高中生物DNA的粗提取和鉴定综合题

为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体，科学家们做了如下研究。
（1）依据真核细胞中_____位于细胞核内，而蛋白质合成在核糖体上这一事实，科学家推测存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。
（2）对于“信使”，有两种不同假说．假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA（称为mRNA）作为遗传信息传递的信使．若假说一成立，则细胞内应该有许多______（填“相同”或“不同”）的核糖体。若假说二成立，则mRNA应该与细胞内原有的_____结合，并指导蛋白质合成。
（3）研究发现噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中，细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA．为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”，科学家们进一步实验。
①¹⁵NH₄Cl和¹³C﹣葡萄糖作为培养基中的氮源和碳源来培养细菌，细菌利用它们合成_____ 等生物大分子．经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的“重”细菌。
②将这些“重”细菌转移到含¹⁴NH₄CI和¹²C﹣葡萄糖的培养基中培养，用噬菌体侵染这些细菌，该培养基中加入³²P标记的_____ 核糖核苷酸作为原料，以标记所有新合成的噬菌体RNA。
③将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心，结果如图表示，由图可知，大肠杆菌被侵染后_  __ （填“合成了”或“没有合成”）新的核糖体，这一结果否定假说一．³²P标记的新噬菌体RNA仅出现在离心管的______ ，说明______ 与“重”核糖体相结合，为假说二提供了证据．

（4）若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组实验，请选择下列序号填入表格．

组别	实验处理	预期结果
1	_________	_________
2	_________	_________

①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合
②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合
③出现DNA﹣RNA杂交现象
④不出现DNA﹣RNA杂交现象。

苦马豆素（SW）最早是从植物灰苦马豆中分离获得，为了研究SW对肿瘤细胞DNA复制的影响。研究者提出了以下实验思路：
（1）实验分组：
甲组：培养液+肿瘤细胞+³H-TDR(³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理盐水
乙组：培养液+肿瘤细胞+³H-TDR+SW（用生理盐水配制），每组设置若干个重复样品。
（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。
（3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定CRD，求每组平均值并进行统计分析。（要求与说明：答题时用SW、CRD、³H-TDR表示相关名词）请回答：
（1）肿瘤细胞DNA复制时所需的酶有                  ，复制方式是            。
（2）预测实验的可能结果及结论：若乙组CRD明显高于甲组，则说明                                             ；                                                                        ；                                                                       。
（3）实验中每组设置若干个重复样品的目的是                          ,实验中采用³H-TDR的原因是                 ，可根据          的变化来判断DNA复制情况。

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基因编码的淀粉分支酶少了末端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。

(10分)如图表示真核细胞中遗传信息的传递过程，请据图回答：

(1)科学家克里克提出的中心法则包括图中________所示的遗传信息的传递过程。A过程发生在________________________的间期，B过程需要的原料是________________，图中需要解旋酶的过程有________。
（2）基因突变一般发生在_____________过程中，它可以为生物进化提供____________。
(3)D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是________。
(4)图中a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是_________。图中的不同核糖体最终形成的肽链________(填“相同”或“不同”)。
（5）如图所示是某基因的部分碱基序列，所编码蛋白质的氨基酸序列为“……甲硫氨酸——精 氨酸——谷氨酸——丙氨酸——天冬氨酸——缬氨酸”（甲硫氨酸的密码子是AUG，精氨酸的密码子是CGG）。

如果序列中箭头所指碱基对G//C缺失，该基因上列片段编码的氨基酸序列为________。

DNA是主要的遗传物质，有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。回答下列问题：
（1）小白鼠和肺炎双球菌的DNA分子存在着差异，其原因是组成DNA分子的_____________不同，但两者的DNA分子片段却可以实现重组，其原因是_________________。
（2）为了探究构成两者DNA分子的脱氧核苷酸数量是否相同，请依据下列材料设计实验：
实验材料：小白鼠的DNA分子、肺炎双球菌的DNA分子、4种足量种类和数量的脱氧核苷酸、ATP溶液、相关酶、试管等。
实验步骤：第一步：取2支试管，编号A、B；
第二步：分别放入_______________________________________；
第三步：在A试管中______________________________ ，B管中放入_____________________;
第四步：在适宜温度条件下培养一段时间，测定两试管中__________________________。
实验结果及结论：
①___________________________________________
②___________________________________________

请根据DNA的功能回答下列问题：
Ⅰ.如图是蛋白质合成的示意图，据图回答相关问题（a、b、c表示相应物质，①、②表示相应过程， [ ]内填写图中相应物质的标号）：

（1）图中①所示的过程称为        ，②过程的直接模板是[  ]             。
（2）a表示_____分子，其功能主要是携带        进入核糖体，进而合成蛋白质。
Ⅱ.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）

医学上常使用抗生素治疗由细菌所引起的疾病。图中①～⑤分别表示不同抗生素抑制细菌的作用情况，a～c表示遗传信息的传递过程。

(1)①表示______________；④表示________________。
(2)细菌在正常状态下，c过程中遗传信息的传递也会有损失，其原因是__________________________。
(3)人类滥用抗生素往往导致细菌产生耐药性。现代生物进化理论认为，其实质是________________________。
(4)将N个细菌的F用³²P标记后，放在³¹P的培养液中连续分裂m次，含³¹P的细菌有______个。

如图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向,请据图回答下列问题:

(1)科学家克里克将图中①②③所示的遗传信息的传递规律命名为   法则。过程①发生在有丝分裂的间期和           的间期。
(2)过程②称为   ,催化该过程的酶是   ,其化学本质是   。已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某tRNA上的反密码子是AUG,则该tRNA所携带的氨基酸是   。
(3)a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是       。一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的生物学意义是 。
(4)苯丙酮尿症的病因是患者体细胞中缺少一种酶,致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变成酪氨酸,而转变成了苯丙酮酸。此实例说明,基因控制性状的方式之一是基因通过控制酶的合成来控制      过程,进而控制生物体的性状。若该酶含有a个氨基酸,则控制此酶合成的基因中至少有   个碱基对。

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1/8
B．含有¹⁴N的DNA分子占7/8
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．2^n－1(N－m)
C．2^n－1(N/2－m)       D．2ⁿ(N/2－m)

1958年，Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题：

（1）由于DNA分子呈___________结构，DNA复制开始时首先必需解旋从而在复制起点位置形成复制叉（如图1）。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测_____                ______的数量。
（2）1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌（拟核DNA呈环状）放在含有³H-胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据左边的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，请在空白处用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。（注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链）。
（3）DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的，用不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有³H-胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明________________。

（4）为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第（2）题的方法，观察到的大肠杆菌DNA复制过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是     起点复制的。

(11分)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：

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。
（5）若图二合成的某蛋白质由M个氨基酸构成，含有N条肽链，其中有Z条是环状肽链，该蛋白质完全水解共需水分子个数为________________________。

（除注明外每空1分，共15分）如图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：

（1）图2方框中所示结构可以相当于图1中的            （填序号），它主要在_________中合成；分析图2中应该包含了                种核苷酸。
（2）图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为___________，进行的主要场所是[   ]______，所需要的原料是_________。
（3）若①所示的分子中有114个碱基，则由它所控制形成多肽过程中脱去水分子数最多为    个，需要的氨基酸种类最多不超过       种。

A．17

B．18

C．19

D．20

（4）如果用³²P作为放射性标记元素，则可标记在图2中的              处。（填序号）图2中的成分彻底水解得到        种产物。
（5）噬菌体内不能完成图2所示过程，原因是                        。

(11分)某研究小组用同位素标记法验证DNA分子的半保留复制,实验材料选择蚕豆根尖(2n=12)。请根据实验内容回答有关问题:
(1)该研究需要观察细胞有丝分裂中期的染色体,为了确定中期持续的时间,研究者先做了一个预备实验。
①制作蚕豆根尖细胞的有丝分裂临时装片的基本步骤:取材→    →漂洗→染色→压片。染色时,应该使用    (填“酸性”或“碱性”)染液。
②下表是观察临时装片的三个视野的统计结果。已知蚕豆根尖细胞在适宜条件下进行有丝分裂,细胞周期为11.4 h,由此可估算分裂中期经历的时间为    h。

(2)实验步骤一:首先用含3H标记物的培养液处理蚕豆根尖细胞,标记DNA分子的双链,然后将这些根尖细胞移入普通培养液(不含放射性元素)中,再让细胞连续进行有丝分裂。处理根尖细胞的3H标记物最可能是    。                   
(3)实验步骤二:通过放射自显影技术观察每次有丝分裂中期染色体的标记情况。 如果DNA分子复制属于半保留复制,染色体的标记会有三种情况(如图所示),那么在普通培养液中第一次、第二次、第三次有丝分裂中期,细胞中染色体的标记情况依次是    (请在下列A~E选项中选择)。

A．12个a

B．12个b

C．6个a,6个b

D．6个b,6个c

E.b+c=12个,但b和c数目不确定
(4)验证DNA分子的半保留复制还可以采用密度梯度离心法。请参照图中的①②③,在④中标出第二次有丝分裂后期细胞中的DNA分子可能出现在试管中的位置。

回答下列病毒的遗传学问题：
(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。

①从病毒中分离得到物质A，已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—，则试管甲中模拟的是________过程。
②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是________，试管乙中模拟的是________过程。
③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是________。
(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自______________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套________。该病毒遗传信息的传递过程为________________。
(3)病毒的遗传物质有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种。如何判断是DNA还是RNA？__________________；如何判断是双链还是单链？____________________________________________________。
(4)如图表示三种病毒合成自身蛋白质和核酸的过程。

①更容易发生突变的是病毒_______，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②7过程需要的原料是________，需要的酶是__________。
③图解中属于翻译过程的是__________________。

大肠杆菌DNA分子结构示意图(片段)。请据图3—2回答问题：

(1)图中1表示__________，2表示            ，1、2、3结合在一起的结构叫                      。
(2)3有____种，中文名字分别是____________             。
(3)DNA分子中3和4是通过_______连接起来的。
(4)DNA被彻底的氧化分解后，能产生含氮废物的是______________(用序号表示)
(5)已知在DNA分子的一条单链中(A+C)/(T+G)= m，求另一条互补链中这种比例是________ 这个比例关系在整个DNA分子中是________；如果在DNA的一条单链中(A+T)/(C+G)=n，则另一条互补链中这种比例是_________这个比例关系在整个DNA分子中是___________；若DNA分子中的一条单链中(A+T)/(A+T+C+G)=K，则另一条互补链中这种比例是________而在整个DNA分子中是_______________________。如果DNA分子中一条链中的A占15%，互补链中的A占25%，则整个DNA分子中A占____________________。