高中生物DNA的粗提取和鉴定综合题

家蚕主要以桑叶为食，一个世代中要经历卵（蚕蛾交配后产下的受精卵）、幼虫（蚕）、蛹（蚕吐丝成茧变成蛹）成虫（蚕蛾）四个发育阶段。请回答下列问题：

（1）若右图表示家蚕体内某个DNA片段自我复制及控制多肽合成的过程。生物学上经常使用3H—TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）研究①过程中相关物质的合成，因为3 H_TdR是________。与③相比，②中特有的碱基配对方式是     。若要改造此多肽分子，将图中丙氨酸变成脯氨酸（密码子为CCA、CCG、CCU、CCC），可以通过改变DNA模板链上的—个碱基来实现，即由____。
（2）若蚕蛾的黑斑翅和白翅由两对独立遗传的常染色体上的基因（B和b、E和e）共同控制，含有B和E基因的黑色素细胞不能合成黑色素（作用机理如右图）。现有一批白翅蚕蛾，甲组：bbEE，乙组：BBEE，丙组：bbee，若想利用这批白翅蚕蛾通过杂交方法培育出纯种黑斑翅蚕蛾，请完成实验方案并讨论。

①实验方案：
I．选择    两个品种进行杂交获得F₁；
Ⅱ．让F₁雌雄个体相互交配获得F₂；
Ⅲ．让F₂中表现型为     的雌雄个体相互交配，挑选F₃中同样表现型的个体继续杂交，逐代筛选，就会得到纯种的黑斑翅蚕蛾。
②讨论：
I．F2中白翅蚕蛾的基因型共     种，黑斑翅蚕蛾与白翅蚕蛾的比例为____   。
Ⅱ，从理论上分析，若将F2中黑斑翅蚕蛾自由交配得F3，则F3黑斑翅中纯合子的比例为                    。

临床上常常利用血液中DNA进行身份鉴定、基因诊断等,但血液中DNA含量少、不易提取。为了从血液中获取更多的DNA,科研人员以大鼠血液为材料,尝试比较两种提取DNA的方法,主要操作如下:

实验结果（表中OD₂₆₀反映溶液中核酸的浓度,OD₂₈₀反映溶液中蛋白质或氨基酸的浓度。理论上,纯DNA溶液的OD₂₆₀/OD₂₈₀为1．8）:

提取方法	OD260	OD280	OD260/OD280	DNA含量（μg·mL^-1血液）
方法A	0．304	0．188	1．62	38
方法B	0．612	0．420	1．46	76．5

请回答下列问题:
（1）补全相关实验步骤:①      ,②      。
（2）实验中利用异丙醇溶液纯化DNA的原理是               。
（3）与用鸡血作实验材料相比,从哺乳动物的血液中提取的DNA总是很少,这是因为        。
（4）两种方法中OD₂₆₀/OD₂₈₀均低于1．8,主要原因是          ;其中方法A的OD₂₆₀/OD₂₈₀更接近1．8,原因是              。
（5） 根据实验结果,从人血液中提取DNA时应优先选择方法    （选填“A”或“B”）。

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______________。

1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤，据图回答下列问题：

（1）若图中C有大量的放射性，则进入大肠杆菌体内的是用_______（填“32P”或“35S”）标记的______________。
（2）在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是______________没有进入大肠杆菌内部。
（3）噬菌体侵染细菌实验证明了______________。
（4）在氮源为¹⁴N和¹⁵N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为¹⁴N—DNA（相对分子质量为a）和¹⁵N—DNA（相对分子质量为b）。将只含¹⁵N—DNA的亲代大肠杆菌转移到含¹⁴N的培养基上，连续繁殖两代（I和II），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。

预计第Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为______________。
（5）DNA复制的方式为______________，其复制过程遵循严格的_______原则。

下面甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：

（1）从甲图可看出DNA复制的方式是______．
（2）甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则A是______酶，B是______酶．
（3）图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有______．
（4）乙图中，7是______．DNA分子的基本骨架由______交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过______连接成碱基对，并且遵循______原则．

某科学家做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌有关结构或物质（如下表所示）。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。

	噬菌体	细菌
DNA或核苷酸	^32P标记	^31P标记
蛋白质或氨基酸	^35S标记	^32S标记

（1）子代噬菌体的DNA应含有表中的       元素。
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有³⁵S元素，由此说明                 ；
子代噬菌体的蛋白质分子都含³²S元素，这是因为             。
（3）实验中选取³⁵S和³²P这两种同位素分别标记噬菌体蛋白质和DNA的原因是                 。

中国科学家屠哟哟获20l5年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人员发现了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（实线方框所示）和酵母细胞产生合成青蒿酸的中间产物FPP的途径（虑线方框所示）如图，请据图分析回答：

（l）过程①需要______识别DNA中特定的碱基序列，该过程在细胞的分裂期很难进行的原因是______
（2）在青蒿的不同组织细胞中，相同DNA转录起点不完全相同的原因是______。青蒿素的合成体现了基因控制性状的方式是______。
（3）研究表明，相关基因导入酵母细胞后虽能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素却很少，据图分析原因可能是＿＿＿。为提高酵母菌合成青蒿素的产量，请你提出科学的解决方案。__________________
（4）若FPP合成酶基因含4300个碱基对，其中一条单链中A：C： T：G二1：2： 3：4，则该基因连续复制3次至少需要______个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。

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          。

如图为DNA分子复制图解，请据图回答．

（1）该过程正常进行所需的条件是_________ ．
（2）图中A′链与_________ 链相同，B′链与_________ 链相同，因此该过程形成的两个DNA分子完全相同，每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这种复制方式称为_________ ．
（3）假如经过科学家的测定，A链上的一段（M）中的A：T：C：G为2：1：1：3，能不能说明该科学家的测定是错误的？_________ ，原因是_________ ．

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_________。

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 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________。

端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由DNA重复序列和结合蛋白组成。研究发现，随细胞不断增殖，端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度时，细胞停止分裂。端粒酶由RNA和蛋白质组成，其中RNA是一段模板序列，可指导合成端粒DNA的重复序列。人体内大多数癌细胞都表现出较高的端粒酶活性。请分析回答：
（1）端粒酶的作用相当于HIV病毒中的        酶。结合端粒酶的作用推测，癌细胞表现出恶性增殖而不衰老死亡的特点可能是由于             。
（2）和端粒酶的化学成分最接近的细胞器是_______。
A、线粒体
B、核糖体
C、中心体
D、内质网
E、高尔基体 
F、溶酶体
（3）双歧杆菌是人体肠道内的自然菌群，具有抗肿瘤作用。研究人员从双歧杆菌中提取出双歧杆菌脂磷壁酸（LTA），加入细胞培养液中培养人白血病细胞株HL-60，检测LTA对细胞增殖的影响。LTA浓度和实验结果如图1所示。

①此实验中还有一组对照实验，其处理是____________________________。
②选用LTA浓度为40μg/ml的培养液中培养的细胞，测定端粒酶活性，结果如图2所示。综合两个实验结果，可以得出的结论有：
结论一：LTA能通过_______________来抑制_____________________。
结论二：__________________________。
结论三：__________________________。

中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的青蒿素挽救了数百万人的生命。
青蒿素是治疗疟疾的重要药物，利用雌雄同株的野生型青蒿（2n=18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿关于杆的颜色和叶形最多有        种基因型；若F₁代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为           或            ，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为          。
（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株。推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是       。四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为         ，该后代不育的原因是在           时同源染色体联会紊乱。
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的cyp酶参与青蒿素合成。
①该事例说明基因通过控制           ，进而控制生物的性状。
②若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）=             。
③若cyp基因的一个碱基对被替换，使cyp酶的第50位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，则该变异称为          。