高中生物DNA的粗提取和鉴定综合题

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___________________________________________

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____________。。

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

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)

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

(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________________________。

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_________________。

(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。

(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。

（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      ．

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。

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。

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       。

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____________________。