高中生物DNA的粗提取和鉴定综合题

詹姆斯-沃森因与他人共同提出DNA分子双螺旋结构模型而获得诺贝尔奖。近日网上报导说沃森将拍卖他的诺贝尔奖章，有人称这是歧视言论的沃森想改变公众形像的一个做法。
⑴伟大的DNA之父却是个可耻的种族主义者。其实，人类的种族在生命系统的层次上属于        ，不同种族由于长期的地理隔离，基因库有了一些差异，但种族之间并没有出现              。
⑵可恶的沃森有不少性别歧视言论。其实，人类的男、女只存在   条染色体的差异。男性的X染色体只能来自他的母亲并传递给他的女儿，因此只位于X染色体上的基因控制的疾病具有         的特点。
⑶糟糕的沃森还歧视胖子。肥胖是多基因遗传病，已研究发现的与肥胖相关的基因或染色体区域已达200多个，遗传对肥胖的影响作用占40%-60%。人的OB基因只在脂肪组织中表达，其编码产物瘦素是一种由167个氨基酸残基组成的分泌性蛋白。瘦素在脂肪组织合成后，分泌到血液中，在血液中与其受体结合发挥作用。分析这段文字中可知，①生物的表现型与基因型和环境的关系可简单表述为：          ；②人OB基因只在脂肪组织中表达，体现了                       ；③动物激素调节的途径是：                                                                   。
⑷已知人OB基因位于常染色体上。一位俄罗斯胖小伙迎娶了一位南非瘦姑娘，婚后生有一瘦男孩和一胖女孩，他们再生一位瘦男孩的机率是            （只考虑OB及其等位基因对性状的影响）。
⑸沃森带有歧视性的不良言行给人们传递了           （信息种类）。

下图为大肠杆菌DNA分子结构图示（片段）。请根据图示分析并回答：

（1）图中1表示            ，2表示            ，1、2、3结合在一起的结构叫做           。
（2）3有         种，中文名称分别是                 。
（3）DNA分子中3与4是通过           连接起来的。
（4）DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是（用序号表示）      与        。
（5）图中DNA分子片段中，游离的磷酸基团有        个，若大肠杆菌的DNA分子的碱基G为x个，占其碱基总量的比例是y,则该DNA分子的碱基之间的氢键数目是          。

（每空2分，共10分）下图为DNA分子结构的模式图，据图作答：

（1）依次写出1－4的碱基____                。（用字母表示）
（2）图中5表示一个____   分子。6表示一个____    。
（3）碱基通过_______________连接成碱基对。
（4）若该DNA分子中，其中的一条链的A+G/T+C为0.4，那么在它的互补链中，A+G/T+C应为_________。

下图为大肠杆菌DNA分子结构模式图（片段）。请分析回答：

（1）图中2表示____________，l、2、3结合在一起的化合物叫____________。
（2）DNA分子中3与4之间是通过________连接起来的。
（3）DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是（用序号表示）____________。

人类对遗传的认知逐步深入：
（1）在孟德尔豌豆杂交实验中，纯合的黄色圆粒（YYRR）与绿色皱粒（yyrr）的豌豆杂交，若将F₂中黄色皱粒豌豆自交，其子代中表现型为绿色皱粒的个体占            。进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，但r基因编码的蛋白质（无酶活性）比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸，推测r基因转录的mRNA提前出现                   。
试从基因表达的角度，解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中，所观察的7种性状的F₁中显性性状得以体现，隐性性状不体现的原因是                                 。
（2）摩尔根用灰身长翅（BBVV）与黑身残翅（bbvv）的果蝇杂交，将F₁中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交，子代出现四种表现型，比例不为1∶1∶1∶1，说明F₁中雌果蝇产生了       种配子。实验结果不符合自由组合定律，原因是这两对等位基因不满足该定律“                       ”这一基本条件。
（3）格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为          ，否定了这种说法。
（4）沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用                           解释DNA分子的多样性，此外，                           的高度精确性保证了DNA遗传信息的稳定传递。

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，回答问题：

（1）对于人的生发层细胞来说，能发生甲过程的场所有___________。②的名称为__________。
（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）

白花三叶草有两个稳定遗传的品种，即叶片内含氰化物（有剧毒）和不含氰化物两个品种。已知白花三叶草叶片内氰化物是经过以下途径产生的（基因A、B位于非同源染色体上）。

（1）产氰糖苷酶是在细胞中的              结构上合成的，从基因A到产氰糖苷酶的过程包括                两个阶段。
（2）基因B的基本组成单位有      种，并由一定数目的基本单位按照特定方式连接而成。基因B的结构由两部分组成，与RNA聚合酶结合的位点在          部分，而另一个部分是间隔的、不连续的，其中能够编码氰酸酶的序列叫做                。
（3）显性基因A、B分别控制两种酶的合成，它们的等位基因不能合成相应的酶。两株纯合的无毒三叶草杂交，得到的F₁均有剧毒，推测两亲本的基因型为              。
（4）F₁杂交得到F₂，科研人员收集F₂植株上的叶片，收集的植株数目满足统计要求。在加入含氰糖苷或氰酸酶前后，对每株叶片提取物中氰化物的含量测定，得到的结果分为下面4组：

	只有叶片提取物	叶片提取物＋含氰糖苷	叶片提取物＋氰酸酶
1组	+	+	+
2组	0	0	+
3组	0	+	0
4组	0	0	0

              （＋表示有剧毒，0表示无毒）
请分析回答：
统计F₂代1～4组实验结果的植株比例约为       ；基因型有    种。如果根据叶片提取物中有无氰化物来对F₂植株的表现型分类，比例约为            ；如果根据提取物中加入含氰糖苷或提取物中加入氰酸酶后有无氰化物来对F₂植株的表现型分类，比例约为            。

下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验装置：

（1）在图①所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是________________，通过图②所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是________________________；图③所示实验步骤中加蒸馏水的目的是________________________。
（2）鉴定DNA的方法是，向溶有DNA丝状物的试管中加入________试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min，冷却后可观察到溶液呈________；也可取少许DNA丝状物置于载玻片上，滴一滴________溶液，片刻后用水冲洗，可见丝状物被染成________。

回答下列遗传学问题。
（1）1952年，赫尔希和蔡斯进行了著名的噬菌体侵染细菌实验。一个被³²P标记的T₂噬菌体感染正常细菌，复制出n个子代噬菌体，其中含有³¹P的噬菌体有________个。该实验最终有力证明了________________是遗传物质。
（2）某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，进行了如下两个实验： ①用未标记的噬菌体侵染³⁵S标记的细菌；②用15N标记的噬菌体侵染正常细菌。以上实验，经过短时间保温后，用搅拌器搅拌、离心，最终检测到放射性物质存在的主要部位分别是________________、________________。
（3）细菌在¹⁵N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有¹⁵N，然后再移入到¹⁴N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图①～⑤为可能的结果。根据DNA半保留复制特点，第一次分裂的子代DNA应为图________，第二次分裂的子代DNA应为图_________，第三次分裂的子代DNA应为图_________。

请回答下列有关遗传的问题
Ⅰ．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）过程①发生的时期是              和             
（2）细胞中过程②发生的主要场所是             ，该过程是在             酶的作用下，将核糖核苷酸连接在一起形成α链。
（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30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为                。
（4）图中y是某种tRNA，它由         （三个或多个）个核糖核苷酸组成的，其中CAA称为            ，一种y可以转运         种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由      种氨基酸组成。
Ⅱ．下图表示乙醇进入猕猴（2n=42）机体内的代谢途径，若猕猴体内缺乏酶1，喝酒脸色基本不变但易醉，称为“白脸猕猴”；缺乏酶2，喝酒后乙醛积累刺激血管引起脸红，称为“红脸猕猴”；若上述两种酶都有，则乙醇能彻底氧化分解，号称“不醉猕猴”。请据图回答下列问题：

（1）乙醇进入机体的代谢途径，说明基因控制性状是通过__________________：从以上资料可判断猕猴的乙醇代谢与性别关系不大，判断的理由是___________。
（2）基因b由基因B突变形成，基因B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有__________的特点。若对猕猴进行基因组测序，需要检测______________条染色体。
（3）“红脸猕猴”的基因型有_____________种；一对“红脸猕猴”所生的子代中，有表现为“不醉猕猴”和“白脸猕猴”的个体，则再生一个“不醉猕猴”雄性个体的概率是_____________。
（4）请你补充完成设计实验，判断某“白脸猕猴”雄猴的基因型。
实验步骤：
①让该“白脸猕猴”与多只纯合的“不醉猕猴”交配，并产生多只后代：
②观察、统计后代的表现型及比例。
结果预测：
I．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBB。
II．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBb。
Ⅲ．若子代_____________________，则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aabb。

如图为DNA分子（片段）的结构示意图，请据图回答：

（1）DNA的基本单位是       ，它是由        、        、        三个部分组成的．DNA的空间结构是       ，两条链是通过       方式联系在一起的，DNA分子的基本骨架由        构成．
（2）请用文字写出以下编号的名称．
7        8        9        10       
（3）若该DNA分子的一条链中=0.5，那么在它的互补链中，应为        ．

现有从生物体内提取的ATP分子和DNA分子，还有标记了放射性同位素³H的四种脱氧核苷酸。拟在实验室中合成多个DNA。请回答：
（1）除上述物质外，还需要________         。
（2）一段时间后，测得容器内共有8个DNA分子，在此时间内共复制了________   次。
（3）第四代DNA分子中，不含³H的DNA，一条链中含³H的DNA和两条链中均含有³H的DNA，其数目分别是________   、            、            。

如图所示，在a、d试管内加入的DNA都含有30对碱基。四支试管内都有产物生成，请回答：

（1）a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是____________过程，d试管内模拟的是_______过程。
（2）b、c两试管内的产物都是_______，但b试管内模拟的是_______过程，c试管内模拟的是_______过程；b试管的产物中最多含有_______个碱基，有_______个密码子。
（3）d试管中加入的酶比a试管中加入的酶多了______________。
（4）若要在b试管中继续获得多肽，则至少还应加入______________。

下图是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48502个碱基对，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__________、___________（至少写两点）。

（10分，第1小题每空1分，其余每空2分）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）在人体皮肤生发层细胞内，①过程发生的场所是细胞核和__________，②发生的主要场所是__________，③过程中的碱基配对方式是A—U、__________、C—G－、G—C。①②③过程3种生物大分子的合成过程需要原料、__________、酶、能量等条件。
（2）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26%、16%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为__________。
（3）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位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG），则该基因的这个碱基对替换情况是__________。
（4）请用一个图解表达人体内包含①②③过程中遗传信息的传递途径__________。