高中 | 第2节 DNA的结构 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第2节 DNA的结构

$\rm .$$\rm 1$表示噬菌体侵染大肠杆菌的部分过程,图$\rm 2$所示的是赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法完成的$\rm T2$噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分实验过程。请回答下列问题。

  

$\rm 1$中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序:$\rm B→$                 $\rm →C$

[["$\\rm D→A→E$"]]

$\rm T2$噬菌体在侵染大肠杆菌之后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖,当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体,图中$\rm B$是噬菌体吸附在大肠杆菌表面,$\rm D$是噬菌体将$\rm DNA$注入大肠杆菌,$\rm A$是合成子代噬菌体的$\rm DNA$和蛋白质,$\rm E$是组装成子代噬菌体,$\rm C$是释放出子代噬菌体,因此,噬菌体侵染大肠杆菌正确的排列顺序是$\rm B→D→A→E→C$

由图$\rm 2$实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是                 (填“$\rm ^{35}S$”或“$\rm ^{32}P$”),请完成标记$\rm T$₂噬菌体的操作步骤:

①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的                 ,作为合成$\rm DNA$的原料。

②在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间,再用被标记的大肠杆菌培养$\rm T2$噬菌体。

[["$\\rm ^{32}P$","脱氧核苷三磷酸"]]

$\rm 2$沉淀物的放射性较高,上清液的放射性较低,即子代噬菌体中检测到放射性,说明用于标记噬菌体的同位素是$\rm ^{32}P$,标记的是噬菌体的$\rm DNA$;噬菌体没有细胞结构,是寄生在大肠杆菌中的,所以标记$\rm T2$噬菌体的操作步骤:

①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的$\rm 4$种脱氧核苷三磷酸(可提供能量和脱氧核苷酸)作为合成$\rm DNA$的原料。

②在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间后,使大肠杆菌内含有放射性标记的$\rm 4$种脱氧核苷酸,再用此大肠杆菌培养$\rm T2$噬菌体。

$\rm 2$实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,请分析该现象出现的可能原因是                                                                                

[["

培养时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内$\\rm /$培养时间过长,增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来

"]]

$\rm 2$实验中上清液中具有很低的放射性的可能原因是:①培养时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来。

噬菌体侵染大肠杆菌后,合成子代噬菌体的蛋白质外壳需要                 

①大肠杆菌的$\rm DNA$和核糖体及其氨基酸

②噬菌体的$\rm DNA$和核糖体及其氨基酸

③噬菌体的$\rm DNA$、大肠杆菌的氨基酸和核糖体

④大肠杆菌的$\rm DNA$及噬菌体的氨基酸

[["③"]]

噬菌体侵染大肠杆菌后,合成子代噬菌体的蛋白质外壳需要噬菌体的$\rm DNA$作模板,大肠杆菌的氨基酸作原料,且合成蛋白质的场所核糖体也是大肠杆菌提供的,故选:③。

赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法完成的$\rm T$₂噬菌体侵染大肠杆菌实验结果证明了$\rm DNA$是遗传物质,根据图$\rm 1$遗传物质的特点有                                                                                  (至少答出$\rm 2$点)。

[["

能自我复制、能指导蛋白质的合成、分子结构具有相对稳定性

"]]

赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法完成的$\rm T_{2}$噬菌体侵染大肠杆菌实验,由于子代噬菌体含有$\rm ^{32}P$,不含$\rm ^{35}S$,故证明了$\rm DNA$是遗传物质,根据图$\rm 1$可知作为遗传物质应该能进行能自我复制、能指导蛋白质的合成、分子结构具有相对稳定性,使子代保持和亲本相同的性状。

$\rm ^{35}S$组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系为                 

  

[["④"]]

由于$\rm ^{35}S$标记的是噬菌体的蛋白质外壳,且蛋白质外壳不进入大肠杆菌,所以在$\rm ^{35}S$组实验中,保温时间和上清液放射性强度没有关系,为图④。

Ⅱ.如图表示一段$\rm DNA$空间结构和平面结构的示意图,请据图回答问题。

  

从图甲中可以看出$\rm DNA$分子具有规则的                 结构,在真核细胞中,$\rm DNA$的主要载体是                 

[["双螺旋","染色体"]]

$\rm DNA$分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构;在真核细胞中,$\rm DNA$的主要载体是染色体。

与图乙中碱基②相配对的碱基是                 (填中文名称);由③④⑤组成的结构名称为                 

[["鸟嘌呤","腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸"]]

$\rm DNA$双链的碱基对之间通过氢键相连,鸟嘌呤与②胞嘧啶互补配对;由③脱氧核糖、④磷酸和⑤腺嘌呤组成的结构是腺嘌呤脱氧核苷酸。

若在一条单链中$\rm \dfrac{A+T}{G+C}=n$,在整个$\rm DNA$分子中其比例为                 。若该$\rm DNA$复制三次以后,含有甲图中两条链的$\rm DNA$$\rm DNA$总数的比例是                 

[["$\\rm n$","$\\rm \\dfrac{1}{4}/25\\%$"]]

一条单链上$\rm \dfrac{A+T}{G+C}=n$,根据碱基互补配对原则,与该链互补的另一条链上$\rm \dfrac{A+T}{G+C}=n$,整个$\rm DNA$分子中$\rm \dfrac{A+T}{G+C}=n$;该$\rm DNA$复制三次以后,共得到$\rm 8$$\rm DNA$分子,由于$\rm DNA$分子具有半保留复制的特点,故该$\rm DNA$复制三次以后,含有甲图中两条链的$\rm DNA$$\rm DNA$总数的比例是$\rm \dfrac{2}{8}=\dfrac{1}{4}$

Ⅲ.图$\rm 3$、图$\rm 4$为真核生物 $\rm DNA$ 发生的相关生理过程,请据图回答下列问题。

    

$\rm DNA$复制的模板是                $\rm DNA$的复制能准确进行的原因是                                                                                  。(答出$\rm 1$点即可)

[["

亲代$\\rm DNA$分子的两条链;$\\rm DNA$独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板$\\rm /$碱基之间遵循碱基互补配对原则,保证了复制能够准确地进行

"]]

$\rm DNA$复制是以亲代$\rm DNA$分子的两条链作为模板合成子代$\rm DNA$的过程,由于$\rm DNA$独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板;碱基之间遵循碱基互补配对原则,保证了复制能够准确地进行。

哺乳动物体细胞中的 $\rm DNA$ 分子展开可达 $\rm 2m$ 之长,预测复制完成至少需要 $\rm 8\;\rm h$,而实际上只需约 $\rm 6\;\rm h$。根据图$\rm 4$分析,最可能的原因是                                  (至少答出$\rm 2$点)。

[["

$\\rm DNA$复制是多个起点、双向复制

"]]

结合图示可知,由于$\rm DNA$复制是多个起点、双向复制,提高了复制的效率,故哺乳动物体细胞中的 $\rm DNA$ 分子展开可达 $\rm 2m$ 之长,预测复制完成至少需要 $\rm 8\;\rm h$,而实际上只需约 $\rm 6\;\rm h$

经分离得到 $\rm X$$\rm Y$ 两种未知菌种,分析其 $\rm DNA$ 的碱基组成,发现 $\rm X$ 菌的腺嘌呤含量为$\rm 15\%$,而 $\rm Y$菌的胞嘧啶含量为 $\rm 42\%$。可以推知两菌种中耐热性较强的是                 

[["$\\rm Y$"]]

$\rm DNA$分子中,$\rm A$$\rm T$碱基对之间有$\rm 2$个氢键,$\rm C$$\rm G$碱基对之间有$\rm 3$个氢键,故两种细菌相比,$\rm Y$菌的胞嘧啶含量为$\rm 42\%$,氢键数目多,故热稳定性高。

Ⅳ.图$\rm 5$表示真核细胞中有关物质的合成过程,①$\rm \sim $⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构 或物质。微小 $\rm RNA$$\rm miRNA$)是一类由内源基因编码的非编码单链小分子 $\rm RNA$,研究表明$\rm miRNA$可导致基因“沉默”,是参与细胞表观遗传调控的重要分子。图$\rm 6$表示$\rm miRNA$ 的产生和作用机制。请据图回答问题。

    

$\rm 5$中过程                 表示转录,该过程所需的酶是                 。与①过程相比,②过程特有的 碱基互补配对方式是                 

[["②④","$\\rm RNA$聚合酶","$\\rm A-U/A$与$\\rm U$配对"]]

$\rm DNA$复制是以亲代$\rm DNA$的两条链为模板合成子代$\rm DNA$的过程,转录是以$\rm DNA$的一条链为模板合成$\rm RNA$的过程,因此图$\rm 1$中属于转录过程的是②、④,转录需要$\rm RNA$聚合酶参与催化;$\rm DNA$复制过程的碱基配对方式是$\rm A—T$$\rm T—A$$\rm C—G$$\rm G—C$,转录过程发生的碱基配对方式为$\rm A—U$$\rm T—A$$\rm G—C$$\rm C—G$,故与①过程相比,②过程特有的碱基互补配对方式是$\rm A—U$

线粒体蛋白质$\rm 99\%$由核基因控制合成,由图$\rm 5$可推断线粒体中能进行蛋白质的合成和加 工,其基质中含有少量的Ⅱ                 分子。

[["环状$\\rm DNA$($\\rm DNA$)"]]

在图$\rm 1$的线粒体中,④为转录,Ⅱ是转录的模板,说明Ⅱ为线粒体中的环状$\rm DNA$分子。

$\rm 6$$\rm miRNA$使相关基因“沉默”的主要机制是沉默复合体中的                 能与靶基因$\rm mRNA$发生碱基互补配对,进而阻止了基因表达的                 过程继续进行。

[["$\\rm miRNA$","翻译"]]

翻译是以$\rm mRNA$为模板合成蛋白质的过程,分析图$\rm 2$可知:沉默复合体中的$\rm miRNA$能与靶基因$\rm mRNA$发生碱基互补配对,进而阻止了基因表达的翻译过程继续进行,使相关基因“沉默”。

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