- 基因的本质
- 共1805题
某校一个生物兴趣小组要进行研究性学习,对生物学史上的经典实验进行验证,也是研究学习内容之一.这个小组借助某大学的实验设备,对有关DNA复制的方式进行探索,有人认为DNA是全保留复制,也有人认为是半保留复制.为了证明这假设,这个小组设计了下列实验程序,请完成实验并对结果进行预测.
(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分子;在氮源为15N的培养基生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DAN.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:
如果其DNA分布的位置是一半在轻带.一半在重带,则DNA的复制方式为______复制;如果DNA分布的位置是______,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,将子一代大肠杆菌转移到含14N的培养基上再繁殖一代(Ⅱ),请分析:如果其DNA分布的位置是______,则是半保留复制;如果其DNA分布的位置是______,则是全保留复制.
有人提出:第一代(Ⅰ)的DNA用解螺旋酶处理后再离心,就能直接判断DNA的复制方式,如果轻带和重带各占,则一定为半保留复制.
(2)你认为这位同学的说法是否正确?______.
正确答案
解:(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,故在轻带位置,
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.
故答案为:
(1)全保留复制 全部位于中带位置 一半在轻带.一半在中带 在轻带.
在重带
(2)不正确
解析
解:(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,故在轻带位置,
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.
故答案为:
(1)全保留复制 全部位于中带位置 一半在轻带.一半在中带 在轻带.
在重带
(2)不正确
DNA复制的有关图示.A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制.D→F表示哺乳动物的DNA分子复制片段.图中黑点表示复制起点,“→”表示复制方向,“
”表示时间顺序.
(1)若A中含有48 502个碱基对,而子链延伸速度是105个碱基对/分,则此DNA分子复制约需30s,而实际上只需约16s,根据A~C图分析,这是因为______.
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长,若按A~C图的方式复制,至少8h,而实际上约6h左右,根据D~F图分析,这是因为______.
(3)A~F图均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是______.
(4)C图与A图,F图与D图相同,C图、F图能被如此准确地复制出来,是因为______.
(5)保证DNA复制准确无误的关键是______.
正确答案
解:(1)单起点单向复制,按正常的子链延伸速度,此DNA分子复制约需30s,而实际上复制从开始到结束只需约16s,说明该DNA的复制是单起点双向复制的.
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长,按A~C图的方式,即单起点双向复制,至少8h,而实际上约6h左右,根据D~F图分析,说明该DNA的复制是从多个起点同时进行复制.
(3)由于延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是边解旋边复制.
(4)保证DNA复制准确无误的是:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板、DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成.
(5)保证DNA复制准确无误的关键原则是遵循碱基互补配对原则,即复制过程中,A与T配对、G与C配对.
故答案为:
(1)复制是双向进行的
(2)从多个起始点同时进行复制
(3)边解旋边复制
(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成
(5)碱基互补配对
解析
解:(1)单起点单向复制,按正常的子链延伸速度,此DNA分子复制约需30s,而实际上复制从开始到结束只需约16s,说明该DNA的复制是单起点双向复制的.
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长,按A~C图的方式,即单起点双向复制,至少8h,而实际上约6h左右,根据D~F图分析,说明该DNA的复制是从多个起点同时进行复制.
(3)由于延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是边解旋边复制.
(4)保证DNA复制准确无误的是:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板、DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成.
(5)保证DNA复制准确无误的关键原则是遵循碱基互补配对原则,即复制过程中,A与T配对、G与C配对.
故答案为:
(1)复制是双向进行的
(2)从多个起始点同时进行复制
(3)边解旋边复制
(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成
(5)碱基互补配对
如图为DNA复制的图解,请据图回答下列问题:
(1)DNA复制发生时期______.
(2)②过程称为______.
(3)③中的子链是______.
(4)③过程必须遵循______原则.
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,由此说明DNA复制具有______的特点.
(6)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧 啶60个,若该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次,则结果不可能是______
A.含有15N的DNA分子占
B.含有14N的DNA分子占
C.复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D.共产生16个DNA分子
(7)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中,含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸.
①该片段完成n次复制需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸.
②该片段完成第n次复制需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸.
A.(2n-1)(N-m) B.2n-1(N-m) C.2n-1() D.2n(
)
正确答案
解:(1)DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期.
(2)②是解旋过程,需要解旋酶.
(3)根据碱基互补配对原则可知,③中Ⅱ和Ⅲ是子链.
(4)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,还有一条链是新合成的子链,由此说明DNA的复制具有半保留复制的特点.
(6)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次形成16个DNA分子,D正确;根据DNA半保留复制,其中有两个DNA分子一条链含有14N,另一条链含有15N,其余14个DNA分子只含14N.所以16个DNA分子均含14N,即含有14N的DNA分子占100%,B错误.含15N的DNA细胞占总细胞数的2÷16,即,A正确;复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(100-60)×(24-1)=600个,C正确.故选:B.
(7)①不配对碱基之和的比值占DNA分子碱基数的一半,N个碱基对,腺嘌呤脱氧核苷酸m个,则胞嘧啶脱氧核苷酸为(N-m)个,完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:A.
②已知完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,同理完成n-1次复制需要(2n-1-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,所以该片段完成第n次复制需要(2n-1)(N-m)-(2n-1-1)(N-m)=2n-1(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:B.
故答案是:
(1)有丝分裂和减数第一次分裂的间期
(2)解旋酶
(3)Ⅱ、Ⅲ
(4)碱基互补配对原则
(5)半保留复制
(6)B
(7)A B
解析
解:(1)DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期.
(2)②是解旋过程,需要解旋酶.
(3)根据碱基互补配对原则可知,③中Ⅱ和Ⅲ是子链.
(4)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,还有一条链是新合成的子链,由此说明DNA的复制具有半保留复制的特点.
(6)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次形成16个DNA分子,D正确;根据DNA半保留复制,其中有两个DNA分子一条链含有14N,另一条链含有15N,其余14个DNA分子只含14N.所以16个DNA分子均含14N,即含有14N的DNA分子占100%,B错误.含15N的DNA细胞占总细胞数的2÷16,即,A正确;复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(100-60)×(24-1)=600个,C正确.故选:B.
(7)①不配对碱基之和的比值占DNA分子碱基数的一半,N个碱基对,腺嘌呤脱氧核苷酸m个,则胞嘧啶脱氧核苷酸为(N-m)个,完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:A.
②已知完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,同理完成n-1次复制需要(2n-1-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,所以该片段完成第n次复制需要(2n-1)(N-m)-(2n-1-1)(N-m)=2n-1(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:B.
故答案是:
(1)有丝分裂和减数第一次分裂的间期
(2)解旋酶
(3)Ⅱ、Ⅲ
(4)碱基互补配对原则
(5)半保留复制
(6)B
(7)A B
(2015秋•三明校级月考)烟草是一种经济作物,也是生物学实验的常用材料.请回答下列有关问题:
(1)烟草性状遗传的实质是______.烟草的遗传物质中能储存足够量的遗传信息,遗传信息蕴藏在______之中.
(2)将烟草的一个具有活性的根尖分生区细胞放入含32P标记的脱氧核苷酸培养液中,在第二次细胞分裂的中期,发现有一条染色单体中只有一条脱氧核苷酸链有放射性,则其姐妹染色单体有______条链含有放射性.在根尖分生区细胞的DNA中碱基A有3000个,占全部碱基数的,则碱基G的个数为______.
(3)烟草花叶病毒会感染烟草的叶片,使之出现相应的病斑,试写出证明烟草花叶病毒的遗传物质为RNA的实验思路:______
(4)如果用15N、32P、35S同时标记烟草花叶病毒后让其侵染未做标记的烟草细胞,在产生的子代烟草花叶病毒中,能够找到的放射性元素及其存在的部位是______.
正确答案
解:(1)性状是由基因决定的,烟草性状遗传的实质是基因的传递,即亲代将遗传物质复制后传递给子代.烟草的遗传物质中能储存足够量的遗传信息,其遗传信息蕴藏在DNA中4种脱氧核苷酸的排列顺序之中.
(2)由于DNA分子是半保留复制,将烟草的一个具有活性的根尖分生区细胞放入含32P标记的脱氧核苷酸培养液中,在第二次细胞分裂的中期,发现有一条染色单体中只有一条脱氧核苷酸链有放射性,则其姐妹染色单体的另一条染色单体中也只有一条脱氧核苷酸链有放射性,因而共有2条链含有放射性.在根尖分生区细胞的DNA中碱基A有3000个,占全部碱基数的,则T=3000个,也占全部碱基数的
.又G=C,所以G占全部碱基数的
,则碱基G的个数为1000.
(3)由于烟草花叶病毒的组成成分为RNA和蛋白质,所以要证明烟草花叶病毒的遗传物质为RNA,其实验思路为:从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和RNA,并分别注入到烟叶细胞中,观察烟草叶片是否出现病斑.
(4)如果用15N、32P、35S同时标记烟草花叶病毒后让其侵染未做标记的烟草细胞,则蛋白质中有15N、35S,RNA中有15N、32P.因此,在产生的子代烟草花叶病毒中,能够找到的放射性元素及其存在的部位是RNA中的15N、32P.
故答案为:
(1)基因的传递 DNA中4种脱氧核苷酸的排列顺序
(2)2 1000个
(3)从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和RNA,并分别注入到烟叶细胞中,观察烟草叶片是否出现病斑
(4)RNA中的15N、32P
解析
解:(1)性状是由基因决定的,烟草性状遗传的实质是基因的传递,即亲代将遗传物质复制后传递给子代.烟草的遗传物质中能储存足够量的遗传信息,其遗传信息蕴藏在DNA中4种脱氧核苷酸的排列顺序之中.
(2)由于DNA分子是半保留复制,将烟草的一个具有活性的根尖分生区细胞放入含32P标记的脱氧核苷酸培养液中,在第二次细胞分裂的中期,发现有一条染色单体中只有一条脱氧核苷酸链有放射性,则其姐妹染色单体的另一条染色单体中也只有一条脱氧核苷酸链有放射性,因而共有2条链含有放射性.在根尖分生区细胞的DNA中碱基A有3000个,占全部碱基数的,则T=3000个,也占全部碱基数的
.又G=C,所以G占全部碱基数的
,则碱基G的个数为1000.
(3)由于烟草花叶病毒的组成成分为RNA和蛋白质,所以要证明烟草花叶病毒的遗传物质为RNA,其实验思路为:从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和RNA,并分别注入到烟叶细胞中,观察烟草叶片是否出现病斑.
(4)如果用15N、32P、35S同时标记烟草花叶病毒后让其侵染未做标记的烟草细胞,则蛋白质中有15N、35S,RNA中有15N、32P.因此,在产生的子代烟草花叶病毒中,能够找到的放射性元素及其存在的部位是RNA中的15N、32P.
故答案为:
(1)基因的传递 DNA中4种脱氧核苷酸的排列顺序
(2)2 1000个
(3)从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和RNA,并分别注入到烟叶细胞中,观察烟草叶片是否出现病斑
(4)RNA中的15N、32P
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,丙图表示某DNA片段的遗传信息的传递过程,其中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)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B是______酶.
(3)乙图中,7表示______.DNA分子的基本骨架由______交替连接而成.
(4)图丙中表示基因表达的过程是______(填字母).c过程中结构③的移动方向为______(用箭头表示).若在AUG后插入3个核苷酸,合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列无变化,由此证明______.
正确答案
解:(1)分析甲图可知,a、d是DNA复制的模板链,b、c是新合成的子链,从结果看DNA分子的复制具有半保留复制的特点.
(2)分析题图可知,A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开,因此是解旋酶,B酶的作用是催化形成DNA子链进而进行DNA分子的复制,是DNA聚合酶.
(3)据图乙分析,7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧形成了DNA分子的骨架.
(4)基因表达过程包括转录b和翻译c两个过程.根据图丙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→.密码子是指mRNA上三个相邻的碱基,因此在第一个密码子后插入一个新密码子,其余氨基酸序列没有变化.
故答案是:
(1)半保留
(2)DNA聚合
(3)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸
(4)bc→一个密码子由3个碱基组成
解析
解:(1)分析甲图可知,a、d是DNA复制的模板链,b、c是新合成的子链,从结果看DNA分子的复制具有半保留复制的特点.
(2)分析题图可知,A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开,因此是解旋酶,B酶的作用是催化形成DNA子链进而进行DNA分子的复制,是DNA聚合酶.
(3)据图乙分析,7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧形成了DNA分子的骨架.
(4)基因表达过程包括转录b和翻译c两个过程.根据图丙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→.密码子是指mRNA上三个相邻的碱基,因此在第一个密码子后插入一个新密码子,其余氨基酸序列没有变化.
故答案是:
(1)半保留
(2)DNA聚合
(3)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸
(4)bc→一个密码子由3个碱基组成
图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程.请回答下列问题:
(1)图①物质中的______的排列顺序称为遗传信息,图①生理过程的特点是______.
(2)图②过程发生的主要场所是______,密码子位于______链.
(3)图③过程不同于图①过程的碱基配对方式是______.
(4)图③生理过程是______.已经形成的肽链最多由______个转运RNA转运氨基酸.
正确答案
解:(1)遗传信息是指DNA中脱氧核苷酸或碱基对的排列顺序;DNA分子的复制的特点是边解旋边复制和半保留复制.
(2)转录的主要场所是细胞核;密码子位于mRNA上即e链.
(3)由于DNA分子含有碱基T,RNA中特有的碱基是U,因此DNA复制过程中特有的配对方式是A与T配对,转录过程特有的配对方式是A与U配对.
(4)图③生理过程是翻译过程,由于已经形成的肽链含有8个氨基酸,所以最多是由8个转运RNA转运氨基酸.
故答案为:
(1)脱氧核苷酸(碱基对) 边解旋边复制和半保留复制
(2)细胞核 e
(3)A与U (或U与A)
(4)翻译 8
解析
解:(1)遗传信息是指DNA中脱氧核苷酸或碱基对的排列顺序;DNA分子的复制的特点是边解旋边复制和半保留复制.
(2)转录的主要场所是细胞核;密码子位于mRNA上即e链.
(3)由于DNA分子含有碱基T,RNA中特有的碱基是U,因此DNA复制过程中特有的配对方式是A与T配对,转录过程特有的配对方式是A与U配对.
(4)图③生理过程是翻译过程,由于已经形成的肽链含有8个氨基酸,所以最多是由8个转运RNA转运氨基酸.
故答案为:
(1)脱氧核苷酸(碱基对) 边解旋边复制和半保留复制
(2)细胞核 e
(3)A与U (或U与A)
(4)翻译 8
某校一个生物兴趣小组要进行研究性学习,对生物学史上的经典实验进行验证,也是研究学习内容之一.这个小组借助某大学的实验设备,对有关DNA复制的方式进行探索,有人认为DNA是全保留复制,也有人认为是半保留复制.为了证明这假设,这个小组设计了下列实验程序,请完成实验并对结果进行预测.
(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分子;在氮源为15N的培养基生长的大肠杆菌,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:
如果其DNA分布的位置是一半在轻带.一半在重带,则DNA的复制方式为______复制;如果DNA分布的位置是______,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,将子一代大肠杆菌转移到含14N的培养基上再繁殖一代(Ⅱ),请分析:如果其DNA分布的位置是一半在轻带.一半在中带,则是半保留复制;如果其DNA分布的位置是______,则是全保留复制.
有人提出:第一代(Ⅰ)的DNA用解螺旋酶处理后再离心,就能直接判断DNA的复制方式,如果轻带和重带各占,则一定为半保留复制.
(2)你认为这位同学的说法是否正确?______.
正确答案
解:(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,故在轻带位置,
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.
故答案为:
(1)全保留复制 全部位于中带位置 在轻带、
在重带
(2)不正确
解析
解:(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,故在轻带位置,
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.
故答案为:
(1)全保留复制 全部位于中带位置 在轻带、
在重带
(2)不正确
如图为DNA分子片段的模式图,请回答下列问题:
(1)图中①结构的名称为______.DNA的两条链是通过②______连接起来的.
(2)DNA复制的过程需要______酶将DNA双链打开,以______作为原料.复制后的子代DNA分子的两条链中,有______条链是新合成的,因此DNA复制的方式被称为______.
正确答案
解:(1)图中①为腺嘌呤脱氧核苷酸.DNA的两条链是通过②氢键连接起来的.
(2)DNA复制的过程需要解旋酶将DNA双链打开,以脱氧核苷酸作为原料.复制后的子代DNA分子的两条链中,有一条链是新合成的,因此DNA复制的方式被称为半保留复制.
故答案为:
(1)腺嘌呤脱氧核苷酸 氢键
(2)解旋 脱氧核苷酸 一 半保留复制
解析
解:(1)图中①为腺嘌呤脱氧核苷酸.DNA的两条链是通过②氢键连接起来的.
(2)DNA复制的过程需要解旋酶将DNA双链打开,以脱氧核苷酸作为原料.复制后的子代DNA分子的两条链中,有一条链是新合成的,因此DNA复制的方式被称为半保留复制.
故答案为:
(1)腺嘌呤脱氧核苷酸 氢键
(2)解旋 脱氧核苷酸 一 半保留复制
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(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠扦菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代).将亲代大肠杆茵转移到含l4N的培养基上,再连续繁殖两代(I和Ⅱ),用某种离心法分离得到的结果如图甲、乙所示.请分析:
(1)由实验结果可推测第一代(I)细菌DNA分子中一条链是______,另一条链是______.
(2)如图丙为DNA分子的平面结构,虚线表示碱基间的氢键.请据图回答:
①从主链上看,两条单链______平行;从碱基关系看,两条单链______.
②______和______相间排列,构成了DNA分子的基本骨架.
(3)如该DNA分子的平面结构为某基因的一部分,该基因中有1500个碱基对,其中腺嘌呤600个,该基因连续复制3次,其需游离的胞嘧啶______个.该基因中的碱基排列顺序,代表______.
(4)已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传,先天性耳聋是常染色体隐性遗传(D对d完全完全显性).图丁中Ⅱ-2为色觉正常的耳聋患者,Ⅱ-5为听觉正常的色盲患者.Ⅱ-4(不携带d基因)和Ⅱ-3婚后生下一个男孩,这个男孩患耳聋、色盲、既聋又色盲的可能性分别是______,人类红绿色盲基因遗传的特点是______.
A.0、、0 B.0、
、
C.0、
、0 D.
、
、
.
正确答案
解:(1)、Ⅰ代细菌DNA分子离心后都为中,说明一条链是14N,另一条链是15N.
(2)①DNA两条单链反向平行构成双螺旋结构;两条单链之间碱基的配对遵循碱基互补配对原则.
②DNA分子中,脱氧核糖和磷酸相间排列,构成了DNA分子的基本骨架.
(3)在DNA分子中,非互补碱基之和占所有碱基的,所以有A+C=1500,C=900.该基因连续复制3次,其需游离的胞嘧啶为:900×(23-1)=6300个.该基因中的碱基排列顺序,代表遗传信息.
(4)已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传,先天性耳聋是常染色体隐性遗传.设色盲基因为b,依题意分析,Ⅱ-5为听觉正常的色盲患者,则他的色盲基因来自他的母亲,因此他母亲基因型为XBXb,又因为Ⅱ-4不携带d基因,则Ⅱ-4的基因型为DDXBXB和
DDX BXb,Ⅱ-3的基因型为DdXBY,Ⅱ4和Ⅱ3婚后生下一个男孩,则这个男孩患耳聋的可能性为0,色盲的可能性为
×
=
,既耳聋又色盲的可能性分别是0.人类红绿色盲基因遗传的特点是隔代交叉遗传.
故答案为:
(1)14N 15N
(2)①反向 碱基互补配对原则 ②脱氧核糖 磷酸
(3)6300 遗传信息
(4)A 隔代交叉遗传
解析
解:(1)、Ⅰ代细菌DNA分子离心后都为中,说明一条链是14N,另一条链是15N.
(2)①DNA两条单链反向平行构成双螺旋结构;两条单链之间碱基的配对遵循碱基互补配对原则.
②DNA分子中,脱氧核糖和磷酸相间排列,构成了DNA分子的基本骨架.
(3)在DNA分子中,非互补碱基之和占所有碱基的,所以有A+C=1500,C=900.该基因连续复制3次,其需游离的胞嘧啶为:900×(23-1)=6300个.该基因中的碱基排列顺序,代表遗传信息.
(4)已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传,先天性耳聋是常染色体隐性遗传.设色盲基因为b,依题意分析,Ⅱ-5为听觉正常的色盲患者,则他的色盲基因来自他的母亲,因此他母亲基因型为XBXb,又因为Ⅱ-4不携带d基因,则Ⅱ-4的基因型为DDXBXB和
DDX BXb,Ⅱ-3的基因型为DdXBY,Ⅱ4和Ⅱ3婚后生下一个男孩,则这个男孩患耳聋的可能性为0,色盲的可能性为
×
=
,既耳聋又色盲的可能性分别是0.人类红绿色盲基因遗传的特点是隔代交叉遗传.
故答案为:
(1)14N 15N
(2)①反向 碱基互补配对原则 ②脱氧核糖 磷酸
(3)6300 遗传信息
(4)A 隔代交叉遗传
如图为DNA的复制图解,请据图回答下列问题:
(1)DNA复制的时间发生在______.
(2)②过程需要的酶称为______,指出③中的子链______.(用Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ或Ⅳ表示)
(3)③过程必须遵循______原则.子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,由此说 明DNA的复制具有______的特点.
(4)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的 4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次,问:含14N的DNA细胞占总细胞数的______.含15N的 DNA细胞占总细胞数的______.
正确答案
解:(1)DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期.
(2)②是解旋过程,需要解旋酶.根据碱基互补配对原则可知,③中Ⅱ和Ⅲ是子链.
(3)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,还有一条链是新合成的子链,由此说明DNA的复制具有半保留复制的特点.
(4)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次形成16个DNA分子,根据DNA半保留复制,其中有两个DNA分子一条链含有14N,另一条链含有15N,其余14个DNA分子只含14N.所以16个DNA分子均含14N.含15N的DNA细胞占总细胞数的2/16,即12.5%.
故答案:(1)有丝分裂和减数第一次分裂的间期;
(2)解旋酶;ⅡⅢ
(3)碱基互补配对原则;半保留复制;
(4)100%,12.5%;
解析
解:(1)DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期.
(2)②是解旋过程,需要解旋酶.根据碱基互补配对原则可知,③中Ⅱ和Ⅲ是子链.
(3)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,还有一条链是新合成的子链,由此说明DNA的复制具有半保留复制的特点.
(4)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次形成16个DNA分子,根据DNA半保留复制,其中有两个DNA分子一条链含有14N,另一条链含有15N,其余14个DNA分子只含14N.所以16个DNA分子均含14N.含15N的DNA细胞占总细胞数的2/16,即12.5%.
故答案:(1)有丝分裂和减数第一次分裂的间期;
(2)解旋酶;ⅡⅢ
(3)碱基互补配对原则;半保留复制;
(4)100%,12.5%;
请根据所学DNA的结构和复制的相关知识,回答有关问题:
(1)DNA分子是由2条链组成的,这两条链按______方式盘旋成双螺旋结构. DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的______之中.
(2)DNA的复制碱基配对方式有______.
(3)图示说明DNA的复制具有______的特点.
(4)基因与DNA的关系是______.
正确答案
解:(1)根据图示可知,DNA分子一条链是从5‘→3',另一条链是从3'→5',所以这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构.DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中.
(2)DNA分子复制遵循碱基互补配对原则,配对方式有A-T、G-C.
(3)图示说明DNA的复制过程是边解旋边复制,从产生的结果看是半保留复制.
(4)基因是有遗传效应的DNA片段.
故答案为:
(1)反向平行 排列顺序
(2)A-T、G-C
(3)半保留复制,边解旋边复制
(4)基因是有遗传效应的DNA片段
解析
解:(1)根据图示可知,DNA分子一条链是从5‘→3',另一条链是从3'→5',所以这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构.DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中.
(2)DNA分子复制遵循碱基互补配对原则,配对方式有A-T、G-C.
(3)图示说明DNA的复制过程是边解旋边复制,从产生的结果看是半保留复制.
(4)基因是有遗传效应的DNA片段.
故答案为:
(1)反向平行 排列顺序
(2)A-T、G-C
(3)半保留复制,边解旋边复制
(4)基因是有遗传效应的DNA片段
科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素表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,实验内容及结果见表.
请分析并回答:
(1)综合分析本实验的DNA离心结果,第______组结果对得到结论起关键作用,但需要把它与第______组和第______组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是______.
(2)若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则可判断DNA分子的复制方式不是______复制.
(3)若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果______(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式.
正确答案
解:(1)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.
(2)“轻”DNA为14N/14NDNA,“重”DNA为15N/15NDNA,若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,即后代DNA的两条链全是原来的或全是新合成的,说明DNA分子的复制方式不是半保留复制.
(3)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.
故答案为:
(1)3 1 2 半保留复制
(2)半保留
(3)不能
解析
解:(1)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.
(2)“轻”DNA为14N/14NDNA,“重”DNA为15N/15NDNA,若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,即后代DNA的两条链全是原来的或全是新合成的,说明DNA分子的复制方式不是半保留复制.
(3)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.
故答案为:
(1)3 1 2 半保留复制
(2)半保留
(3)不能
图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程.请回答下列问题:
(1)细胞中过程①②③______(选填“能”或“不能”)发生在同一个场所中.
(2)参与③过程的RNA有______
A:tRNA B:rRNA C:mRNA D:以上三项都有
(3)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,与α链对应的DNA区段共有500个碱基对,则该DNA分子连续三次复制后产生的子代DNA分子中相应区段增加了______个腺嘌呤脱氧核苷酸.
(4)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由甘氨酸(密码子有GGU、GGC、GGA、GGG)变成缬氨酸(密码子有GUU、GUC、GUA、GUG),则该基因的这个碱基对替换情况是______.
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点______(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是______.
正确答案
解:(1)在人体细胞中,对于进行细胞分裂的细胞而言,过程①②一般发生在细胞核中,过程③发生在核糖体中;但由于线粒体中也有少量的DNA,也能进行复制、转录和翻译.因而细胞中过程①②③能发生在同一个场所--线粒体中.
(2)③过程是翻译过程,需要mRNA为模板、tRNA为工具,在核糖体(由rRNA和蛋白质组成)中进行.
(3)α链是mRNA,其中G占29%,U占25%,则其模板链中C占29%、A占25%,再者模板链中G占19%,则T占27%,则α链对应的DNA区段中A占(25%+27%)÷2=26%.因此该DNA分子中A为500×2×26%=260个.连续三次复制后产生的子代DNA分子中相应区段增加了260×(23-1)=1820个.
(4)甘氨酸对应的密码子与缬氨酸对应的密码子中一个不同碱基是第2个碱基,由G变为U,则模板基因中碱基替换情况是G∥C替换成T∥A.
(5)由于基因的选择性表达,人体不同细胞中相同DNA转录的起始点不完全相同.
故答案为:
(1)能
(2)D
(3)1820
(4)G∥C替换成T∥A(或C∥G替换成A∥T)
(5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
解析
解:(1)在人体细胞中,对于进行细胞分裂的细胞而言,过程①②一般发生在细胞核中,过程③发生在核糖体中;但由于线粒体中也有少量的DNA,也能进行复制、转录和翻译.因而细胞中过程①②③能发生在同一个场所--线粒体中.
(2)③过程是翻译过程,需要mRNA为模板、tRNA为工具,在核糖体(由rRNA和蛋白质组成)中进行.
(3)α链是mRNA,其中G占29%,U占25%,则其模板链中C占29%、A占25%,再者模板链中G占19%,则T占27%,则α链对应的DNA区段中A占(25%+27%)÷2=26%.因此该DNA分子中A为500×2×26%=260个.连续三次复制后产生的子代DNA分子中相应区段增加了260×(23-1)=1820个.
(4)甘氨酸对应的密码子与缬氨酸对应的密码子中一个不同碱基是第2个碱基,由G变为U,则模板基因中碱基替换情况是G∥C替换成T∥A.
(5)由于基因的选择性表达,人体不同细胞中相同DNA转录的起始点不完全相同.
故答案为:
(1)能
(2)D
(3)1820
(4)G∥C替换成T∥A(或C∥G替换成A∥T)
(5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
将大肠杆菌放在含有同位素培养基中培育若干代后,细菌DNA所有氮均为
,它比
分子密度大.然后将DNA被
标记的大肠杆菌再移到
培养基中培养,每隔4小时(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次,测定其不同世代细菌DNA的密度.实验结果DNA复制的密度梯度离心试验如图所示.
(1)中带含有氮元素是______.
(2)如果测定第四代DNA分子密度,15N标记的比例表示为______.
(3)如果将第一代(全中)DNA链的氢键断裂后再测定密度,它的两条DNA单链在试管中的分布位置应为______.
(4)上述实验表明,子代DNA合成的方式是______.
正确答案
解:(1)由以上分析可知,中带(DNA)含有氮元素是:14N和15N.
(2)第四代中由一个亲代DNA分子产生的子代DNA数为24=16个,其中一条链为14N,另一条链为15N的DNA分子有2个,占总数的,位于梯度离心分离的中带,其余DNA分子均只含14N,有14个,占
,位于轻带.
(3)将第一代DNA链(一条链含14N,另一条链含15N)的氢键断裂后,两条链将会分开,测定密度时,应一半链在轻带,一半链在重带.
(4)该实验证明DNA复制方式为半保留复制.
故答案为:
(1)14N、15N
(2)1:8
(3)轻带、重带
(4)半保留复制
解析
解:(1)由以上分析可知,中带(DNA)含有氮元素是:14N和15N.
(2)第四代中由一个亲代DNA分子产生的子代DNA数为24=16个,其中一条链为14N,另一条链为15N的DNA分子有2个,占总数的,位于梯度离心分离的中带,其余DNA分子均只含14N,有14个,占
,位于轻带.
(3)将第一代DNA链(一条链含14N,另一条链含15N)的氢键断裂后,两条链将会分开,测定密度时,应一半链在轻带,一半链在重带.
(4)该实验证明DNA复制方式为半保留复制.
故答案为:
(1)14N、15N
(2)1:8
(3)轻带、重带
(4)半保留复制
1953年,青年学者沃森和克里克发现了DNA的结构并构建了其模型,紧接着他们又发表论文提出遗传自我复制的假说,请根据沃森和克里克的观点回答下列问题:
(1)一个双链DNA分子中,若一条链上=m,则其互补链上
的比值为______,若该DNA分子一条链上
=n,则其互补链上
的比值为______
(2)动植物、真菌等细胞中碱基A的数目与碱基T的数目是否一定相等?______(填“是”或“否”).原因是______
(3)某校一个生物活动小组要进行研究性学习,对生物学史上的经典实验进行验证,也是研究性学习的内容之一.这个小组借助某大学的实验设备,对有关DNA复制的方式进行探索,有人认为DNA是全保留复制,也有人认为DNA是半保留复制.为了证明这两种假设,这个小组设计了下列实验程序,请完成实验并对结果进行预测.实验步骤如下:
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
14 N-DNA;在氮源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上.
第二步:将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14 N的培养基上繁殖一代(Ⅰ).请分析:如果其DNA离心后在试管中分布的情况是______,则是全保留复制;如果其DNA分布的情况是______,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两代(Ⅱ),请分析:如果其DNA分布的位置是______,则是全保留复制;如果其DNA分布的位置是______,则是半保留复制.
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,则一定为半保留复制.你认为这同学说法是否正确______.原因是______.
正确答案
解:(1)由于双DNA分子的两条链上的碱基遵A与T配对、G与C配对的循碱基互补配对原则,因此一条链上与另一条链上
互为倒数,所以若一条链上
=m,则其互补链上
的比值为其比值的倒数,即为
;由于双DNA分子的两条链上的碱基遵A与T配对、G与C配对的循碱基互补配对原则,因此一条链上
与另一条链上
相等,所以若该DNA分子一条链上
=n,则其互补链上
的比值为n.
(2)动植物、真菌等细胞中既有DNA,也有RNA,其中RNA是单链结构,RNA中的碱基A不与T配对而与U配对,所以这些细胞中碱基A的数目与碱基T的数目是不相等的.
(3)第二步:如果DNA的复制方式为全保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子代两个DNA分子是:一个15N-15N,一个14N-14N,其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带;如果DNA的复制方式为半保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子代两个DNA分子都是15N-14N,其在离心管中分布的位置全部在中带.
第三步:如果DNA的复制方式为全保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子二代四个DNA分子是:一个15N-15N,三个14N-14N,其在离心管中分布的位置是在轻带、
在重带;如果DNA的复制方式为半保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子二代四个DNA分子是:两个DNA分子都是15N-14N,两个是14N-14N,其在离心管中分布的位置一半在轻带、一半在中带.
第一代(I)的DNA用解旋酶处理后,无论半保留复制还是全保留复制,如果研究DNA链的情况,结果是一致的,都是轻带与重带各占一半,无法区分是哪一种复制方式.
故答案为:
(1) n
(2)否 这些细胞既有DNA,也有RNA,RNA是单链结构,RNA中的碱基A不与T配对
(3)重带和
轻带 全中带
重带和
轻带
中带和
轻带 否 无论半保留复制还是全保留复制,如果研究DNA链的情况,结果是一致的,都是轻带与重带各占一半,无法区分
解析
解:(1)由于双DNA分子的两条链上的碱基遵A与T配对、G与C配对的循碱基互补配对原则,因此一条链上与另一条链上
互为倒数,所以若一条链上
=m,则其互补链上
的比值为其比值的倒数,即为
;由于双DNA分子的两条链上的碱基遵A与T配对、G与C配对的循碱基互补配对原则,因此一条链上
与另一条链上
相等,所以若该DNA分子一条链上
=n,则其互补链上
的比值为n.
(2)动植物、真菌等细胞中既有DNA,也有RNA,其中RNA是单链结构,RNA中的碱基A不与T配对而与U配对,所以这些细胞中碱基A的数目与碱基T的数目是不相等的.
(3)第二步:如果DNA的复制方式为全保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子代两个DNA分子是:一个15N-15N,一个14N-14N,其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带;如果DNA的复制方式为半保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子代两个DNA分子都是15N-14N,其在离心管中分布的位置全部在中带.
第三步:如果DNA的复制方式为全保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子二代四个DNA分子是:一个15N-15N,三个14N-14N,其在离心管中分布的位置是在轻带、
在重带;如果DNA的复制方式为半保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子二代四个DNA分子是:两个DNA分子都是15N-14N,两个是14N-14N,其在离心管中分布的位置一半在轻带、一半在中带.
第一代(I)的DNA用解旋酶处理后,无论半保留复制还是全保留复制,如果研究DNA链的情况,结果是一致的,都是轻带与重带各占一半,无法区分是哪一种复制方式.
故答案为:
(1) n
(2)否 这些细胞既有DNA,也有RNA,RNA是单链结构,RNA中的碱基A不与T配对
(3)重带和
轻带 全中带
重带和
轻带
中带和
轻带 否 无论半保留复制还是全保留复制,如果研究DNA链的情况,结果是一致的,都是轻带与重带各占一半,无法区分
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