高中生物DNA的粗提取和鉴定综合题

（1）1958年，梅塞尔森和斯塔尔做了如下实验：将大肠杆菌放在含¹⁵NH₄Cl的培养基中繁殖几代，其DNA由于¹⁵N的加入，而比普通大肠杆菌的DNA重1%，再将含¹⁵N的DNA大肠杆菌移到含¹⁴NH₄Cl的培养基中繁殖一代，其DNA的质量为中间类型．如果再继续繁殖一代，结果出现两种质量的DNA，即中间型和轻型．提取所有这些不同质量的DNA分子放在离心机内离心3个小时，结果，这些DNA在试管内分成三条带．如图请分析说明：

①a带的DNA是      ，b带的DNA是      ．
A．两条单链都含¹⁵N 
B．两条单链都含¹⁴N 
C．一条单链含¹⁵N，另一条单链含¹⁴N
②以上实验证明了      ．
（2）某科学家做的噬菌体侵染细菌的实验，分别用同位素³²P、³⁵S作了如下表所示的标记．

	噬菌体（T2）成分	细菌（大肠杆菌）成分
核苷酸	标记^32P	^31P
氨基酸	^32S	标记^35S

此实验得出的结果是子噬菌体与母噬菌体的外形和侵染特性均相同，请分析完成：
①子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是      ．
②子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是      ．
③此实验证明了      ．

如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题:

（1）甲图中有_______种碱基，有________个游离的磷酸基团。从主链上看，两条单链的方向_______，从碱基关系看，两条单链_______。
（2）DNA分子的_______是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA与基因的关系是_______。
（3）乙图的DNA分子复制过程中除了需要模板和酶外，还需要_______等条件，保证DNA分子复制精确无误的关键是_______。
（4）若图乙的该DNA分子含有48502个碱基对，而子链延伸的速度为105个碱基对/分，则此DNA复制约需要30s，而实际只需约16s，根据图分析是因为______________;由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______________。
（5）DNA分子在复制过程中，某位点上的一个正常碱基（设为P）由于诱变变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G。推测“P”可能是
A．胸腺嘧啶                    B．腺嘌呤  
C．胸腺嘧啶或腺嘌呤              D．胞嘧啶或鸟嘌呤

以下是教材当中的结论性语句，请填写：
（1）核酸是细胞内携带_________的物质，在生物的遗传、变异和______的生物合成中具有极其重要的作用。
（2）__________分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的______随着非姐妹染色单体交叉而互换，导致______上基因重组。
（3）动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞叫__________。
（4）原癌基因和抑癌基因突变，导致正常细胞的生长和______失控变成癌细胞。
（5）基因通过控制______来控制______过程，进而控制生物的性状；基因还能通过控制________直接控制生物的性状。

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发生的主要时期是_______和_________。
（2）过程②发生的场所是_________，消耗的有机物是________，a链形成后通过______进入到细胞质中与核糖体结合。
（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a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。

下图是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心铎则的图解，已知:环丙沙星能抑制细菌解旋酶的活性；红霉素能与核糖体结合以阻止其发挥作用；利福平能抑制RNA聚合酶的活性。

请回答以下问题:
（1）图1中，环丙沙星会抑制      _过程（用题中字母表示）。利福平将会抑制         _过程（用题中字母表示），
（2）在蛋白质合成过程中，图2、图3分别表示         和           。
（3）图2中甲的名称为_____，方框内表示该过程进行方向的箭头是     （标→或←）。
（4）图3所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程，此过程的模板是     （物质名称），该过程进行方向的是  。（用“―”或“—”表示）。
（5）从化学成分角度分析，以下与图3中结构⑤的化学组成最相似的是   。

A．大肠杆菌

B．噬菌体

C．染色体

D．烟草花叶病毒

（6）用图示表示有丝分裂间期时人的造血干细胞内遗传信息的流向       。

某校一个生物兴趣小组借助某大学的实验设备，对DNA复制方式等问题进行研究。

（1）该小组设计了以下实验程序，请对结果进行预测。实验步骤如下：
第一步：在氮源为的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为分子；在氮源为的培养基生长的大肠杆菌，其DNA分子均为。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）转移到含的培养基上繁殖一代，然后进行离心处理，请分析：如果其DNA分布的位置是一半在轻带，一半在重带，则说明DNA的复制方式为            复制；如果DNA分布的位置是全部在中带，则为            复制。根据已有知识，你认为第一种现象会不会出现？_________。
（2）有人提出：将以上实验第二步培养得到的大肠杆菌的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1/2，则一定为半保留复制。这位同学的说法是否正确？           ，原因是_____________________。
（3）DNA复制的意义是_________________。

回答下列有关细胞的问题。某植物的体细胞染色体数为6对，其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为15小时，其中G₁期、S期、G₂期、M期所占比例如图。

（1）该植物根尖细胞分裂间期的总时长约为_____小时。
（2）G₁期细胞内完成的主要活动是__________（多选）。
A．染色质丝螺旋缠绕       
B．合成一定数量的RNA
C．合成DNA复制需要的酶   
D．合成组装纺锤体的蛋白质
（3）如果细胞内存在DNA解旋的现象，则此时细胞可能处于__________（多选）。
A．S期       B．G₂期        C．分裂期中期        D．分裂期后期
（4）假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被³H标记，挑选一个正处于分裂期前期的细胞，放入不含放射性的培养液中培养，经过15小时后，培养液中单个细胞内能检出放射性的染色单体有__________条。
（5）植物细胞有丝分裂末期在赤道面上会出现一些囊泡，囊泡将彼此融合，囊泡内的物质被用来形成新的细胞壁，囊泡膜将在新的细胞壁两侧形成新的_____。
（6）下列不可用于对染色体进行染色的试剂是_____。
A．改良苯酚品红染液              B．苏丹III   
C．龙胆紫                        D．醋酸洋红
（7）若用大肠杆菌生长某一时期细胞中提取的mRNA构建其cDNA文库，则与大肠杆菌的基因组文库相比，其基因结构上cDNA文库中的基因缺少          、          片段。

美国科学家Sanger因发明了链终止．DNA测序法而再获诺贝尔奖。通过向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物，可以得到各种不同长度的脱氧核苷酸链，再通过电泳呈带（按分子量大小排列），从而读出对应碱基的位置。下图表示测定DNA新链中腺嘌呤位置的操作方法，据图作答

（1）操作的第一步是通过加热破坏         从而使DNA分子的双链打开，在细胞中这是在__________酶的作用下完成的。
（2）根据图中的模板链，对应合成的最长新链的碱基序列是（自上而下读出）        。
（3）要通过以上操作精确地测出DNA链上每一个碱基的位置，电泳分离结果必须能把     区分开来。
（4）为了能够从电泳结果直接读出模板链中鸟嘌呤的位置，进行以上操作时，应加入什么标记物?       。扩增后将产生几种带标记的新链?

如图甲为真核细胞中DNA分子复制图解，图乙为DNA分子的部分平面结构示意图，据图回答下列问题：

（1）图甲过程发生在                               期。
（2）图乙中组成DNA分子的基本单位是__________________（用图中数字表示），其化学元素组成是________。它是由一分子____________、一分子______________和一分子______________所组成。
（3）图甲中1示意的过程是DNA分子利用细胞提供的___________，在            酶的作用下，把扭成螺旋的双链解开。
（4）图甲中2示意的是以母链为模板，按照______________原则进行子链合成，碱基通过_____________连接成碱基对，参与此过程的酶是                 。
（5）若图甲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_________。该DNA分子中（A+G）/（T+C）应为_________。

下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：
请回答：

(1)P的基本元素组成为________。及其结构通式____________________
(2)控制细胞遗传性状的物质是________(填字母)，构成它的单体是________。
(3) 图中X是____________，Ⅰ在小麦种子中主要是指____________。。

某雌雄同株的二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。
(1)植物出现窄叶是宽叶基因突变导致的，M基因突变前的部分序列(含起始密码信息)如图所示(注：起始密码子为AUG)。

图中所示的M基因片段在转录时，________链作为模板链；转录时________酶与DNA分子的       结合；正常情况下基因M在细胞中最多有________个。
(2)现有一个宽叶红花变异个体，基因型为MR，请你用竖线(|)表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，该植株的体细胞中的基因M、R与染色体关系示意图为________(写出一种情况)，该变异属于可遗传变异中的____________。该植株与基因型为mmrr的个体杂交获得F₁，请用遗传图解表示该过程。(说明：①各种配子的活力相同；②不要求写出配子；③只要求写出一种情况。)
(3)用某植株(MmHh)的花药进行离体培养，用秋水仙素处理________(填“幼苗”“休眠的种子”“萌发的种子”或“幼苗或萌发的种子”)，使染色体数目加倍，形成可育纯合子。

回答下列有关遗传信息的问题。
2012年诺贝尔化学奖授予在G蛋白偶联受体领域作出杰出贡献的科学家。G蛋白偶联受体调控着细胞对激素、神经递质的大部分应答。下图表示甲状腺细胞膜内侧的G蛋白与促甲状腺激素受体结合，形成G蛋白偶联受体后被活化,进而引起细胞内一系列代谢变化。请回答：

（1）促甲状腺激素是由       分泌的，图中“功能蛋白A”的生物效应是促进           的合成和分泌。
（2）过程①需要细胞质为其提供            作为原料,催化该过程的酶是          。
（3）过程②除了图中已表示出的条件外还需要             (至少写出2项）。
（4）DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基（设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子，相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P”可能是         或        。
（5）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是________（多选）

A．图中表示4条多肽链正在合成
B．转录尚未结束，翻译即已开始
C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链

图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题。

（1）图示甲、乙、丙过程分别表示________、转录和翻译的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在               和            中。
（2）生物学中，经常使用³H-TdR(³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸)研究甲过程的物质合成情况，原因是                                              。
（3）转录时，与DNA中起点结合的酶是______________。一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程在每个起点一般起始________次。
（4）丙(翻译)过程在核糖体中进行，通过______________上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经          和           加工修饰的结果。

(15分)在生命科学研究中，“放射性同位素示踪法”是常用的研究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题：
(1)将大肠杆菌的DNA分子用³H标记后，放在普通培养基上繁殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了DNA分子的复制方式是   。

⑴若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸   个。
(2)鲁宾和卡门用放射性¹⁸0分别标记H₂O和CO₂分子，证明了光合作用过程中产生的O₂来自于   ；卡尔文用¹⁴C标记的CO₂研究光合作用暗反应过程中C的转移，¹⁴C在化合物中的出现顺序依次是：¹⁴CO₂→   化合物→   。
(3)用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠胰腺细胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体出现后，依次经过   、   和   ，最后出现在细胞外。

请回答下列关于分子遗传及人类遗传病的相关问题：
Ⅰ．下图①②③表示了人体细胞中遗传信息的传递方向，据图回答：

（1）人体细胞内①②过程发生的场所          。图示②过程消耗的有机物是           。
（2）图示①②③过程中易发生基因突变的是      （填数字）。
（3）在遗传信息传递过程中，翻译的方向从             。
（4）若图示mRNA中腺嘌呤和尿嘧啶之和为36%，则转录形成该mRNA的DNA片段的一条脱氧核苷酸链中胸腺嘧啶占该链碱基的比例最多是           。
Ⅱ．下图是患甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b）两种遗传病的系谱图。据图回答：

（1）甲病的遗传方式为      。
（2）假设Ⅱ-1不是乙病基因的携带者，则乙病的遗传方式为_________。Ⅰ-2的基因型为__________，Ⅲ-2的基因型为__________。若Ⅲ-1与Ⅲ-4号婚配，生育子女中同时患两种病的概率为______， 只患一种病的概率为________。因此，预防遗传病最有效的措施是       。