拌”(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌。2.“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況噬菌體侵染細菌的實驗1.(2022·海南卷)某團隊從下表①～④實驗組中選擇兩組,模擬T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗,驗證DNA是遺傳物質(zhì)。結(jié)果顯示:第一組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在沉淀物中,第二組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中。該團隊選擇的第一、二組實驗分別是(C)材料及標(biāo)記實驗組T2噬菌體大腸桿菌①未標(biāo)記15N標(biāo)記②32P標(biāo)記35S標(biāo)記③3H標(biāo)記未標(biāo)記④35S標(biāo)記未標(biāo)記A.①和④ B.②和③C.②和④ D.④和③解析:噬菌體侵染細菌時,只有DNA進入細菌,蛋白質(zhì)外殼沒有進入,而T2噬菌體中僅蛋白質(zhì)分子中含有硫,磷幾乎都存在于DNA分子中,故為了區(qū)分DNA和蛋白質(zhì),需分別用32P和35S標(biāo)記噬菌體,根據(jù)第一組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在沉淀物中,說明親代噬菌體(DNA)被32P標(biāo)記,即實驗②,根據(jù)第二組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中,說明第二組噬菌體(蛋白質(zhì))被35S標(biāo)記,即實驗④。2.(2024·河南鄭州月考)T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗進一步證實DNA是遺傳物質(zhì),此實驗成功的原因不包括(C)A.選擇化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)簡單的噬菌體作為實驗材料B.采用同位素標(biāo)記法分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)C.噬菌體侵染時間過長,離心前大腸桿菌會裂解死亡D.噬菌體侵染大腸桿菌時,只將DNA注入其細胞中解析:噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成,其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)簡單是噬菌體侵染細菌實驗獲得成功的原因之一;采用同位素標(biāo)記法分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),可以證明噬菌體侵染細菌時只有DNA進入細菌,這也是噬菌體侵染細菌實驗獲得成功的原因之一;當(dāng)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時,若侵染時間過長,大腸桿菌裂解釋放子代噬菌體,導(dǎo)致離心后上清液放射性很高,對實驗結(jié)果造成干擾,導(dǎo)致實驗失敗;噬菌體侵染大腸桿菌時,只將DNA注入細菌細胞中,可以將DNA和蛋白質(zhì)分開,排除蛋白質(zhì)的干擾,這也是噬菌體侵染細菌實驗獲得成功的原因之一。肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較3.在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中,格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗以及赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染細菌實驗都發(fā)揮了重要作用。下列相關(guān)分析錯誤的是(C)A.艾弗里的實驗?zāi)苷f明DNA可以從一個生物個體轉(zhuǎn)移到另一個生物個體內(nèi)B.艾弗里的實驗?zāi)茏C明格里菲思提出的“轉(zhuǎn)化因子”是DNAC.艾弗里的實驗中得到的R型活細菌被32P標(biāo)記后可以用來培養(yǎng)T2噬菌體D.赫爾希和蔡斯的實驗只能通過測定放射性的強度來判斷,不能通過測定放射性的有無來判斷解析:用S型細菌的細胞提取物與R型細菌混合培養(yǎng),出現(xiàn)了S型細菌,分別用蛋白酶、RNA酶或酯酶處理后,細胞提取物仍然具有轉(zhuǎn)化活性,用DNA酶處理后,細胞提取物就失去了轉(zhuǎn)化活性,說明DNA可以從一個生物個體轉(zhuǎn)移到另一個生物個體內(nèi),從而證明了格里菲思提出的“轉(zhuǎn)化因子”是DNA;T2噬菌體只能專門寄生在大腸桿菌中;赫爾希和蔡斯的實驗中離心后的上清液和沉淀物中都有放射性,只是放射性強度差別較大,故赫爾希和蔡斯的實驗只能通過測定放射性的強度來判斷,不能通過測定放射性的有無來判斷?？键c三DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗(1)實驗過程及現(xiàn)象。(2)實驗結(jié)論:RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。2.DNA是主要的遺傳物質(zhì)因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。3.不同生物的遺傳物質(zhì)生物類型病毒原核生物真核生物體內(nèi)核酸種類DNA或RNADNA和RNADNA和RNA體內(nèi)堿基種類4種5種5種體內(nèi)核苷酸種類4種8種8種遺傳物質(zhì)DNA或RNADNADNA實例噬菌體、煙草花葉病毒乳酸菌、藍細菌玉米、小麥、人[正誤辨析]1.只有細胞內(nèi)的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(zhì)。(×)提示:病毒不具有細胞結(jié)構(gòu),但病毒的核酸也是攜帶遺傳信息的物質(zhì)。2.細胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA,細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)也是DNA。(√)3.細菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA。(×)提示:細菌中的遺傳物質(zhì)是DNA。“遺傳物質(zhì)”探究的3種方法探索遺傳物質(zhì)的思路和方法1.(多選)(2023·遼寧遼陽摸底)如圖表示科研人員探究煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)的實驗過程,由此可以判斷(AB)A.水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNAB.RNA是使TMV產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)C.侵入煙草細胞的RNA進行了逆轉(zhuǎn)錄過程D.TMV的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)和嘌呤數(shù)相同解析:分析實驗過程圖可知,將TMV放在水和苯酚中振蕩,可使RNA和蛋白質(zhì)分離開;正常煙草接種RNA感染病毒,而接種蛋白質(zhì)后未感染病毒,說明RNA是使TMV產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì);此實驗不能說明TMV的RNA侵入煙草細胞后進行了逆轉(zhuǎn)錄過程;據(jù)題中信息可知,TMV的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA,因此,TMV的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)和嘌呤數(shù)不一定相同。2.(2023·湖北武漢聯(lián)考)新發(fā)現(xiàn)一種感染家禽的病毒Q,為檢測該病毒的化學(xué)組成成分以及其遺傳物質(zhì),某興趣小組設(shè)計了相關(guān)實驗?；卮鹣铝袉栴}。(1)若要研究病毒Q,則應(yīng)該將病毒Q培養(yǎng)在活細胞培養(yǎng)基中,原因是。

(2)利用特定的顏色反應(yīng)來鑒定病毒Q的化學(xué)成分,原理:①RNA在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色;②DNA與二苯胺試劑共熱顯藍色;③蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)該病毒,說明其化學(xué)成分為RNA和蛋白質(zhì)。

(3)在此基礎(chǔ)上,該興趣小組繼續(xù)利用實驗材料病毒Q、蛋白酶、活雞胚培養(yǎng)基等完成相關(guān)實驗設(shè)計。①實驗設(shè)計思路:設(shè)置兩組實驗,甲組將病毒Q接種到活雞胚培養(yǎng)基上,乙組將接種到活雞胚培養(yǎng)基上。在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后,分別檢測兩組活雞胚培養(yǎng)基中是否存在病毒Q。

②預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論:A.若只在甲組活雞胚培養(yǎng)基中檢測到病毒Q,則說明病毒Q中具有遺傳效應(yīng)的是。

B.若,則說明病毒Q中具有遺傳效應(yīng)的是RNA。

③該實驗證明病毒Q遺傳物質(zhì)成分的最關(guān)鍵的實驗設(shè)計思路是。

解析:(1)病毒沒有細胞結(jié)構(gòu),由核酸和蛋白質(zhì)組成,不能獨立地進行生命活動,只能寄生在活細胞中。(2)結(jié)合題中原理,若該病毒化學(xué)成分為RNA和蛋白質(zhì),則其應(yīng)在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色,且能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色。(3)①實驗設(shè)計思路:設(shè)置兩組實驗,甲組將病毒Q接種到活雞胚培養(yǎng)基上,乙組將用蛋白酶處理后的病毒Q接種到活雞胚培養(yǎng)基上。在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后,分別檢測兩組活雞胚培養(yǎng)基中是否存在病毒Q。②預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論:若只在甲組活雞胚培養(yǎng)基中檢測到病毒Q,則說明病毒Q中具有遺傳效應(yīng)的是蛋白質(zhì);若在甲組和乙組的活雞胚培養(yǎng)基中均檢測到病毒Q,則說明病毒Q中具有遺傳效應(yīng)的是RNA。③在探究遺傳物質(zhì)的成分時,通常需要把待檢測的物質(zhì)彼此分離開,然后單獨地去觀察它們的作用,據(jù)此得出相應(yīng)的結(jié)論。答案:(1)病毒無細胞結(jié)構(gòu),只能寄生在活細胞中(2)在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色,且能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色(3)①用蛋白酶處理后的病毒Q②蛋白質(zhì)在甲組和乙組的活雞胚培養(yǎng)基中均檢測到病毒Q③利用酶的專一性,將病毒Q的蛋白質(zhì)與RNA分開基礎(chǔ)鞏固練1.(2024·湖南衡陽模擬)艾弗里等通過肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗,證明了DNA可以在同種生物不同的個體之間轉(zhuǎn)移。下列相關(guān)敘述正確的是(D)A.肺炎鏈球菌的染色質(zhì)主要成分是DNA和蛋白質(zhì)B.肺炎鏈球菌提取液經(jīng)DNA聚合酶處理后會失去轉(zhuǎn)化作用C.加熱殺死的R型細菌的提取液能使S型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化作用D.轉(zhuǎn)化的DNA片段能夠控制酶的合成進而控制肺炎鏈球菌性狀解析:肺炎鏈球菌屬于原核生物,不具有染色質(zhì);起轉(zhuǎn)化作用的是DNA,肺炎鏈球菌提取液經(jīng)DNA酶處理后DNA被水解,會失去轉(zhuǎn)化作用;加熱殺死的S型細菌的提取液能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化作用;S型細菌含有莢膜,R型細菌無莢膜,說明轉(zhuǎn)化的DNA片段能夠控制酶的合成進而控制肺炎鏈球菌莢膜的形成,從而控制肺炎鏈球菌的性狀。2.(2023·湖南株洲模擬)1928年格里菲思和1944年艾弗里分別進行了肺炎鏈球菌的體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗,1952年赫爾希和蔡斯開展了噬菌體侵染細菌的實驗,并進一步觀察了子代噬菌體的放射性標(biāo)記情況。經(jīng)過了近30年多位科學(xué)家的努力,證明了DNA就是遺傳物質(zhì)。下列有關(guān)說法正確的是(D)A.肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗都用到了自變量控制中的“減法原理”B.噬菌體侵染細菌實驗中用到的細菌也是肺炎鏈球菌C.格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明了R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌是因為S型菌的DNAD.赫爾希和蔡斯的實驗證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)解析:格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗,用到了“加法原理”,艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中,體現(xiàn)了“減法原理”;噬菌體侵染細菌實驗中用到的細菌是大腸桿菌;格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明了R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌是因為S型菌有轉(zhuǎn)化因子,沒有證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。3.下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述,不正確的是(C)A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNAC.在真核生物中,DNA和RNA都是遺傳物質(zhì),其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)(朊病毒除外),其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)解析:有細胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)是DNA,DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA,因此說DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì);RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA;真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA,RNA不是遺傳物質(zhì);朊病毒只含有蛋白質(zhì)成分,核酸是其他病毒和細胞生物的遺傳物質(zhì),大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)為DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。4.(2024·遼寧丹東模擬)生物將遺傳物質(zhì)傳遞給其他細胞而非其子代的過程稱為基因水平轉(zhuǎn)移,例如農(nóng)桿菌可通過感染植物細胞實現(xiàn)基因向植物基因組的轉(zhuǎn)化。肺炎鏈球菌有S型和R型兩種類型,野生型的S型細菌可以在基本培養(yǎng)基上生長,S型細菌發(fā)生基因突變產(chǎn)生的氨基酸依賴型菌株A、B需要在基本培養(yǎng)基上分別補充不同氨基酸才能生長?？茖W(xué)工作者將菌株A和菌株B混合后,涂布于基本培養(yǎng)基上,結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(D)A.有多糖類莢膜的R型細菌可抵御吞噬細胞的吞噬而表現(xiàn)出致病性B.S型細菌和R型細菌的結(jié)構(gòu)不同是基因選擇性表達的結(jié)果C.野生型的S型細菌突變?yōu)锳、B菌株是同一基因突變的結(jié)果D.菌株A和菌株B混合后可能因基因水平轉(zhuǎn)移而發(fā)生了基因重組解析:有多糖類莢膜可抵御吞噬細胞的吞噬而表現(xiàn)出致病性的是S型細菌;S型細菌和R型細菌的結(jié)構(gòu)不同是基因不同的結(jié)果;將菌株A和菌株B混合后,涂布于基本培養(yǎng)基上,有菌落產(chǎn)生,說明野生型的S型細菌突變?yōu)榫闍、B是不同的基因突變的結(jié)果。5.(2024·河北石家莊模擬)赫爾希和蔡斯的“噬菌體侵染細菌的實驗”證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì),下圖表示部分實驗過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是(A)A.放射性主要出現(xiàn)在沉淀中,該組實驗證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNAB.該實驗產(chǎn)生的子代噬菌體中僅少部分DNA的一條鏈被32P標(biāo)記C.噬菌體侵染細菌的實驗成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細胞中D.該實驗中,噬菌體以自身DNA為模板在大腸桿菌內(nèi)完成DNA復(fù)制解析:該組實驗用32P標(biāo)記了噬菌體,所以放射性主要出現(xiàn)在沉淀中,但缺少對照組,所以該組實驗不能證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。6.(2024·北京朝陽區(qū)模擬)為了研究噬菌體侵染細菌的過程,研究者分別用32P和35S標(biāo)記的噬菌體侵染未被放射性標(biāo)記的細菌。在短時間保溫后進行離心(未攪拌),測定上清液中的放射性,結(jié)果如下。下列相關(guān)說法錯誤的是(D)細菌處理噬菌體處理上清液中的放射性比例/%加入DNA酶未加入DNA酶不處理35S21不處理32P87侵染前加熱殺死35S1511侵染前加熱殺死32P7613注:DNA酶與噬菌體同時加入;離心后長鏈DNA出現(xiàn)在沉淀中、短鏈DNA出現(xiàn)在上清液中。A.32P和35S分別標(biāo)記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)B.細菌被殺死后會促進噬菌體DNA被DNA酶降解C.DNA被降解后產(chǎn)生的片段離心后會出現(xiàn)在上清液中D.從實驗結(jié)果中可知噬菌體的蛋白質(zhì)沒有進入細菌解析:DNA含有P,蛋白質(zhì)含有S,則32P和35S分別標(biāo)記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì);32P處理噬菌體組,侵染前加熱殺死細菌,與不處理組相比加入DNA酶后,上清液中的放射性比例上升,說明DNA被降解后產(chǎn)生的片段離心后會出現(xiàn)在上清液中,細菌被殺死后會促進噬菌體DNA被DNA酶降解;本實驗不能判斷噬菌體的蛋白質(zhì)有沒有進入細菌。7.(2023·江西宜春模擬)現(xiàn)有新發(fā)現(xiàn)的一種感染A細菌的病毒B,科研人員設(shè)計了如圖所示兩種方法來探究該病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。一段時間后檢測甲、乙兩組子代病毒B的放射性和丙、丁兩組子代病毒B的產(chǎn)生情況。下列相關(guān)說法正確的是(C)A.同位素標(biāo)記法中,若換用3H標(biāo)記上述兩種核苷酸不能實現(xiàn)實驗?zāi)康腂.酶解法中,向丙、丁兩組分別加入DNA酶和RNA酶應(yīng)用了加法原理C.若甲組產(chǎn)生的子代病毒B無放射性而乙組有,則說明該病毒的遺傳物質(zhì)是RNAD.若丙組能產(chǎn)生子代病毒B而丁組不能產(chǎn)生,則說明該病毒的遺傳物質(zhì)是DNA解析:同位素標(biāo)記法中,若換用3H標(biāo)記題述兩種核苷酸,仍能通過檢測甲、乙兩組子代病毒的放射性判斷出病毒B的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA,能實現(xiàn)實驗?zāi)康?酶解法中,向丙、丁兩組分別加入DNA酶和RNA酶應(yīng)用了減法原理;若甲組產(chǎn)生的子代病毒B無放射性而乙組有,說明子代病毒中含有32P標(biāo)記的尿嘧啶,說明該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA;若丙組能產(chǎn)生子代病毒B而丁組不能產(chǎn)生,說明RNA被RNA酶水解后病毒無法增殖產(chǎn)生子代,所以該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。8.(2024·河北衡水模擬)煙草花葉病毒(TMV)是一種單鏈RNA病毒,具有S和HR等多種株系?？蒲腥藛T分別提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白質(zhì),進行了如表所示的重組實驗。下列相關(guān)敘述合理的是(C)重組實驗過程子代病毒的類型第一組:SRNA+HR蛋白質(zhì)→感染煙草S株系第二組:HRRNA+S蛋白質(zhì)→感染煙草HR株系A(chǔ).可以通過培養(yǎng)基上不同的菌落特征鑒別TMV的不同株系B.將TMV的遺傳物質(zhì)與二苯胺沸水浴加熱,溶液會變成藍色C.根據(jù)實驗結(jié)果可推測,TMV的RNA控制其蛋白質(zhì)的合成D.該病毒在增殖時,催化其RNA合成的酶由宿主細胞的基因控制合成解析:病毒專營活細胞寄生,不能用培養(yǎng)基培養(yǎng);DNA與二苯胺沸水浴加熱,溶液才會變成藍色;根據(jù)實驗結(jié)果可推測,TMV的遺傳物質(zhì)是RNA,能控制其蛋白質(zhì)的合成;該病毒在增殖時,催化其RNA合成的酶由病毒RNA的基因控制合成。9.(2024·河北衡水模擬)赫爾希和蔡斯研究了T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的功能。用標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,一段時間后,用攪拌器攪拌,然后離心得到上清液和沉淀物,并檢測上清液中的放射性,得到如圖所示的實驗結(jié)果。請回答下列問題。(1)要獲得DNA被標(biāo)記的T2噬菌體,其培養(yǎng)方法是

。

(2)實驗中攪拌的目的是,用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)時,攪拌時間應(yīng)大于min,否則上清液中的放射性會比較。

(3)上清液中32P的放射性仍達到30%,其原因可能是。圖中被侵染細菌的存活率曲線的意義是作為對照,如果存活率明顯低于100%,則上清液中放射性物質(zhì)32P的含量會,原因是。

(4)上述實驗中不用14C來標(biāo)記T2噬菌體的DNA或蛋白質(zhì),原因是。

解析:(1)T2噬菌體是病毒,病毒是非細胞結(jié)構(gòu)生物,只有寄生在活細胞中才能繁殖,所以要獲得DNA被標(biāo)記的T2噬菌體,其培養(yǎng)方法是先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用T2噬菌體侵染被32P標(biāo)記的大腸桿菌。(2)用標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌。一段時間后,用攪拌器攪拌,然后離心得到上清液和沉淀物。攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離,便于離心分層,用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)時,攪拌時間應(yīng)大于2min,否則上清液中的放射性會比較低。(3)上清液中仍有少量32P的放射性,主要原因是部分噬菌體未侵染細菌。如果時間過長,被侵染的細菌裂解,釋放出子代噬菌體,導(dǎo)致被侵染細菌的存活率明顯低于100%,則上清液中放射性物質(zhì)32P的含量會增加。(4)因為DNA和蛋白質(zhì)中均含有C,故不用14C來標(biāo)記T2噬菌體的DNA或蛋白質(zhì)。答案:(1)先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用T2噬菌體侵染被32P標(biāo)記的大腸桿菌(2)使吸附在細菌表面的噬菌體和細菌分離2低(3)部分噬菌體未侵染細菌增加大腸桿菌裂解,子代噬菌體釋放到上清液中(4)DNA和蛋白質(zhì)中均含有C綜合提升練10.(多選)關(guān)于艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗,一些科學(xué)家認為“DNA可能只是在細胞表面起化學(xué)作用,形成莢膜,而不是起遺傳作用”。同時代的生物學(xué)家從S型肺炎鏈球菌中分離出了一種抗青霉素的突變型(抗S,產(chǎn)生分解青霉素的酶),提取它的DNA,將DNA與對青霉素敏感的R型細菌(非抗R)共同培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),某些非抗R型細菌被轉(zhuǎn)化為抗S型細菌并能穩(wěn)定遺傳,從而否定了一些科學(xué)家的錯誤認識。關(guān)于該實驗的敘述,正確的是(CD)A.缺乏對照實驗,所以不能支持艾弗里的結(jié)論B.完美證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)C.實驗巧妙地選用了抗青霉素這一性狀作為觀察指標(biāo)D.證明細菌中一些與莢膜形成無關(guān)的性狀也能發(fā)生轉(zhuǎn)化解析:將DNA與對青霉素敏感的R型細菌(非抗R)共同培養(yǎng),某些非抗R型細菌被轉(zhuǎn)化為抗S型細菌并能穩(wěn)定遺傳,說明DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì),能支持艾弗里的結(jié)論;該實驗與艾弗里實驗都證明了DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì),但不是證明DNA是主要的遺傳物質(zhì);根據(jù)題干信息,實驗選用了抗青霉素這一性狀作為觀察指標(biāo),從而可以判斷非抗R型是否發(fā)生了轉(zhuǎn)化;青霉素抗性與莢膜形成無關(guān),證明細菌中一些與莢膜形成無關(guān)的性狀也能發(fā)生轉(zhuǎn)化。11.(多選)細菌轉(zhuǎn)化是指某一受體細菌通過直接吸收來自另一供體細菌的一些含有特定基因的DNA片段,從而獲得供體細菌的相應(yīng)遺傳性狀的現(xiàn)象,如肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗。S型肺炎鏈球菌有莢膜,菌落光滑,可致病,對青霉素敏感。在多代培養(yǎng)的S型細菌中分離出了兩種突變型:R型,無莢膜,菌落粗糙,不致病;另一種是抗青霉素的S型(記為PenrS型)?，F(xiàn)用PenrS型菌和R型菌進行下列實驗,下面分析錯誤的是(ABC)A.甲組中部分小鼠患敗血癥,注射青霉素治療后均可康復(fù)B.乙組中僅觀察到一種菌落C.丙組培養(yǎng)基中會出現(xiàn)R型和S型兩種菌落D.丁組培養(yǎng)基中無菌落生長解析:甲組中部分R型菌被轉(zhuǎn)化為PenrS型菌,PenrS型菌可使小鼠患敗血癥且對青霉素具有抗性,故注射青霉素治療后不可康復(fù);PenrS型菌的DNA只能使部分R型菌轉(zhuǎn)化為PenrS型菌,所以乙組中可觀察到R型菌和PenrS型菌兩種菌落;R型菌對青霉素敏感,故在丙組含青霉素的培養(yǎng)基上不會出現(xiàn)R型和S型菌落;丁組中PenrS型菌的DNA被DNA酶水解,所以無S型菌落出現(xiàn),又由于培養(yǎng)基含有青霉素,所以R型菌落也不能生長。12.(多選)(2023·河北保定模擬)遺傳轉(zhuǎn)化是指游離的DNA分子(細胞DNA)被細菌的細胞攝取,并在細菌細胞內(nèi)表達的過程。肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的實質(zhì)如圖所示(S基因是控制莢膜形成的基因)。下列有關(guān)敘述錯誤的是(ACD)A.由R型細菌轉(zhuǎn)化成的S型細菌的遺傳物質(zhì)與原S型細菌相同B.由R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的實質(zhì)是基因重組C.將S型細菌的S基因用32P標(biāo)記,轉(zhuǎn)化而來的S型細菌在普通培養(yǎng)基上培養(yǎng)多代后,得到的子代S型細菌的S基因均能檢測到32PD.T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程也是一種遺傳轉(zhuǎn)化過程解析:由R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的過程中,僅S型細菌的部分基因進入R型細菌,故轉(zhuǎn)化成的S型細菌的遺傳物質(zhì)與原S型細菌不完全相同;由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,將S型細菌的S基因用32P標(biāo)記,轉(zhuǎn)化而來的S型細菌在普通培養(yǎng)基(31P)上培養(yǎng)多代后,得到的子代S型細菌只有少數(shù)含有32P,故S基因不一定能檢測到32P;遺傳轉(zhuǎn)化是指游離的DNA分子被細菌的細胞攝取,并在細菌細胞內(nèi)表達的過程,T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程不是遺傳轉(zhuǎn)化過程。13.朊病毒是一種只含蛋白質(zhì)而不含核酸的病原微生物。按照圖示1→2→3→4進行實驗,驗證朊病毒侵染因子是蛋白質(zhì),題中所用牛腦組織細胞為無任何標(biāo)記的活體細胞。(1)本實驗采用的研究方法是。

(2)從理論上講,經(jīng)1→2→3→4實驗離心后上清液中(填“能大量”或“幾乎不能”)檢測到32P,沉淀物中(填“能大量”或“幾乎不能”)檢測到32P,出現(xiàn)上述結(jié)果的原因是

。

(3)如果添加試管5,從試管2中提取朊病毒后先加入試管5,同時添加35S標(biāo)記的(NH4)235SO4,連續(xù)培養(yǎng)一段時間后,再提取朊病毒加入試管3,培養(yǎng)適宜時間后離心,檢測放射性應(yīng)主要位于中,少量位于

。

解析:(3)朊病毒的蛋白質(zhì)中含有S,如果添加試管5,從試管2中提取朊病毒后先加入試管5,同時添加35S標(biāo)記的(NH4)235SO4,連續(xù)培養(yǎng)一段時間后,朊病毒的蛋白質(zhì)中含有35S;再提取朊病毒加入試管3,培養(yǎng)適宜時間后離心,由于朊病毒的蛋白質(zhì)是侵染因子,被沉淀物中;同時會有少量的朊病毒可能沒侵入牛腦組織細胞,因此上清液中含有少量的放射性。答案:(1)放射性同位素標(biāo)記法(2)幾乎不能幾乎不能朊病毒不含核酸只含蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)中磷含量極低,故試管2中提取的朊病毒幾乎不含32P(3)沉淀物上清液被35S標(biāo)記的朊病毒(蛋白質(zhì)),大部分進入牛腦組織細胞中,只有少量的朊病毒可能沒侵入牛腦組織細胞第22講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)[課標(biāo)要求]1.概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu),堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分子通過半保留方式進行復(fù)制?？键c一DNA的結(jié)構(gòu)和基因的本質(zhì)1.DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點(1)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建者:沃森和克里克。(2)DNA分子的結(jié)構(gòu)層次。(1)一個DNA分子含有2個游離的磷酸基團,而環(huán)狀DNA分子不含有。(2)氫鍵的形成不需要酶,但斷裂需解旋酶或加熱處理;G—C堿基對比例越大,DNA熱穩(wěn)定性越高。(3)不是所有的脫氧核糖都連接著兩個磷酸基團,兩條鏈各有一個3′端的脫氧核糖連接著一個磷酸基團。(3)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)容。①DNA由兩條脫氧核苷酸鏈組成,這兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。②外側(cè):脫氧核糖和磷酸交替連接,構(gòu)成基本骨架。③內(nèi)側(cè):兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。堿基互補配對遵循以下原則:A與T配對(兩個氫鍵)、G與C配對(三個氫鍵)。(4)DNA的結(jié)構(gòu)特點。2.基因的本質(zhì)(1)本質(zhì):基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,對這類病毒而言,基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。(2)基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關(guān)系。[正誤辨析]1.沃森和克里克構(gòu)建的DNA分子模型和富蘭克林拍攝的DNA分子的X射線衍射照片都屬于物理模型。(×)提示:照片不是物理模型,屬于實物。2.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過“—磷酸—脫氧核糖—磷酸—”相連。(×)提示:DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連。3.組成染色體的1個DNA分子同時含有2個游離的磷酸基團,其中嘌呤堿基數(shù)等于嘧啶堿基數(shù)。(√)4.分子大小相同、堿基含量相同的核酸分子所攜帶的遺傳信息一定相同。(×)提示:核酸分子所攜帶的遺傳信息取決于其堿基的排列順序。5.同一生物個體不同體細胞核中DNA分子的(A+T)/(C+G)的值不同。(×)提示:同一生物不同體細胞的細胞核中DNA分子相同,該比值相同。6.含有G、C堿基對比較多的DNA分子熱穩(wěn)定性較差。(×)提示:G和C之間有三個氫鍵,A和T之間有兩個氫鍵,因此,DNA分子中G和C所占的比例越大,熱穩(wěn)定性越高。7.人體內(nèi)控制β珠蛋白的基因由1700個堿基對組成,其堿基對可能的排列方式有41700種。(×)提示:β珠蛋白是一種特定的蛋白質(zhì),有特定的堿基排列順序。[教材微點思考]1.(必修2P50“圖38”拓展)DNA初步水解的產(chǎn)物和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么?提示:DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸,徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。2.(必修2P59正文拓展)基因的遺傳效應(yīng)是指什么?提示:遺傳效應(yīng)是指基因能夠復(fù)制、傳遞并表達性狀的過程,即對蛋白質(zhì)合成有直接或間接的影響。DNA堿基中相關(guān)的計算規(guī)律(1)在雙鏈DNA分子中,嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等,即A+G=T+C。(2)在雙鏈DNA分子中,互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1+T1=n%,則A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。(3)雙鏈DNA分子中,非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數(shù)。設(shè)雙鏈DNA分子中,一條鏈上A1+G1T1+簡記為“DNA兩互補鏈中,不配對兩堿基之和的比值乘積為1”。DNA的結(jié)構(gòu)及特點1.(2022·廣東卷)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環(huán)化(如圖所示),該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(C)A.單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等B.分子骨架同為脫氧核糖與磷酸C.單鏈序列的堿基能夠互補配對D.自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同解析:單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等和分子骨架同為脫氧核糖與磷酸都不是該線性DNA分子兩端能夠相連的原因;據(jù)圖可知,單鏈序列的堿基能夠互補配對,這是該線性DNA分子兩端能夠相連的主要原因;該線性DNA分子自連環(huán)化后兩條單鏈方向仍相反。2.(2023·湖南長沙模擬)細菌種類眾多,都以DNA為遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于擬核區(qū)DNA結(jié)構(gòu)的敘述,錯誤的是(B)A.DNA中C、G堿基對的數(shù)量直接影響細菌的耐熱性B.嘌呤和嘧啶的數(shù)量相等且含有兩個游離的磷酸基團C.堿基之間通過氫鍵或脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖連接D.細菌種類的差異與脫氧核苷酸的數(shù)量、排列順序有關(guān)解析:C、G堿基對間有三個氫鍵,氫鍵的數(shù)量直接影響細菌的耐熱性,氫鍵越多,穩(wěn)定性越強;細菌擬核區(qū)DNA呈環(huán)狀,嘌呤和嘧啶的數(shù)量相等,但沒有游離的磷酸基團;兩條鏈的堿基之間通過氫鍵連接,一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖連接;細菌的遺傳物質(zhì)都是DNA,但不同細菌的DNA不同,其脫氧核苷酸的數(shù)量、排列順序不同,由此可作為確定不同細菌種類的依據(jù)。DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算3.(2024·吉林通化模擬)下表為制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型所提供的材料,卡片種類和數(shù)量如下表,用訂書釘表示各種連接鍵,數(shù)量若干,下列相關(guān)敘述正確的是(A)卡片種類磷酸脫氧核糖堿基ATCG卡片數(shù)量12123342A.這些材料構(gòu)成的DNA片段,最多含有氫鍵12個B.最多可構(gòu)建45種堿基序列的DNAC.制作該DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)時,最多需要消耗訂書釘22個D.DNA中每個脫氧核糖均與兩分子磷酸相連,但磷酸分子卻不一定和兩個脫氧核糖相連解析:由表格分析可知,構(gòu)成的DNA片段含有3個A—T堿基對,2個C—G堿基對,最多含有氫鍵3×2+2×3=12(個);由于堿基對的種類和數(shù)目已經(jīng)確定,因此構(gòu)建的DNA種類數(shù)少于45種;利用表中的材料構(gòu)建的DNA片段含有5個堿基對,即每條鏈含有5個脫氧核苷酸,每個脫氧核苷酸需2個訂書釘相連,相鄰脫氧核苷酸需1個訂書釘相連,一條單鏈需訂書釘5×2+4=14(個),該片段中氫鍵的數(shù)目為12個,則最多需要消耗訂書釘?shù)臄?shù)目為14×2+12=40(個);DNA中大多數(shù)脫氧核糖與兩分子磷酸相連,DNA位于兩端的脫氧核糖只與一個磷酸相連,同樣,位于長鏈中間的每個磷酸分子連接兩個脫氧核糖,但位于兩條鏈一端的磷酸只連一個脫氧核糖。4.(2023·福建寧德期中)在一個DNA分子中,腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部堿基的42%,若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%,胸腺嘧啶占30%,則在其互補鏈上,胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占(C)A.12%和34% B.21%和24%C.34%和12% D.58%和30%解析:因為A+T占全部堿基總數(shù)的42%,所以G+C占全部堿基總數(shù)的58%;因為兩種互補堿基之和在DNA分子中與在單鏈上的占比相等,所以在兩條鏈中A+T、G+C均分別占42%、58%;設(shè)鏈1上C1占24%,則鏈1上G1占34%,其互補鏈2上C2占34%;設(shè)鏈1上T1占30%,則鏈1上A1占12%,其互補鏈2上T2占12%。有關(guān)堿基計算題的“三步曲”染色體、DNA、基因之間的關(guān)系5.(2024·天津北辰期中)下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法,錯誤的是(A)A.基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系,所以基因都在染色體上B.基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,1個DNA分子上可含有成百上千個基因C.1個基因含有許多脫氧核苷酸,基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的D.染色體是DNA的主要載體,1條染色體上只含有1或2個DNA分子解析:原核生物及病毒沒有染色體,但存在基因,真核生物有部分基因位于線粒體和葉綠體的DNA上。考點二DNA分子的復(fù)制1.DNA半保留復(fù)制的推測和實驗證據(jù)(1)DNA復(fù)制特點的實驗探究用的是假說—演繹法,提出假說的是沃森和克里克,而實驗者是梅塞爾森和斯塔爾。(2)標(biāo)記DNA的15N、14N都不是放射性同位素。2.DNA復(fù)制的過程(1)概念:以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。(2)時期:細胞分裂前的間期。(3)場所:真核細胞中主要是細胞核,線粒體和葉綠體中也存在;原核細胞中主要是擬核區(qū),質(zhì)粒中也存在;DNA病毒在活的宿主細胞內(nèi)。(4)復(fù)制過程。(5)結(jié)果:1個DNA復(fù)制形成2個完全相同的DNA。(6)特點邊解旋邊復(fù)制(7)精確復(fù)制的原因。①DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板。②通過堿基互補配對原則,保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進行。(8)意義:DNA通過復(fù)制,將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。[正誤辨析]1.植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復(fù)制。(√)2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解開后,在DNA聚合酶的作用下,才開始DNA的復(fù)制。(×)提示:DNA復(fù)制時邊解旋邊復(fù)制。3.DNA復(fù)制時,兩條脫氧核苷酸鏈均可作為模板鏈,發(fā)揮作用。(√)4.DNA復(fù)制遵循堿基互補配對原則,新合成的DNA分子中兩條鏈均是新合成的。(×)提示:DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制,新合成的DNA分子的兩條鏈有一條鏈?zhǔn)切潞铣傻摹?.在人體內(nèi),成熟的紅細胞、漿細胞中不發(fā)生DNA的復(fù)制。(√)[教材微點思考]1.(必修2P54“思考·討論”拓展)若DNA的復(fù)制方式為如圖所示的全保留方式或分散方式,繪出連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)的實驗結(jié)果中各條帶的分布圖像(重帶、中帶和輕帶)。提示:如圖所示2.(必修2P55“圖310”拓展)DNA復(fù)制過程若發(fā)生在細胞核內(nèi),形成的兩個子DNA分子上對應(yīng)片段中基因是否相同?兩個子DNA分子將于何時分開?提示:復(fù)制產(chǎn)生的兩個子DNA分子在無基因突變等特殊變異情況下應(yīng)完全相同。兩個子DNA分子于有絲分裂后期或減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂時,隨兩條姐妹染色單體的分離而分開,分別進入兩個子細胞中?！皥D解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計算將一個含有15N的DNA分子放在含14N的培養(yǎng)液中,復(fù)制n次,則有:(1)子代DNA分子的計算。①含15N的DNA分子的個數(shù)是多少?提示:2個。②只含有15N的DNA分子是多少?提示:0個。③含14N的DNA分子的個數(shù)是多少?提示:2n個。④只含有14N的DNA分子是多少?提示:(2n-2)個。(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)的計算。①含15N的脫氧核苷酸鏈有多少條?提示:2條。②含14N的脫氧核苷酸鏈有多少條?提示:(2n+1-2)條。(3)DNA分子復(fù)制過程中消耗的某種脫氧核苷酸數(shù)的計算。①若一個親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)是多少個?提示:[m·(2n-1)]個。②第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)是多少個?提示:(m·2n-1)個。DNA復(fù)制過程條件及實驗證據(jù)1.(2024·海南?？谀M)大腸桿菌的DNA是環(huán)狀的,某科學(xué)家用放射自顯影技術(shù)觀察到正在復(fù)制的大腸桿菌DNA的全貌,并繪制了大腸桿菌DNA復(fù)制時的放射自顯影示意圖,如圖所示。他將未標(biāo)記的大腸桿菌放在含3H標(biāo)記的脫氧胸苷的培養(yǎng)基中,3H標(biāo)記的脫氧胸苷可摻入正在復(fù)制的DNA分子中,使其帶有放射性。一段時間后觀察到某DNA分子未復(fù)制部分(Ⅲ區(qū))密度較低,由一條放射性鏈和一條非放射性鏈組成,已復(fù)制部分的Ⅱ區(qū)雙鏈中僅一條鏈帶有放射性,Ⅰ區(qū)的兩條鏈都帶有放射性。下列相關(guān)敘述錯誤的是(B)A.大腸桿菌DNA分子中的每個脫氧核糖都和兩個磷酸基團相連B.自顯影示意圖中的DNA分子正在進行第一次DNA復(fù)制C.該放射自顯影結(jié)果出現(xiàn)的原因是DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制D.繼續(xù)培養(yǎng)大腸桿菌可觀察到某些DNA分子的Ⅲ區(qū)有兩條放射性鏈解析:該大腸桿菌DNA分子為環(huán)狀結(jié)構(gòu),所以每個脫氧核糖都和兩個磷酸基團相連;原大腸桿菌DNA分子的雙鏈不帶放射性,進行第一次DNA復(fù)制后,結(jié)果是新復(fù)制出的DNA分子含有一條放射性鏈和一條非放射性鏈,而已復(fù)制的Ⅰ區(qū)的兩條鏈都帶有放射性,所以正在進行的至少是第二次DNA復(fù)制;Ⅲ區(qū)由一條放射性鏈和一條非放射性鏈組成,說明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制;Ⅲ區(qū)DNA分子由一條放射性鏈和一條非放射性鏈組成,所以繼續(xù)培養(yǎng)大腸桿菌一段時間后,Ⅲ區(qū)的DNA分子會復(fù)制生成一個含有兩條放射性鏈的DNA分子以及一個含有一條放射性鏈和一條非放射性鏈的DNA分子。2.(2024·廣東廣州月考)真核細胞DNA的復(fù)制是一個復(fù)雜的過程,其邊解旋邊復(fù)制時會形成獨特的DNA復(fù)制泡結(jié)構(gòu),該過程需要多種酶的參與。下列有關(guān)敘述錯誤的是(D)A.DNA聚合酶不能獨立起始合成新的DNA鏈B.DNA聚合酶催化脫氧核苷酸基團加到延伸中的DNA鏈的—OH末端C.一個DNA復(fù)制時會形成多個復(fù)制泡說明DNA復(fù)制是多起點復(fù)制D.在每個DNA復(fù)制泡中DNA復(fù)制都需要解旋酶和DNA聚合酶各一個解析:DNA聚合酶只能從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸,催化游離的脫氧核苷酸加到延伸中的DNA鏈的3′端即—OH末端,所以DNA聚合酶不能獨立起始合成新的DNA鏈;由于形成多個復(fù)制泡,說明DNA復(fù)制為多起點復(fù)制;每個復(fù)制泡中的DNA復(fù)制都為雙向復(fù)制,所以理論上需要兩個解旋酶、多個DNA聚合酶。DNA復(fù)制的相關(guān)計算3.(2023·山東煙臺期中)一個用15N標(biāo)記的DNA分子含150個堿基對,其中腺嘌呤有70個,在不含15N的培養(yǎng)基中經(jīng)過n次復(fù)制后,不含15N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為3∶1,復(fù)制過程共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸m個,則n、m分別是(C)A.3、640 B.4、1200C.3、560 D.4、1120解析:一個15N標(biāo)記的DNA分子,在不含15N的培養(yǎng)基中經(jīng)過n次復(fù)制后,含有15N的DNA有2個,不含15N的DNA有2n-2個,即(2n-2)∶2=3∶1,所以解得n=3,即DNA復(fù)制了3次;由于DNA分子含150個堿基對,其中腺嘌呤70個,根據(jù)堿基互補配對原則,胸腺嘧啶70個,胞嘧啶個數(shù)是(150×2-70-70)÷2=80(個),復(fù)制3次,復(fù)制過程需要的游離的胞嘧啶脫氧核苷酸m=80×(23-1)=560(個)。審題中三個“特別注意”(1)特別注意DNA分子含有的是堿基數(shù)還是堿基對數(shù)。(2)特別注意是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。(3)特別注意第n次復(fù)制還是n次復(fù)制。4.(2023·河北唐山檢測)若兩條鏈都含32P的DNA分子的相對分子質(zhì)量是M,兩條鏈都不含32P的DNA分子的相對分子質(zhì)量為N。現(xiàn)將含32P的DNA的細菌放在不含32P的培養(yǎng)基上讓其分裂a次,則子代細菌的DNA的平均相對分子質(zhì)量是(B)A.N(2aC.M(2a解析:細菌分裂a次后,形成子代DNA分子是2a個,由于DNA是半保留復(fù)制的,形成的子代DNA分子中兩條鏈都含32P的DNA有0個,只有一條鏈含32P的DNA有2個,總相對分子質(zhì)量為M+N,兩條鏈都不含32P的DNA有(2a-2)個,總相對分子質(zhì)量為(2a-2)N,則DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為[M+N+(2a-2)N]÷2a=[N(2a-1)+M]/2a。微專題4DNA復(fù)制與細胞分裂中染色體標(biāo)記問題[知識·方法]1.DNA分子復(fù)制特點及子DNA存在位置與去向(1)復(fù)制特點:半保留復(fù)制,即新DNA分子總有一條鏈來自親代DNA(即模板鏈),另一條鏈為新合成的子鏈。(2)子DNA位置:當(dāng)1個DNA分子復(fù)制完成形成2個新DNA分子后,這2個子DNA位于兩條姐妹染色單體上,且由著絲粒連在一起(如圖所示)。(3)子DNA去向:在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期,當(dāng)著絲粒分裂時,兩條姐妹染色單體分開,分別移向細胞兩極,此時子DNA隨染色單體分開而分開。2.進行有絲分裂的細胞在細胞增殖過程中核DNA和染色體的標(biāo)記情況分析細胞DNA復(fù)制一次細胞分裂一次,如圖為連續(xù)分裂兩次的過程圖(以一條染色體為例)。由圖可以看出,第一次有絲分裂形成的兩個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條子鏈組成;第二次有絲分裂后最終形成的子細胞中含親代DNA鏈的染色體條數(shù)是0～2n(以體細胞染色體數(shù)為2n為例)。3.進行減數(shù)分裂的細胞在分裂過程中核DNA和染色體的標(biāo)記情況分析在進行減數(shù)分裂之前,DNA復(fù)制一次,減數(shù)分裂過程中細胞連續(xù)分裂兩次。如圖是一次減數(shù)分裂的結(jié)果(以一對同源染色體為例)。由圖可以看出,減數(shù)分裂過程中細胞雖然連續(xù)分裂兩次,但DNA只復(fù)制一次,所以四個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條利用原料合成的子鏈組成。[類題·精練]1.(2024·河北石家莊聯(lián)考)若某二倍體高等動物(2n=4),一個基因型為AaBbCc的精原細胞(DNA被32P全部標(biāo)記)在不含32P的培養(yǎng)液中經(jīng)一次有絲分裂后,再減數(shù)分裂形成如圖所示的1個細胞,圖中僅標(biāo)明部分基因。不考慮圖示以外的其他變異,下列敘述正確的是(B)A.該細胞的核DNA分子數(shù)為6個B.該細胞的核DNA分子含32P的有4個或5個C.形成該細胞的過程發(fā)生了基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異D.該細胞分裂形成的精子基因型為BbC、Aac兩種解析:該細胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期,有4條染色體,8個核DNA分子;該精原細胞經(jīng)一次有絲分裂后,再進行減數(shù)分裂,所以DNA復(fù)制兩次,根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點,減數(shù)分裂Ⅰ后期的染色體有一半染色單體被標(biāo)記,圖示細胞由于發(fā)生了易位,不清楚交換片段的DNA標(biāo)記情況,所以該細胞的核DNA分子含32P的有4個或5個(標(biāo)記的DNA片段與未標(biāo)記的DNA片段交換);由于非同源染色體之間(a與b)發(fā)生交換,因此形成該細胞的過程發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,沒有發(fā)生基因突變;該細胞分裂形成的精子基因型為BbC、Aac、aBC、Abc四種。2.(2024·湖南常德月考)將全部核DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的1個果蠅精原細胞(2N=8)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),先經(jīng)過一次有絲分裂,再經(jīng)過一次完整的減數(shù)分裂,產(chǎn)生了8個染色體數(shù)目正常的精細胞。下列有關(guān)說法正確的是(D)A.有絲分裂中期和減數(shù)分裂Ⅰ中期細胞內(nèi)標(biāo)記的染色單體數(shù)相同B.有絲分裂后期和減數(shù)分裂Ⅰ后期細胞內(nèi)標(biāo)記的染色體數(shù)相同C.減數(shù)分裂Ⅰ后期和減數(shù)分裂Ⅱ后期細胞內(nèi)染色體數(shù)不相同,標(biāo)記的染色體數(shù)相同D.產(chǎn)生的8個精細胞,每個細胞內(nèi)含有4條染色體,含32P的染色體最多有4條解析:有絲分裂中期和減數(shù)分裂Ⅰ中期細胞內(nèi)染色體數(shù)相同,因為是先經(jīng)過有絲分裂后經(jīng)過減數(shù)分裂,所以有絲分裂全部染色單體都被標(biāo)記,減數(shù)分裂Ⅰ中期只有一半的染色單體被標(biāo)記;有絲分裂后期著絲粒分裂,使染色體數(shù)目加倍,減數(shù)分裂Ⅰ后期同源染色體分離,非同源染色體自由組合,數(shù)目不變,所以前者是后者的2倍;減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂,所以減數(shù)分裂Ⅰ后期和減數(shù)分裂Ⅱ后期細胞內(nèi)染色體數(shù)相同,但標(biāo)記的染色體數(shù)不同;產(chǎn)生的8個精細胞,每個細胞內(nèi)含有4條染色體,被32P標(biāo)記的染色體數(shù)目不確定,由初級精母細胞(含8條32P標(biāo)記的染色體)獲得的次級精母細胞中含4條標(biāo)記的染色體,因此產(chǎn)生的精細胞中含32P的染色體最多有4條。3.(多選)(2023·山東棗莊期中)將馬蛔蟲(2N=4)的甲、乙兩個精原細胞的細胞核DNA雙鏈用32P標(biāo)記,接著置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),在特定的條件下甲細胞進行兩次連續(xù)的有絲分裂、乙細胞進行減數(shù)分裂。下列相關(guān)敘述正確的是(AB)A.甲在第一個細胞周期后,含32P的細胞數(shù)為2,且每個細胞中含有32P的染色體數(shù)為4B.甲在第二個細胞周期后,含32P的細胞數(shù)為2～4,且每個細胞中含有32P的染色體數(shù)為0～4C.乙在減數(shù)分裂Ⅰ后,含32P的細胞數(shù)為2,且每個細胞中含有32P的染色體數(shù)為0～2D.乙在減數(shù)分裂Ⅱ后,含32P的細胞數(shù)為2～4,且每個細胞中含有32P的染色體數(shù)為0～2解析:一個細胞周期中DNA分子只進行一次半保留復(fù)制,因此甲在第一個細胞周期后,全部細胞均含32P,且每個細胞中的每條染色體都含有32P,即每個細胞中含有32P的染色體數(shù)為4;第一個細胞周期結(jié)束形成的2個子細胞的每個DNA分子都有一條鏈含有32P,另一條鏈含有31P。在第二個細胞周期中,DNA分子又進行了一次半保留復(fù)制,則形成的8個DNA分子中,有4個DNA分子是一條鏈含有32P,另一條鏈含有31P,另外4個DNA分子都只含31P,而在有絲分裂后期,姐妹染色單體分開后隨機移向兩極,因此甲在第二個細胞周期后,有2個或3個或4個細胞含32P,且每個細胞含有32P的染色體數(shù)為0～4;減數(shù)分裂Ⅰ前的間期,DNA分子只進行一次半保留復(fù)制,因此乙經(jīng)過減數(shù)分裂Ⅰ后,形成的2個細胞均含32P,且每個細胞中的每條染色體都含有32P;乙在減數(shù)分裂Ⅱ前期和中期,2條染色體、4條染色單體均含有32P,減數(shù)分裂Ⅱ后,形成的4個精細胞均含2條32P標(biāo)記的染色體。基礎(chǔ)鞏固練1.(2023·山東臨沂模擬)某同學(xué)利用塑料片、曲別針、扭扭棒、牙簽、橡皮泥、鐵絲等材料制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,以加深對DNA結(jié)構(gòu)特點的認識和理解。下列操作或分析錯誤的是(A)A.一條鏈上相鄰的兩個堿基通過氫鍵連接在一起B(yǎng).制成的模型上下粗細相同,是因為A—T堿基對與G—C堿基對的形狀和直徑相同C.在構(gòu)建的相同長度DNA分子中,堿基G和C的數(shù)量越多化學(xué)結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定D.觀察所構(gòu)建模型中只連接一個五碳糖的磷酸基團位置,可看出DNA兩條鏈方向相反解析:一條鏈上相鄰的兩個堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接在一起。2.(2024·遼寧沈陽模擬)細菌基因組通常為環(huán)狀DNA分子,其復(fù)制時從復(fù)制起始點開始進行雙向復(fù)制,兩個復(fù)制叉沿著相反方向前進,最終產(chǎn)生兩個環(huán)狀DNA。下列敘述錯誤的是(A)A.細菌環(huán)狀DNA分子中存在兩個游離的磷酸基團B.細菌DNA復(fù)制過程通常發(fā)生在擬核區(qū)域C.細菌環(huán)狀DNA復(fù)制時子鏈沿5'→3'方向延伸D.細菌環(huán)狀DNA分子復(fù)制過程中遵循堿基互補配對原則解析:細菌環(huán)狀DNA分子中不存在游離的磷酸基團。3.(2023·河北滄州三模)將DNA雙鏈均被15N標(biāo)記的大腸桿菌放在以14NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng),連續(xù)分裂4次。下列相關(guān)敘述不合理的是(A)A.可通過檢測有無放射性及其強弱的方法判斷子代DNA是否被標(biāo)記B.根據(jù)子一代的結(jié)果即可區(qū)分DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制C.DNA復(fù)制需要解旋酶、DNA聚合酶等多種酶參與D.分裂4次形成的脫氧核苷酸鏈中有1/16不含14N解析:15N沒有放射性,本實驗根據(jù)14N和15N具有不同密度,利用密度梯度離心的方法區(qū)分不同的DNA;大腸桿菌繁殖一代,若為半保留復(fù)制,將得到兩個均含15N的子一代DNA,若為全保留復(fù)制,將得到1個含15N和一個不含15N的子一代DNA,通過密度梯度離心即可區(qū)分;DNA復(fù)制時需要解旋酶(催化DNA雙鏈打開)、DNA聚合酶(催化單個的脫氧核苷酸連接到正在形成的子代DNA上)等多種酶的參與;1個DNA分子復(fù)制4次形成16個DNA分子,共32條脫氧核苷酸鏈,其中有2條不含14N,占1/16。4.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條子鏈(α鏈)中T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,則在α鏈的互補鏈(β鏈)中,T和C分別占(β鏈)堿基總數(shù)的(B)A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%解析:由于整個DNA分子中G+C=35.8%,則每條鏈中G+C=35.8%,A+T=64.2%;由于α鏈中T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,由此可以求出α鏈中G=18.7%、A=31.3%,則其互補鏈β鏈中T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%。5.(2024·河北石家莊模擬)細胞中DNA分子復(fù)制時,在解旋酶的作用下DNA雙鏈解開,DNA單鏈結(jié)合蛋白與解旋后的DNA單鏈結(jié)合,使單鏈呈伸展?fàn)顟B(tài)而有利于復(fù)制。如圖是原核生物大腸桿菌細胞中DNA復(fù)制過程的DNA單鏈結(jié)合蛋白示意圖,下列有關(guān)分析錯誤的是(B)A.在真核細胞中,DNA復(fù)制可發(fā)生在細胞分裂前的間期B.DNA是邊解旋邊復(fù)制,兩條子鏈的合成都是連續(xù)的C.酶①和酶②都是在大腸桿菌的核糖體上合成的D.DNA單鏈結(jié)合蛋白能防止解旋的DNA單鏈重新配對解析:DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?從題圖可以看出,在復(fù)制的過程中,其中一條子鏈的合成是不連續(xù)的。6.(2024·河南駐馬店模擬)如圖是某DNA分子復(fù)制過程示意圖,下列相關(guān)分析錯誤的是(D)A.DNA的雙鏈分別作模板,并與子鏈結(jié)合成子DNAB.DNA聚合酶緊跟著解旋酶,體現(xiàn)了邊解旋邊復(fù)制的特點C.復(fù)制原點的兩側(cè)都在進行復(fù)制,體現(xiàn)了雙向復(fù)制的特點D.同一DNA分子上有多個復(fù)制泡,說明復(fù)制是多起點同時進行的解析:由圖可看出,此段DNA分子有三個復(fù)制泡,三個復(fù)制泡復(fù)制的DNA片段的長度不同,因此復(fù)制的起始時間不同。7.(2024·貴州畢節(jié)模擬)圖1是用DNA測序儀測出的一個DNA分子片段中一條脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序(TGCGTATTGG),請回答下列問題。(1)據(jù)圖1推測,此雙鏈DNA片段中鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是個。(2)根據(jù)圖1脫氧核苷酸鏈堿基排列順序,分析圖2顯示的脫氧核苷酸鏈堿基序列為(從上往下排序)。

(3)圖1與圖2對應(yīng)的雙鏈DNA片段中A/G的比值分別為。

(4)一個含1000個堿基對的雙鏈DNA分子中鳥嘌呤脫氧核苷酸占20%,該DNA分子連續(xù)復(fù)制三次,則第三次復(fù)制時需消耗游離腺嘌呤脫氧核苷酸個。

解析:(1)圖1中顯示的一條鏈上鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是4個,胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)量是1個,根據(jù)堿基互補配對原則,互補鏈上還有1個鳥嘌呤脫氧核苷酸,即總共有5個鳥嘌呤脫氧核苷酸。(2)看清楚各列所示的堿基種類是讀脫氧核苷酸鏈堿基序列的關(guān)鍵,由圖1分析可知,圖2堿基序列為CCAGTGCGCC。(3)在雙鏈DNA分子中,因為堿基互補配對,A=T、C=G,圖1中的DNA片段的一條脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序為TGCGTATTGG,可計算出此DNA片段中的A/G=(1+4)/(4+1)=1;圖2中的DNA片段中一條脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序為CCAGTGCGCC,可計算出此DNA片段中A/G=(1+1)/(3+5)=2/8=1/4。(4)一個DNA分子由1000對堿基組成,G占堿基總數(shù)的20%,則C占堿基總數(shù)的20%,則A=T=30%,A=1000×2×30%=600,該DNA分子復(fù)制3次,則第三次復(fù)制時需消耗游離腺嘌呤脫氧核苷酸600×(23-22)=2400(個)。答案:(1)5(2)CCAGTGCGCC(3)1、1/4(4)2400綜合提升練8.(多選)(2023·湖南常德模擬)將染色體上全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性哺乳動物細胞(染色體數(shù)為20)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。下列推斷中,正確的是(CD)A.若減數(shù)分裂結(jié)束,則產(chǎn)生的子細胞中有5對同源染色體,每條都含31PB.若進行一次有絲分裂結(jié)束,則產(chǎn)生的子細胞中含20條染色體,其中10條含32PC.若進行減數(shù)分裂,則減Ⅱ后期細胞中可能含2條Y染色體且都含32PD.若進行一次有絲分裂,則分裂中期的細胞共有40個核DNA分子且都含32P解析:DNA復(fù)制的特點是半保留復(fù)制,復(fù)制一次,則子代DNA都是其中一條鏈含32P,另一條鏈不含32P,若減數(shù)分裂結(jié)束,則產(chǎn)生的子細胞中無同源染色體,有10條不成對的染色體,每條都含32P;若完成一次有絲分裂,則產(chǎn)生的子細胞中含20條染色體,每一條都含32P;若進行減數(shù)分裂,則減Ⅱ后期細胞中含2條Y染色體或2條X染色體,且都含32P;若進行一次有絲分裂,DNA復(fù)制一次,在分裂中期細胞的染色體上共有40個核DNA分子,且每個核DNA分子都含32P。9.(多選)(2024·湖南衡陽月考)將一個不含放射性的大腸桿菌(其擬核DNA呈環(huán)狀,共含有m個堿基,其中有a個胸腺嘧啶)放在含32P標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間,檢測到如圖Ⅰ、Ⅱ兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列敘述正確的是(BCD)A.大腸桿菌的DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,其上基因的遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律B.該擬核DNA分子中每個脫氧核糖都與2分子磷酸基團相連C.第三次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA中Ⅰ、Ⅱ兩種類型的比例為1∶3D.復(fù)制n次需要胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是(2n-1)[(m-2a)/2]解析:大腸桿菌屬于原核生物,不能進行減數(shù)分裂,細胞內(nèi)的基因不遵循孟德爾遺傳規(guī)律;該擬核DNA分子為環(huán)狀結(jié)構(gòu),每個脫氧核糖都與2分子磷酸基團相連;DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,形成的子代DNA含有一條親代鏈和一條新形成的子代鏈,所以DNA第三次復(fù)制產(chǎn)生的8個子代DNA分子中,2個為Ⅰ類型,6個為Ⅱ類型,比例為1∶3;擬核DNA中共含有m個堿基,其中有a個胸腺嘧啶,則A=T=a,G=C=(m-2a)/2,復(fù)制n次需要胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是(2n-1)[(m-2a)/2]。10.(多選)(2023·湖南長沙模擬)DNA中發(fā)生復(fù)制的獨立單位稱為復(fù)制子,原核生物的復(fù)制子通常是環(huán)狀的,這樣DNA形成無游離末端的閉環(huán)。下圖為復(fù)制過程的不同階段,下列敘述正確的是(CD)A.這是一種全保留復(fù)制B.這是一種多起點的雙向復(fù)制C.這種DNA在復(fù)制時不會出現(xiàn)真核生物染色體復(fù)制時端?？s短的問題D.這種復(fù)制過程完成后會產(chǎn)生兩條相鏈接的DNA,需要特定的酶來分開它們解析:DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制;由圖可知,題述復(fù)制方式為單起點雙向復(fù)制;端粒是染色體末端的一段特殊序列的DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體,該生物為原核生物,無染色體,所以這種DNA在復(fù)制時不會出現(xiàn)真核生物染色體復(fù)制時端粒縮短的問題;由圖可知,復(fù)制后復(fù)制子DNA鏈接在一起,所以需要特定的酶將其分開。11.(2023·河北秦皇島期末)科學(xué)家為了探究DNA復(fù)制方式,先用含有15NH4Cl的原料來培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本,再將親本大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl原料中培養(yǎng),收集不同時期的大腸桿菌并提取DNA,再將提取的DNA進行離心,記錄離心后試管中DNA的位置。請分析回答下列問題。(1)用含有15NH4Cl的原料來培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本,培養(yǎng)若干代的目的是

。

(2)有科學(xué)家認為DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制,復(fù)制形成的兩條子鏈結(jié)合在一起,兩條模板鏈重新結(jié)合在一起。若是全保留復(fù)制,則實驗結(jié)果是子一代的DNA位置是。

(3)科學(xué)家進行實驗,得到的實驗結(jié)果是子一代的DNA位置全在中帶,子二代的DNA位置一半在中帶,一半在輕帶。這個結(jié)果否定了全保留復(fù)制,你對此的解釋是

。

(4)有人認為,將子一代的DNA分子用解旋酶處理后再離心,就能直接判斷DNA的復(fù)制方式,如果1/2為輕帶,1/2為重帶,則一定為半保留復(fù)制。你認為這種說法是否正確,并說出你的理由。

。

解析:(1)用含有15NH4Cl的原料培養(yǎng)大腸桿菌若干代后使實驗用的大腸桿菌的DNA都被15N標(biāo)記。(2)若為全保留復(fù)制,親代DNA為15N/15NDNA,子一代DNA為15N/15NDNA、14N/14NDNA,一半在重帶,一半在輕帶。(3)DNA半保留復(fù)制,子一代DNA為15N/14NDNA,子二代DNA一半為15N/14NDNA,一半為14N/14NDNA。(4)無論是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制,子一代用解旋酶處理后都有一半的單鏈含15N,一半的單鏈含14N,離心后都是1/2為重帶,1/2為輕帶,不能確定復(fù)制方式。答案:(1)保證用于實驗的大腸桿菌的DNA上都含有15N(2)一半在重帶,一半在輕帶(3)DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制,子一代DNA為15N/14NDNA,子二代DNA一半為15N/14NDNA,一半為14N/14NDNA(4)不正確,因為無論是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制,子一代用解旋酶處理后都有一半的單鏈含15N,一半的單鏈含14N,離心后都是1/2為重帶,1/2為輕帶第23講基因的表達[課標(biāo)要求]1.概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,細胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果,生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。2.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。考點一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程中也有DNA的解旋過程,該過程不需要解旋酶。(2)真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需要在細胞核加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。(3)一個基因轉(zhuǎn)錄時以基因的一條鏈為模板,一個DNA分子上的不同基因的模板鏈不一定相同。(4)轉(zhuǎn)錄是以基因為單位進行的,一個基因可被多次轉(zhuǎn)錄。3.遺傳信息的翻譯4.核糖體與mRNA結(jié)合示意圖(1)數(shù)量關(guān)系:一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體,同時進行多條肽鏈的合成。(2)意義:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。(3)翻譯方向:核糖體沿mRNA從左向右,判斷依據(jù)是多肽鏈的長短,肽鏈長的翻譯在前。5.遺傳信息、密碼子、反密碼子與氨基酸之間的聯(lián)系(1)密碼子有64種,不同生物共用一套遺傳密碼。(2)有2種起始密碼子:在真核生物中AUG作為起始密碼子;在原核生物中,GUG也可以作為起始密碼子,此時它編碼甲硫氨酸。(3)有3種終止密碼子:UAA、UAG、UGA。