- 基因的本质
- 共1805题
概念填空:
(1)DNA复制的模板是______,场所主要是______.
(2)RNA的基本单位是______,以DNA为模板合成RNA的过程称为______.
(3)有遗传效应的DNA片段称为______.
正确答案
解:(1)DNA复制的模板是亲代DNA分子的两条链,其复制场所主要是细胞核.
(2)RNA的基本单位是核糖核苷酸,以DNA为模板合成RNA的过程称为转录.
(3)有遗传效应的DNA片段称为基因,是遗传物质的功能单位和结构单位.
故答案为:
(1)亲代DNA 细胞核
(2)核糖核苷酸 转录
(3)基因
解析
解:(1)DNA复制的模板是亲代DNA分子的两条链,其复制场所主要是细胞核.
(2)RNA的基本单位是核糖核苷酸,以DNA为模板合成RNA的过程称为转录.
(3)有遗传效应的DNA片段称为基因,是遗传物质的功能单位和结构单位.
故答案为:
(1)亲代DNA 细胞核
(2)核糖核苷酸 转录
(3)基因
如图一表示真核生物细胞中染色体(DNA)在细胞核中进行的一些生理活动,图二表示在细胞质中进行的重要生理活动,据图回答下列问题:
(1)图一中过程③发生的时期是______.
(2)图一中②表示了遗传信息的______过程,图二表示了遗传信息的______过程.
(3)分析图二可知缬氨酸的密码子是______,连接甲硫氨酸和赖氨酸、赖氨酸和缬氨酸之间的化学键的结构式是______.
(4)现从某种真核细胞中提取出大量核糖体放入培养液里,再加入下列几种有机物:
①NH2-CH2-COOH
②NH2-CH2-CH2OH
③
④
⑤
其中的氮原子已被15N标记,模拟图二所示的过程,假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件.其中实验所用的培养液相当于细胞内的______.上述五种化合物中能作为图二过程原料的是______(填序号).若实验中检测到某一多肽含20个15N,则该多肽最少有______个肽键.
正确答案
解:(1)①表示解螺旋过程,该过程发生在分裂末期
(2)图一中②过程完成DNA分子复制和有关蛋白质合成的过程,图二表示翻译.
(3)由图可知缬氨酸的反密码子是CAG,故密码子是GUC;连接甲硫氨酸和赖氨酸、赖氨酸和缬氨酸之间化学键是肽键,其结构式是-CO-NH-.
(4)培养液中含有核糖体和完成核糖体功能的一切物质和条件,培养液相当于细胞内的细胞质基质;合成蛋白质,原料是氨基酸,在①②③④⑤的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,且一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,①④⑤符合该特点,②没有羧基,③氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上.由于⑤中含有2个氨基,因此若某一多肽含20个15N,该多肽链至少氨基酸的个数是含有10个⑤氨基酸,氨基酸在脱水缩合反应的过程中至少形成9个肽键.
故答案为:
(1)末期
(2)DNA复制 翻译
(3)GUC-CO-NH-
(4)细胞质基质 ①④⑤9
解析
解:(1)①表示解螺旋过程,该过程发生在分裂末期
(2)图一中②过程完成DNA分子复制和有关蛋白质合成的过程,图二表示翻译.
(3)由图可知缬氨酸的反密码子是CAG,故密码子是GUC;连接甲硫氨酸和赖氨酸、赖氨酸和缬氨酸之间化学键是肽键,其结构式是-CO-NH-.
(4)培养液中含有核糖体和完成核糖体功能的一切物质和条件,培养液相当于细胞内的细胞质基质;合成蛋白质,原料是氨基酸,在①②③④⑤的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,且一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,①④⑤符合该特点,②没有羧基,③氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上.由于⑤中含有2个氨基,因此若某一多肽含20个15N,该多肽链至少氨基酸的个数是含有10个⑤氨基酸,氨基酸在脱水缩合反应的过程中至少形成9个肽键.
故答案为:
(1)末期
(2)DNA复制 翻译
(3)GUC-CO-NH-
(4)细胞质基质 ①④⑤9
如图表示生物体内三个重要的生理活动.根据所学知识结合图形,回答下列问题:
(1)对于人的生发层细胞来说,能发生甲过程的场所有______.对于甲图来说在正常情况下,碱基的排列顺序相同的单链是______.
(2)图中①是一种酶分子,它能促进④的合成,其名称为______.丙图所示过程为______.
(3)图乙中的④形成后,需通过______(填结构)才能进入细胞质.
(4)丙图所示的生理过程中,如果分子④由381个基本单位构成,则对应合成完整的一条链⑥,需要______个分子的基本单位.(需考虑终止密码)
正确答案
解:(1)对于人的生发层细胞来说,不含叶绿体,所以能发生甲DNA复制过程的场所有细胞核、线粒体.对于甲图来说在正常情况下,由于碱基互补配对,所以碱基的排列顺序相同的单链是a和c、b和d.
(2)图中①是一种酶分子,它能促进④mRNA的合成,其名称为RNA聚合酶.丙图所示过程为翻译.
(3)图乙中的④形成后,需通过核孔才能进入细胞质.
(4)丙图所示的生理过程中,如果分子④mRNA由381个基本单位构成,由于合成完整的一条链⑥多肽,说明mRNA中含有终止密码,所以需要(381-3)÷3=126个分子的基本单位--氨基酸.
故答案为:
(1)细胞核、线粒体 a和c、b和d
(2)RNA聚合酶 翻译
(3)核孔
(4)126
解析
解:(1)对于人的生发层细胞来说,不含叶绿体,所以能发生甲DNA复制过程的场所有细胞核、线粒体.对于甲图来说在正常情况下,由于碱基互补配对,所以碱基的排列顺序相同的单链是a和c、b和d.
(2)图中①是一种酶分子,它能促进④mRNA的合成,其名称为RNA聚合酶.丙图所示过程为翻译.
(3)图乙中的④形成后,需通过核孔才能进入细胞质.
(4)丙图所示的生理过程中,如果分子④mRNA由381个基本单位构成,由于合成完整的一条链⑥多肽,说明mRNA中含有终止密码,所以需要(381-3)÷3=126个分子的基本单位--氨基酸.
故答案为:
(1)细胞核、线粒体 a和c、b和d
(2)RNA聚合酶 翻译
(3)核孔
(4)126
如图表示真核细胞中的某一生理过程,请据图回答:
(1)该图表示的生理过程是______,该过程主要发生在细胞的______部位.一般发生于细胞分裂的______期.
(2)图中A、B两条链通过______键连接,进而形成独特的双螺旋结构.
(3)通过该过程形成的子代DNA分子中,一条链为亲代链,而另一条链为子代链,说明该过程的特点是______.
正确答案
解:(1)该图表示的生理过程是DNA分子复制,该过程主要发生在细胞的细胞核部位.一般发生于细胞分裂的间期.
(2)在DNA分子中,碱基与碱基通过氢键连接,进而形成独特的双螺旋结构.
(3)通过该过程形成的子代DNA分子中,一条链为亲代链,而另一条链为子代链,说明该过程的特点是半保留复制.
故答案为:
(1)DNA分子复制 细胞核 间
(2)氢
(3)半保留
解析
解:(1)该图表示的生理过程是DNA分子复制,该过程主要发生在细胞的细胞核部位.一般发生于细胞分裂的间期.
(2)在DNA分子中,碱基与碱基通过氢键连接,进而形成独特的双螺旋结构.
(3)通过该过程形成的子代DNA分子中,一条链为亲代链,而另一条链为子代链,说明该过程的特点是半保留复制.
故答案为:
(1)DNA分子复制 细胞核 间
(2)氢
(3)半保留
根据DNA分子复制的过程回答下列问题:
(1)DNA分子的______能够为复制提供精确的模板;它的______保证了复制能准确无误的进行.
(2)DNA复制的时间一般是______.
(3)DNA复制所需的原料是______.
(4)形成的子代DNA分子含有一条原来的母链和一条新合成的子链,因此,DNA分子的复制方式被称为______复制.
(5)假设用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次.其结果不可能是______
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.复制结果共产生16个DNA分子.
正确答案
解:(1)在DNA复制过程中,DNA分子规则的双螺旋结构能够为复制提供精确的模板;它的碱基互补配对原则保证了复制能准确无误的进行.
(2)DNA复制的时间一般是有丝分裂和减数分裂间期.
(3)DNA复制所需的原料是游离的四种脱氧核苷酸.
(4)由于形成的子代DNA分子含有一条原来的母链和一条新合成的子链,因此,DNA分子的复制方式被称为半保留复制.
(5)A、DNA复制为半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链,故最终有2个子代DNA含15N,所以含有15N的DNA分子占,A正确;
B、由于DNA分子的复制是半保留复制,最终只有2个子代DNA各含1条15N链,1条14N链,其余DNA都含14N,故全部子代DNA都含14N,B错误;
C、含有100个碱基对200个碱基的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,解得A=40个,故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸:(24-1)×40=600,C正确;
D、复制4次后产生24=16个DNA分子,D正确.
故选:B.
故答案为:
(1)规则的双螺旋结构 碱基互补配对原则
(2)有丝分裂和减数分裂间期
(3)游离的脱氧核苷酸
(4)半保留
(5)B
解析
解:(1)在DNA复制过程中,DNA分子规则的双螺旋结构能够为复制提供精确的模板;它的碱基互补配对原则保证了复制能准确无误的进行.
(2)DNA复制的时间一般是有丝分裂和减数分裂间期.
(3)DNA复制所需的原料是游离的四种脱氧核苷酸.
(4)由于形成的子代DNA分子含有一条原来的母链和一条新合成的子链,因此,DNA分子的复制方式被称为半保留复制.
(5)A、DNA复制为半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链,故最终有2个子代DNA含15N,所以含有15N的DNA分子占,A正确;
B、由于DNA分子的复制是半保留复制,最终只有2个子代DNA各含1条15N链,1条14N链,其余DNA都含14N,故全部子代DNA都含14N,B错误;
C、含有100个碱基对200个碱基的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,解得A=40个,故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸:(24-1)×40=600,C正确;
D、复制4次后产生24=16个DNA分子,D正确.
故选:B.
故答案为:
(1)规则的双螺旋结构 碱基互补配对原则
(2)有丝分裂和减数分裂间期
(3)游离的脱氧核苷酸
(4)半保留
(5)B
在研究DNA复制机制的过程中,为验证DNA分子的半保留复制方式,研究者用蚕豆根尖进行实验,主要步骤如下:
步骤①:将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中,培养大约一个细胞周期的时间.
步骤②:取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质的培养液中,继续培养大约两个细胞周期的时间.
分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布.
(1)本实验最主要的研究方法称为______.实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的______区,步骤①目的是标记细胞中的______分子.
(2)若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体的姐妹染色单体都具有放射性,如下图A所示.第二个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的______(选填字母),且第三个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的______(选填字母),说明DNA分子的复制方式为半保留复制.
正确答案
解:(1)根据题意可知,本实验最主要的研究方法称为同位素示踪法.只有能进行连续有丝分裂的细胞才具有细胞周期,因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区;分裂的细胞胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子.
(2)若DNA分子的复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中的B;第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图中的B和C.
故答案为:
(1)同位素示踪法 分生 DNA
(2)B B和C
解析
解:(1)根据题意可知,本实验最主要的研究方法称为同位素示踪法.只有能进行连续有丝分裂的细胞才具有细胞周期,因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区;分裂的细胞胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子.
(2)若DNA分子的复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中的B;第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图中的B和C.
故答案为:
(1)同位素示踪法 分生 DNA
(2)B B和C
碱基类似物是一种化学诱变剂,与正常碱基结构相似,在DNA复制过程中,取代正常碱基渗入DNA分子.5-BU(酮式)是胸腺嘧啶碱基类似物,与A配对.5-BU(酮式)在和A配对后转变成的互变异构体(烯醇式)能与G配对.请回答下列问题:
(1)若只含有一个A-T碱基对的DNA片段,在第一次复制时加入5-BU(酮式)结构,则第一次复制产生的异常DNA比例是______.以上过程中DNA的分子结构发生了碱基对的______.
(2)某DNA的一条链上的某片段只含有一个碱基A,其碱基排列顺序为-CACCGGGGG-,反应体系内有5-BU(酮式),若该DNA进行若干次复制后,以该链为模板转录后翻译成的肽链的氨基酸顺序是丙氨酸-丙氨酸一脯氨酸,这至少经过______次复制才出现此现象?合成此多肽的模板DNA的该位点能否再突变成A-T碱基对?______,这说明基因突变具有______.
(部分密码子如下:GGG为甘氨酸;GCG、GCC为丙氨酸;GUG为缬氨酸;CCC为脯氨酸)
正确答案
解:(1)由于DNA片段中只含有一个A-T碱基对,在第一次复制时加入5-BU(酮式)结构,只能与一条链中的A配对,所以第一次复制产生的异常DNA比例只有一半.这种变异过程中DNA的分子结构发生了碱基对的替换.
(2)某DNA的一条链上的某片段只含有一个碱基A,其碱基排列顺序为-CACCGGGGG-,复制1次后,其互补链中T变为5-BU(酮式);再复制1次,该链中的互变异构体(烯醇式)能与G配对,说明其相当于C;经转录后会出现mRNA为GCG GCC CCC,翻译成的肽链的氨基酸顺序为丙氨酸-丙氨酸一脯氨酸.由于基因突变具有不定向性,所以合成此多肽的模板DNA的该位点能再突变成A-T碱基对.
故答案为:
(1) 替换
(2)2 能 不定向性
解析
解:(1)由于DNA片段中只含有一个A-T碱基对,在第一次复制时加入5-BU(酮式)结构,只能与一条链中的A配对,所以第一次复制产生的异常DNA比例只有一半.这种变异过程中DNA的分子结构发生了碱基对的替换.
(2)某DNA的一条链上的某片段只含有一个碱基A,其碱基排列顺序为-CACCGGGGG-,复制1次后,其互补链中T变为5-BU(酮式);再复制1次,该链中的互变异构体(烯醇式)能与G配对,说明其相当于C;经转录后会出现mRNA为GCG GCC CCC,翻译成的肽链的氨基酸顺序为丙氨酸-丙氨酸一脯氨酸.由于基因突变具有不定向性,所以合成此多肽的模板DNA的该位点能再突变成A-T碱基对.
故答案为:
(1) 替换
(2)2 能 不定向性
(2015秋•宜昌期末)如图是DNA的复制图解,请据图回答下列问题
(1)DNA分子的复制发生在细胞分裂的______期.
(2)②过程称为______,需要相应酶的催化.
(3)指出③中的子链为______(填标号).子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,由此说明DNA分子复制具有的特点是______.
(4)③过程必须遵循______原则.如母链上的碱基是胞嘧啶,则子链中与此相配对的碱基一定是______.
(5)分析DNA分子复制过程所需要的条件是______、______、能量和酶等.
(6)如果一个DNA分子连续复制三次,则形成的新DNA分子中,有______条新合成的脱氧核糖核苷酸链.
(7)已知亲代DNA分子中有100个碱基对,其中A有40个,则连续复制3次,将需要游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸的数目为______个.
正确答案
解:(1)以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程称为DNA复制,这一过程发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期.
(2)复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,此过程称为解旋.
(3)以母链为模板,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子代DNA,即图中的Ⅱ、Ⅲ.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)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.如母链上的碱基是胞嘧啶,则子链中与此相配对的碱基一定是鸟嘌呤(或G).
(5)分析DNA分子复制过程所需要的条件是模板、原料、能量和酶等.
(6)如果一个DNA分子连续复制三次,则形成的新DNA分子有23=8个,脱氧核糖核苷酸链共8×2=16条,其中新合成的脱氧核糖核苷酸链有14条.
(7)已知亲代DNA分子中有100个碱基对,其中A有40个,而A+G=100,故G=60个.该DNA连续复制3次,将需要游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸的数目为(23-1)×60=420个.
故答案为:
(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间
(2)解旋
(3)Ⅱ、Ⅲ(答不全不得分) 半保留复制
(4)碱基互补配对 鸟嘌呤(或G)
(5)模板 原料(无顺序要求)
(6)14
(7)420
解析
解:(1)以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程称为DNA复制,这一过程发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期.
(2)复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,此过程称为解旋.
(3)以母链为模板,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子代DNA,即图中的Ⅱ、Ⅲ.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)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.如母链上的碱基是胞嘧啶,则子链中与此相配对的碱基一定是鸟嘌呤(或G).
(5)分析DNA分子复制过程所需要的条件是模板、原料、能量和酶等.
(6)如果一个DNA分子连续复制三次,则形成的新DNA分子有23=8个,脱氧核糖核苷酸链共8×2=16条,其中新合成的脱氧核糖核苷酸链有14条.
(7)已知亲代DNA分子中有100个碱基对,其中A有40个,而A+G=100,故G=60个.该DNA连续复制3次,将需要游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸的数目为(23-1)×60=420个.
故答案为:
(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间
(2)解旋
(3)Ⅱ、Ⅲ(答不全不得分) 半保留复制
(4)碱基互补配对 鸟嘌呤(或G)
(5)模板 原料(无顺序要求)
(6)14
(7)420
为验证DNA的半保留复制,科学家设计了如下实验:用含3H标记物的培养基处理蚕豆根尖细胞(2n=12),待其完成一次分裂后移入含有秋水仙素的普通培养液中,再让细胞连续分裂两次,通过放射自显影技术检验分裂期细胞染色体的放射性.据此实验分析回答:(秋水仙素作用不影响复制,但可抑制纺锤体的形成)
(1)实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的______区,处理根尖细胞的3H标记物最可能是______.
(2)带上3H标记的根尖细胞移入含有秋水仙素的普通培养基中,连续分裂两次,则第二次分裂前期细胞中有______条染色体.如果DNA的半保留复制假设成立,实验结果应为:第一次分裂中期染色体全部都显示放射性,其中每个染色体的两条染色单体______;第二次分裂中期染色体和染色单体的放射性显示情况是:______.
(3)提取处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心,请参照右图①②③,在④中标出DNA分子可能出现在试管中的位置,并在括号中写出各自的比例.
正确答案
解:(1)蚕豆根尖包括根冠、分生区、伸长区和成熟区,但只有分生区细胞具有分裂能力.由于细胞中的DNA和RNA都含有碱基A、G、C,T是DNA特有的,U是RNA特有的,所以处理根尖细胞的3H标记物最可能是T胸腺嘧啶.
(2)由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使细胞中染色体数目加倍;又正常蚕豆根尖细胞中含12条染色体,所以根尖细胞第二次分裂前期细胞中有24条染色体.根据DNA的半保留复制特点,第一次分裂中期染色体全部都显示放射性,其中每个染色体的两条染色单体一条显示放射性,另一条没有放射性;第二次分裂中期染色体和染色单体的放射性显示情况是染色体只有一半显示放射性,而显示放射性的每条染色体只有一条染色单体显示放射性.
(3)由于DNA分子的复制是半保留复制,所以复制两次后,含3H标记的DNA占=
,不含3H标记的DNA占
.因此,处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心,DNA分子可能出现在试管中的位置为:
故答案为:
(1)分生区 胸腺嘧啶(或胸腺嘧啶脱氧核苷酸)
(2)24条 一条显示放射性,另一条没有放射性 染色体只有一半显示放射性,而显示放射性的每条染色体只有一条染色单体显示放射性
(3)处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心,DNA分子可能出现在试管中的位置为:
解析
解:(1)蚕豆根尖包括根冠、分生区、伸长区和成熟区,但只有分生区细胞具有分裂能力.由于细胞中的DNA和RNA都含有碱基A、G、C,T是DNA特有的,U是RNA特有的,所以处理根尖细胞的3H标记物最可能是T胸腺嘧啶.
(2)由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使细胞中染色体数目加倍;又正常蚕豆根尖细胞中含12条染色体,所以根尖细胞第二次分裂前期细胞中有24条染色体.根据DNA的半保留复制特点,第一次分裂中期染色体全部都显示放射性,其中每个染色体的两条染色单体一条显示放射性,另一条没有放射性;第二次分裂中期染色体和染色单体的放射性显示情况是染色体只有一半显示放射性,而显示放射性的每条染色体只有一条染色单体显示放射性.
(3)由于DNA分子的复制是半保留复制,所以复制两次后,含3H标记的DNA占=
,不含3H标记的DNA占
.因此,处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心,DNA分子可能出现在试管中的位置为:
故答案为:
(1)分生区 胸腺嘧啶(或胸腺嘧啶脱氧核苷酸)
(2)24条 一条显示放射性,另一条没有放射性 染色体只有一半显示放射性,而显示放射性的每条染色体只有一条染色单体显示放射性
(3)处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心,DNA分子可能出现在试管中的位置为:
含有32P和31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P的相对原子质量大.现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞.然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后,分别得到G1、G2代细胞.再分别从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到结果如图所示.由于DNA分子的相对分子质量不同,因此在离心管内的分布不同,若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答下列问题.
(1)图中能表示G0、G1、G2三代细胞中的DNA离心后的分布情况的试管分别是______、______、______.
(2)G2代细胞中的DNA离心后位于①、②、③三条带中的DNA分子数的比例是______.
(3)写出图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷:条带①______,条带②______.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是______.DNA的自我复制能使生物的______保持相对稳定.
正确答案
解:(1)G0是由题意可知,哺乳动物的细胞放在含有31p磷酸的培养基中,连续培养数代后得到,G0的2个DNA分子的两条DNA链中都是31P,应位于试管的上方“轻”的位置;G1是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,细胞分裂一次获得的,2个DNA分子中都是一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置;G2是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,经过第2次细胞分裂后获得的,两个DNA分子中,一个DNA分子一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,另一个DNA分子两条链都是32P,分布在试管的下方“重”的位置.
(2)由(1)分析可知,G2DNA分子分布在试管的“中”的位置和“重”的位置,且比例是1:1,试管的上方“轻”的位置无DNA分子的条带分布.
(3)分析题图可知,图中①是试管的“轻”的位置,该条带中DNA分子所含的同位素磷是31P,图中①是试管的“轻”的位置.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制.DNA的自我复制能使生物的遗传特性保持相对稳定.
故答案为:
(1)A B D
(2)0:1:1
(3)31P 31P、32P
(4)半保留复制 遗传特性
解析
解:(1)G0是由题意可知,哺乳动物的细胞放在含有31p磷酸的培养基中,连续培养数代后得到,G0的2个DNA分子的两条DNA链中都是31P,应位于试管的上方“轻”的位置;G1是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,细胞分裂一次获得的,2个DNA分子中都是一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置;G2是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,经过第2次细胞分裂后获得的,两个DNA分子中,一个DNA分子一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,另一个DNA分子两条链都是32P,分布在试管的下方“重”的位置.
(2)由(1)分析可知,G2DNA分子分布在试管的“中”的位置和“重”的位置,且比例是1:1,试管的上方“轻”的位置无DNA分子的条带分布.
(3)分析题图可知,图中①是试管的“轻”的位置,该条带中DNA分子所含的同位素磷是31P,图中①是试管的“轻”的位置.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制.DNA的自我复制能使生物的遗传特性保持相对稳定.
故答案为:
(1)A B D
(2)0:1:1
(3)31P 31P、32P
(4)半保留复制 遗传特性
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N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为
N-DNA分子;在氮源为
N的培养基生长的大肠杆菌,其DNA分子均为
N-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N)转移到含
N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N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 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 一半在轻带.一半在中带 在轻带.
在重带
(2)不正确
如图为生物体内遗传信息的传递与表达过程.据图回答:
(1)比较图一与图二,所需要的条件除模板有所不同之外,______和______也不同.
(2)若图二所示结构进行该过程前共有a个碱基对,其中鸟嘌呤有b个,则图中过程连续进行4次,至少需要提供胸腺嘧啶______个.
(3)图三所示的是遗传信息传递的规律,过程②必需的酶是______,图三中可在人体正常细胞内发生的过程有______.(填序号)
(4)图四中d过程对应于图三中______过程(填序号).若d过程结束所得的物质由M个氨基酸构成,含有N条肽链,其中有Z条环状肽链,则该物质完全水解共需水分子个数为______.
正确答案
解:(1)由以上分析可知图一表示遗传信息的转录过程,模板是DNA的一条链,原料是核糖核苷酸,需要解旋酶和RNA聚合酶,场所主要是细胞核;图二表示DNA复制过程,模板是亲代DNA的两条链,原料是脱氧核苷酸,需要解旋酶和DNA聚合酶.
(2)图二所示结构进行该过程前共有a个碱基对即有2a个碱基,鸟嘌呤有b个,胸腺嘧啶为a-b个,那么连续复制4次所需胸腺嘧啶为(24-1)(a-b)=15(a-b).
(3)图三表示中心法则的主要内容及其发展,其中①DNA的复制、③转录和⑤翻译三个过程能在人体正常细胞中进行,而④RNA的复制和②逆转录只能发生在少数RNA病毒中,且逆转录过程需要逆转录酶的催化.
(4)图四表示遗传信息的表达过程,包括转录和翻译,即图三中的③⑤过程.根据肽链中肽键数=氨基酸数-肽链数(对于环肽来说,肽键数=氨基酸数)可知:由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子含N条肽链,所以应含有的肽键数目为M-N.又因为有Z条是环状多肽,所以该蛋白质分子实际含有的肽键数目为M-N+Z.
故答案为:
(1)酶 原料
(2)15(a-b)
(3)逆转录酶 ①③⑤
(4)③⑤M-N+Z
解析
解:(1)由以上分析可知图一表示遗传信息的转录过程,模板是DNA的一条链,原料是核糖核苷酸,需要解旋酶和RNA聚合酶,场所主要是细胞核;图二表示DNA复制过程,模板是亲代DNA的两条链,原料是脱氧核苷酸,需要解旋酶和DNA聚合酶.
(2)图二所示结构进行该过程前共有a个碱基对即有2a个碱基,鸟嘌呤有b个,胸腺嘧啶为a-b个,那么连续复制4次所需胸腺嘧啶为(24-1)(a-b)=15(a-b).
(3)图三表示中心法则的主要内容及其发展,其中①DNA的复制、③转录和⑤翻译三个过程能在人体正常细胞中进行,而④RNA的复制和②逆转录只能发生在少数RNA病毒中,且逆转录过程需要逆转录酶的催化.
(4)图四表示遗传信息的表达过程,包括转录和翻译,即图三中的③⑤过程.根据肽链中肽键数=氨基酸数-肽链数(对于环肽来说,肽键数=氨基酸数)可知:由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子含N条肽链,所以应含有的肽键数目为M-N.又因为有Z条是环状多肽,所以该蛋白质分子实际含有的肽键数目为M-N+Z.
故答案为:
(1)酶 原料
(2)15(a-b)
(3)逆转录酶 ①③⑤
(4)③⑤M-N+Z
含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大.现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞.然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后,分别得到G1、G2代细胞.现从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到的结果如图,由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同.若①②③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答:
(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:G0______,G1______,G2______.
(2)G2代在①②③三条带中的DNA数的比例是______.
(3)图中①②两条带中的DNA分子所含的同位素磷分别是:条带①______,条带②______.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是______.DNA的自我复制能使生物的______保持相对稳定.
(5)设全部含31P的DNA分子相对分子质量为a,全部含32P的DNA分子相对分子质量为b,则G2代DNA分子的平均相对分子质量为______.
正确答案
解:(1)由题意可知,G0是哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到,G0的2个DNA分子的两条DNA链中都是31P,应位于试管的上方“轻”的位置;G1是将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,细胞分裂一次获得的,2个DNA分子中都是一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置;G2是将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第2次细胞分裂后获得的,两个DNA分子中,一个DNA分子一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,另一个DNA分子两条链都是32P,分布在试管的下方“重”的位置.
(2)由(1)分析可知,G2DNA分子分布在试管的“中”的位置和“重”的位置,且比例是1:1,试管的上方“轻”的位置无DNA分子的条带分布.
(3)分析题图可知,图中①是试管的“轻”的位置,该条带中DNA分子所含的同位素磷是31P;图中②是试管的“中”的位置,该条带中DNA分子所含的同位素磷是31P、32P.
(4)实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制的方式;DNA的自我复制能使生物的遗传信息保持相对稳定.
(5)G2代DNA分子中,含31P的DNA分子为2个,只含32P的DNA分子为6个.因此G2代DNA分子的平均相对分子质量为=
.
故答案为:
(1)A B D
(2)0:2:2
(3)31P 31P、32P
(4)半保留复制 遗传信息
(5)
解析
解:(1)由题意可知,G0是哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到,G0的2个DNA分子的两条DNA链中都是31P,应位于试管的上方“轻”的位置;G1是将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,细胞分裂一次获得的,2个DNA分子中都是一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置;G2是将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第2次细胞分裂后获得的,两个DNA分子中,一个DNA分子一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,另一个DNA分子两条链都是32P,分布在试管的下方“重”的位置.
(2)由(1)分析可知,G2DNA分子分布在试管的“中”的位置和“重”的位置,且比例是1:1,试管的上方“轻”的位置无DNA分子的条带分布.
(3)分析题图可知,图中①是试管的“轻”的位置,该条带中DNA分子所含的同位素磷是31P;图中②是试管的“中”的位置,该条带中DNA分子所含的同位素磷是31P、32P.
(4)实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制的方式;DNA的自我复制能使生物的遗传信息保持相对稳定.
(5)G2代DNA分子中,含31P的DNA分子为2个,只含32P的DNA分子为6个.因此G2代DNA分子的平均相对分子质量为=
.
故答案为:
(1)A B D
(2)0:2:2
(3)31P 31P、32P
(4)半保留复制 遗传信息
(5)
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5000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______.
正确答案
解:(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5000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%=3000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3000×(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有丝分裂形成的4个细胞中含有15N的细胞个数可能是1个或2个.
故答案为:
(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)0.9×104 1个或2个
解析
解:(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5000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%=3000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3000×(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有丝分裂形成的4个细胞中含有15N的细胞个数可能是1个或2个.
故答案为:
(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)0.9×104 1个或2个
大肠杆菌置于含15N的培养基上培养,这样后代大肠杆菌细胞中的DNA均被15N
标记,然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基,繁殖两代,亲代、子一代、子二代大肠杆菌的状况如图所示.
(1)后代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同的原因是______.
(2)如果将子二代大肠杆菌的DNA分子总量作为1,其中,带15N的子二代大肠杆菌DNA分子约占总量的______%
(3)如果将子二代大肠杆菌的DNA含量作为1,其中,带15N的子二代大肠杆菌DNA含量(单链)约占总量的______%. (4)本实验可以说明DNA的复制方式是
______.
(5)如用某种离心方法分离得到子二代大肠杆菌的DNA,请你将DNA分子可能出现在试管的位置在右图上标出.
正确答案
解:(1)后代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同的原因是它们均是以亲代15N标记的DNA双链的每条链为模板,按照碱基互补配对原则合成的.
(2)据图可知,子二代大肠杆菌的DNA分子共4个,其中含15N的DNA分子有2个.如果将子二代大肠杆菌的DNA分子总量作为1,则带15N的子二代大肠杆菌DNA分子约占总量的2÷4=50%.
(3)据图可知,子二代大肠杆菌的DNA分子共4个,DNA单链共8条,其中含15N的DNA单链有2条.如果将子二代大肠杆菌的DNA含量作为1,其中,带15N的子二代大肠杆菌DNA含量(单链)约占总量的2÷8=25%.
(4)本实验可以说明DNA的复制方式是半保留复制.
(5)如用某种离心方法分离得到子二代大肠杆菌的DNA共4个,其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N,另外2个DNA分子为2条链均含14N,因此2个DNA分子为中链,2个DNA分子为轻链.
故答案为:
(1)它们均是以亲代15N标记的DNA双链的每条链为模板,按照碱基互补配对原则合成的
(2)50
(3)25
(4)半保留复制
(5)如下图
解析
解:(1)后代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同的原因是它们均是以亲代15N标记的DNA双链的每条链为模板,按照碱基互补配对原则合成的.
(2)据图可知,子二代大肠杆菌的DNA分子共4个,其中含15N的DNA分子有2个.如果将子二代大肠杆菌的DNA分子总量作为1,则带15N的子二代大肠杆菌DNA分子约占总量的2÷4=50%.
(3)据图可知,子二代大肠杆菌的DNA分子共4个,DNA单链共8条,其中含15N的DNA单链有2条.如果将子二代大肠杆菌的DNA含量作为1,其中,带15N的子二代大肠杆菌DNA含量(单链)约占总量的2÷8=25%.
(4)本实验可以说明DNA的复制方式是半保留复制.
(5)如用某种离心方法分离得到子二代大肠杆菌的DNA共4个,其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N,另外2个DNA分子为2条链均含14N,因此2个DNA分子为中链,2个DNA分子为轻链.
故答案为:
(1)它们均是以亲代15N标记的DNA双链的每条链为模板,按照碱基互补配对原则合成的
(2)50
(3)25
(4)半保留复制
(5)如下图
扫码查看完整答案与解析