2018-2019學年高中生物 第3章 基因的本質 微專題五 基因本質的相關題型突破學案 新人教版必修2.doc

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微專題五　基因本質的相關題型突破 [學習目標]　1.掌握DNA分子結構的相關計算。2.掌握DNA分子復制過程中的相關計算。3.了解同位素標記噬菌體的相關分析。 一、噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析 例1　有人試圖通過實驗來了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些過程。設計實驗如圖： 一段時間后，檢測子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表對結果的預測中，最可能發(fā)生的是(　　) 選項 放射性 S元素 P元素 A 全部無 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多數(shù)32P、少數(shù)31P C 少數(shù)有 全部32S 少數(shù)32P、多數(shù)31P D 全部有 全部35S 少數(shù)32P、多數(shù)31P 答案　D 解析　病毒侵染細胞時，蛋白質外殼留在外面，只有核酸注入細胞。由圖可知，病毒先在含32P的宿主細胞1中培養(yǎng)(其DNA被32P標記)，然后轉移到含35S的宿主細胞2中培養(yǎng)。病毒以自身的遺傳物質為模板，利用宿主細胞的原料合成子代病毒的遺傳物質和蛋白質外殼，故子代病毒的核酸多數(shù)含31P，少數(shù)含32P，蛋白質全部被35S標記。 方法總結 1．32P噬菌體侵染大腸桿菌 2．35S噬菌體侵染大腸桿菌 變式1　下列關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是(　　) A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B．分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng) C．用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D．32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質 答案　C 解析　噬菌體營寄生生活，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，需用含放射性的大腸桿菌培養(yǎng)才能使噬菌體帶上放射性標記，A項錯誤；實驗中保溫時間不能過長，若保溫時間太長則可能使一些含32P的子代噬菌體釋放出來，離心后存在于上清液中，導致上清液中檢測到32P，B項錯誤；35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，理論上應存在于上清液中，但可能會因攪拌不充分，使部分噬菌體仍吸附在細菌表面而存在于沉淀物中，C項正確；本實驗可說明DNA是遺傳物質，因為缺少蛋白質進入細菌細胞的對照實驗，不能證明蛋白質不是遺傳物質，D項錯誤。 二、DNA分子結構的計算 例2　已知某雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，其一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的(　　) A．34%和16% B．34%和18% C．16%和34% D．32%和18% 答案　A 解析　設該DNA分子的兩條鏈分別為1鏈和2鏈，雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，則A＋T占66%，又因為雙鏈DNA分子中，互補配對的兩種堿基之和占整個DNA分子比例和每條鏈中的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G1＋C1＝34%，又因為T1與C1分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則A1＝66%－32%＝34%，G1＝34%－18%＝16%。根據(jù)DNA分子的堿基互補配對關系可知，T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%。 方法總結 1．堿基互補配對原則是核酸中堿基數(shù)量計算的基礎 根據(jù)堿基互補配對原則可推知以下多條用于堿基計算的規(guī)律。 項目 雙鏈DNA分子 1鏈 2鏈 A、G、T、C的關系 A1＝T2；G1＝C2 A＝T；G＝C A2＝T1；G2＝C1 A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝DNA中堿基總數(shù)50% 非互補堿基和之比：或 1 m 互補堿基和之比：或 n n n 某種堿基的比例(X為A、T、G、C中某種堿基的含量) (X1%＋X2%) X1% X2% 2．堿基比例與雙鏈DNA分子的共性及特異性 (1)共性：不因生物種類的不同而不同 ＝＝1；＝＝1；＝＝1。 (2)特異性：的值在不同DNA分子中一般是不同的，是DNA分子多樣性和特異性的表現(xiàn)。 3．進行堿基計算要注意的三點 (1)單位是“對”還是“個”，這方面往往帶來數(shù)據(jù)成倍的錯誤。 (2)注意提供的數(shù)據(jù)是DNA雙鏈還是DNA的一條單鏈。 (3)解題時最好畫一下簡圖，比較直觀，減少因為思路不清引起的錯誤。 變式2　DNA的一條單鏈中＝0.4。上述比值在其互補單鏈和整個DNA分子中分別為(　　) A．0.4、0.6 B．2.5、1.0 C．0.4、0.4 D．0.6、1.0 答案　B 解析　根據(jù)堿基互補配對原則，在整個DNA分子中，因為A＝T，G＝C，所以的比值為1.0。在雙鏈DNA分子中，一條鏈上的與其互補鏈上的值相等，為0.4，因而互補鏈中＝2.5。 三、DNA復制的有關計算 例3　某DNA分子含m對堿基，其中腺嘌呤有A個。下列有關此DNA在連續(xù)復制時所需的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述中，錯誤的是(　　) A．在第一次復制時，需要(m－A)個 B．在第二次復制時，需要2(m－A)個 C．在第n次復制時，需要2n－1(m－A)個 D．在n次復制過程中，總共需要2n(m－A)個 答案　D 解析　DNA復制n次是指DNA連續(xù)復制了n次，產(chǎn)生的子代DNA分子為2n個，形成的脫氧核苷酸鏈有2n＋1條。第n次復制是指DNA已復制了n－1次，產(chǎn)生的子代DNA分子繼續(xù)進行第n次復制。兩種復制情況下所需的脫氧核苷酸的數(shù)目是不同的。在計算DNA分子在第n次復制過程中所需含某種堿基的脫氧核苷酸數(shù)目時，要先計算出復制n次所需要的該種脫氧核苷酸數(shù)，再減去(n－1)次復制過程中所需要的該種脫氧核苷酸數(shù)。該DNA分子含胞嘧啶數(shù)目為(m－A)個，復制n次需胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目為(m－A)(2n－1)個。 方法總結 DNA分子的復制為半保留復制，一個DNA分子復制n次，則有： (1)DNA分子數(shù) ①子代DNA分子數(shù)＝2n個。 ②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝2個。 ③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝(2n－2)個。(2)脫氧核苷酸鏈數(shù) ①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條。 ②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條。 ③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n－1)個。 ②第n次復制需該脫氧核苷酸數(shù)＝m2n－1個。 變式3　某一個DNA分子中，A為200個，復制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3000個，該DNA分子已經(jīng)復制了幾次(　　) A．4次B．3次C．5次D．6次 答案　A 解析　利用DNA復制規(guī)律得知，經(jīng)過n次復制利用腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目3000＝(2n－1)200，得n＝4。 1．(2018濟寧高一檢測)某DNA分子中A＋T占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈(b)上的G占DNA分子堿基總數(shù)的比例是(　　) A．35% B．29% C．28% D．17.5% 答案　D 解析　已知該DNA分子中A＋T占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例為44%，根據(jù)堿基互補配對原則可知，A＝T＝22%，則G＝C＝28%。又已知一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，即G1＝21%，則該鏈上C1＝35%，互補鏈(b)上G2＝G1＝35%，則G2占雙鏈堿基總數(shù)的比例為＝17.5%。 2．(2018成都診斷)將洋蔥根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)液中繼續(xù)完成一個細胞周期。下列敘述正確的是(　　) A．第一個細胞周期中，細胞內放射性迅速升高的時期是分裂前期 B．第一個細胞周期結束后，每個子細胞中都有一半的染色體被標記 C．第二個細胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條染色單體被標記 D．完成兩個細胞周期后，每個子細胞中含3H標記的染色體數(shù)目相同 答案　C 解析　含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸是DNA復制的原料，第一個細胞周期中，細胞內放射性迅速升高是由于DNA分子復制，發(fā)生在分裂間期，A項錯誤；由于DNA分子復制是半保留復制，形成的子代DNA分子中一條是原來的母鏈，一條是新合成的子鏈，第一個細胞周期結束后，每個子細胞中所有的染色體都被標記，B項錯誤；第二個細胞周期中，在不含放射性標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，間期染色體復制，一條染色體上的兩條染色單體只有一條有放射性，第二個細胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條染色單體被標記，C項正確；第二次分裂的后期，含3H標記的染色體與不含3H標記的染色體隨機向兩極移動，每個子細胞中含3H標記的染色體數(shù)目不一定相同，D項錯誤。 3．(2018湖南教改共同體高一期中)如果把人的精原細胞核中的46個DNA分子用15N標記，此細胞在不含標記的環(huán)境中依次經(jīng)過1次有絲分裂和1次減數(shù)分裂，則下列相關描述正確的是(　　) A．在有絲分裂的后期，含有放射性的染色體有92條 B．在減數(shù)第一次分裂后期，一個初級精母細胞中含有放射性的DNA有92個 C．在減數(shù)第二次分裂中期，一個次級精母細胞中含放射性的DNA是46個 D．形成的8個精細胞中，含有放射性的細胞最少占25% 答案　A 解析　精原細胞中每個DNA都有15N，根據(jù)半保留復制可知，有絲分裂后期產(chǎn)生的92個DNA分子都有15N，A正確；經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生的子細胞中，每個DNA都有放射性，但每個DNA只有一條鏈有放射性，因此減數(shù)第一次分裂后期，形成的46條染色體都有放射性，其中46個DNA有放射性，另外46個DNA沒有，B錯誤；減數(shù)第二次分裂一個次級精母細胞中含有放射性的DNA只有23個，C錯誤；減數(shù)分裂產(chǎn)生的8個細胞中，至少有4個有放射性，占，D錯誤。 4．(2018江西臨川一中期中)一個雙鏈均被32P標記的DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述不正確的是(　　) A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為13000 B．復制過程需要21000個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C．子代DNA分子中含31P與含32P的分子數(shù)之比為3∶1 D．子代DNA分子中含31P的單鏈與含32P的單鏈之比為7∶1 答案　C 解析　由題意知，該DNA分子含有5 000個堿基對，A占20%，因此A＝T＝10 00020%＝2 000，C＝G＝3 000，則該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目＝2 0002＋3 0003＝13 000，A正確；DNA分子復制3次形成了8個DNA分子，其中有7個DNA分子需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸，所以復制過程需要的游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目＝73 000＝21 000，B正確；子代DNA分子中含32P的DNA分子只有兩個，含31P的分子數(shù)是8個，則子代中含31P的DNA分子數(shù)與含32P的DNA分子數(shù)之比為4∶1，C錯誤；由題意知，含有32P標記的DNA單鏈是2條，含有31P的單鏈是28－2＝14條，因此子代DNA分子中含31P的單鏈與含32P的單鏈之比為7∶1，D正確。 5．(2016課標Ⅰ，29)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為，原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)γ　(2)α　(3)一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記 解析　(1)ATP水解生成ADP的過程中，斷裂的是遠離腺苷A的那個高能磷酸鍵即β位和γ位之間的高能磷酸鍵，即γ位磷酸基團轉移到DNA末端。要將32P標記到DNA上，帶有32P的磷酸基團應在γ位上。(2)dATP脫去β位和γ位的磷酸基團后為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，即DNA的基本組成單位之一，用dATP為原料合成DNA時，要將32P標記到新合成的DNA上，則32P應在α位。(3)由于DNA分子復制為半保留復制，故噬菌體雙鏈DNA的復制過程中，被32P標記的兩條單鏈始終被保留，并分別存在于兩個子代DNA分子中。另外，新合成DNA過程中，原料無32P標記，所以n個子代DNA分子中有且只有2個含有32P標記。 6．DNA分子雙螺旋結構模型提出之后，人們又去探究DNA是如何傳遞遺傳信息的。當時推測可能有如圖A所示的三種方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度離心的方法，追蹤由15N標記的DNA親代鏈的去向，實驗過程是：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)，在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA均為15N－DNA(親代)，將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后離心得到如圖B所示的結果。請依據(jù)上述材料回答下列問題： (1)如果與對照相比，子代Ⅰ離心后能分出輕和重兩條密度帶，則說明DNA傳遞遺傳信息的方式是__________。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，則可以排除DNA傳遞遺傳信息的方式是__________。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，再繼續(xù)做子代Ⅱ的DNA密度鑒定： ①若子代Ⅱ離心后能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是____________。 ②若子代Ⅱ離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是____________。 (2)他們觀測的實驗數(shù)據(jù)如下： 梯度離心DNA浮力密度(g/mL)表 世代 實驗 對照 親代 1.724 1.710 子代Ⅰ 1.717 1.710 子代Ⅱ () 1.717，() 1.710 1.710 分析實驗數(shù)據(jù)可知：實驗結果與當初推測的DNA三種可能復制方式中的____________方式相吻合。 答案　(1)全保留復制　全保留復制?、侔氡Ａ魪椭啤、诜稚椭啤?2)半保留復制 解析　(1)由題意可知，如果子代Ⅰ離心后能分出輕和重兩條密度帶，可得出是全保留復制。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，肯定不可能是全保留復制，可能是半保留復制或分散復制。子代Ⅱ為第二次復制的產(chǎn)物，若是半保留復制會有中和輕密度帶；若是全保留復制會有重和輕密度帶。若子代Ⅱ能分出輕、中密度帶，可推知為半保留復制方式；若沒有中、輕密度帶之分，則可能為分散復制。(2)分析表中的數(shù)據(jù)，子代Ⅰ為全中，子代Ⅱ為中、輕，可推測該復制方式為半保留復制。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [對點訓練] 題組一　噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析 1．赫爾希與蔡斯用32P標記的T2噬菌體與無標記的細菌培養(yǎng)液混合，保溫一段時間后經(jīng)過攪拌、離心得到了上清液和沉淀物。與此有關的敘述不正確的是(　　) A．32P主要集中在沉淀物中，上清液中也不排除有少量放射性 B．如果離心前混合時間過長，會導致上清液中放射性降低 C．本實驗的目的是單獨研究DNA在遺傳中的作用 D．本實驗說明了DNA在親子代之間傳遞具有連續(xù)性 答案　B 解析　噬菌體侵染細菌并在細菌內復制，細菌未破裂前離心，由于細菌內含有子代噬菌體，較重，離心后在下層，而親代噬菌體的蛋白質外殼較輕，離心后在上清液中。若離心前混合時間過長，則可能使一些含32P的子代噬菌體釋放出來，離心后存在于上清液中，會導致上清液中放射性較高。 2．(2018廣西南寧模擬)某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗，進行了以下4個實驗：①用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌；②用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌；③用未標記的噬菌體侵染3H標記的細菌；④用15N標記的噬菌體侵染未標記的細菌，經(jīng)過一段時間后離心，檢測到以上4個實驗中放射性出現(xiàn)的主要位置依次是(　　) A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液 C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液 D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 答案　D 解析　在該實驗中，沉淀物的主要成分是細菌，上清液的主要成分是噬菌體的蛋白質外殼。①③都直接對細菌進行了標記，放射性主要出現(xiàn)在沉淀物中；②用32P只能標記噬菌體的DNA，在該實驗中，噬菌體的DNA會進入細菌體內，放射性也主要出現(xiàn)在沉淀物中；④用15N可以標記噬菌體的蛋白質外殼和DNA，在該實驗中，噬菌體的蛋白質外殼不會進入細菌體內，而DNA可以進入細菌體內，故放射性會出現(xiàn)在上清液和沉淀物中。 題組二　DNA分子結構的計算 3．7乙基鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對。某DNA分子中腺嘌呤(A)占堿基總數(shù)的30%，其中的鳥嘌呤(G)全部被7乙基化，該DNA分子正常復制產(chǎn)生兩個DNA分子，其中一個DNA分子中胸腺嘧啶(T)占堿基總數(shù)的45%，另一個DNA分子中鳥嘌呤(G)所占比例為(　　) A．10% B．20% C．30% D．45% 答案　B 解析　根據(jù)DNA分子中的A占30%可知，T占30%，C占20%，G占20%，當其中的G全部被7乙基化后，新復制的兩個DNA分子中如果一個DNA分子中的T占總數(shù)的45%，則另一個DNA分子中的T占35%，但G的比例不變。 4．某DNA分子中，胞嘧啶與鳥嘌呤共占堿基總量的46%，其中一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基總數(shù)的28%，則另一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基總數(shù)的百分比為(　　) A．46% B．26% C．54% D．24% 答案　B 解析　設該DNA分子的兩條鏈分別為1鏈和2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則得，(G1＋C1)%＝(C2＋G2)%＝總(G＋C)%，故G2＋C2＝46%。同理，(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝總(A＋T)%，即A2＋T2＝54%，A1＝T2＝28%，故A2＝54%－28%＝26%。 5．已知1個DNA分子中有4000個堿基對，其中胞嘧啶有2200個，這個DNA分子中應含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是(　　) A．4000個和900個 B．4000個和1800個 C．8000個和1800個 D．8000個和3600個 答案　C 解析　每個脫氧核苷酸含有一個堿基，因為含有4000個堿基對，所以含有8000個脫氧核苷酸。因為胞嘧啶和鳥嘌呤的數(shù)目是2200對，所以腺嘌呤和胸腺嘧啶的數(shù)目是1800對，又因腺嘌呤和胸腺嘧啶數(shù)目相等，所以腺嘌呤的數(shù)目是1800個。 6．(2014山東，5)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖，下列關系圖中正確的是(　　) 答案　C 解析　DNA分子中應始終等于1，A項錯誤；一條單鏈中與其互補鏈中互為倒數(shù)，一條單鏈中＝0.5時，互補鏈中＝2，B項錯誤；一條單鏈中與其互補鏈中及DNA分子中都相等，C項正確，D項錯誤。 7．(2018淄博期中)對DNA分子的堿基進行數(shù)量分析，可以通過檢測其中某種堿基的數(shù)目及其比例來推斷其他堿基數(shù)目及其比例。假如檢測某DNA分子得知堿基A的數(shù)目為x，其比例為y，以下推斷正確的有(　　) A．堿基總數(shù)量為 B．堿基C的數(shù)目為x(y－1) C．嘌呤與嘧啶的比例為 D．堿基G的比例為 答案　A 解析　若DNA分子中堿基A的數(shù)目為x，其比例為y，則堿基總數(shù)為，A項正確；由A項知，堿基總數(shù)為，則C＝G＝＝＝x(－1)，B項錯誤；雙鏈DNA分子中嘌呤與嘧啶數(shù)量相等，因此嘌呤與嘧啶的比例是1，C項錯誤；堿基G的比例是(1－2y)＝－y，D項錯誤。 題組三　DNA復制的有關計算 8．(2018濟南模擬)假設一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是(　　) A．該過程至少需要300000個鳥嘌呤脫氧核苷酸 B．噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等 C．含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49 D．含32P與含31P的子代噬菌體的比例為1∶49 答案　C 解析　該噬菌體的DNA含有10000個堿基，A＝T＝2000個，G＝C＝3000個。在噬菌體增殖的過程中，噬菌體以自身的DNA為模板進行半保留復制，100個子代噬菌體含有100個DNA，相當于新合成了99個DNA，至少需要的鳥嘌呤(G)脫氧核苷酸是993000＝297000個，A、B錯誤；含有32P的噬菌體共有2個，只含有31P的噬菌體共有98個，含31P的噬菌體共有100個，C正確，D錯誤。 9．一個完全標記上15N的DNA分子含100個堿基對，其中腺嘌呤(A)有40個。在不含15N的培養(yǎng)液中經(jīng)過n次復制后，不含15N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為7∶1，需游離胞嘧啶(C)為m個，則n、m分別是(　　) A．3、960 B．3、900 C．4、960 D．4、900 答案　D 解析　標記過的DNA分子不管復制多少次，其子代DNA分子中必然有兩個DNA分子攜帶有標記。根據(jù)不含15N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為7∶1，可知共得到16個DNA分子，DNA分子需要復制4次；根據(jù)題中腺嘌呤有40個可知A＝T＝40(個)，G＝C＝60(個)，16個DNA分子共需要6016個堿基C，除去開始時作為模板的DNA分子中所含的C，還需要960－60＝600(個)。 10．用經(jīng)3H標記的n個噬菌體侵染大腸桿菌，在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間后，統(tǒng)計得知培養(yǎng)基中共有后代噬菌體m個，其中含有標記元素的噬菌體占的比例為(　　) A.B.C.D. 答案　B 解析　每個噬菌體共有2條被標記的DNA鏈，n個噬菌體DNA經(jīng)復制后被標記的DNA鏈進入2n個子代噬菌體內，所以被標記的噬菌體所占比例為。 11．在噬菌體侵染細菌的實驗中，如果細菌體內的DNA和蛋白質分別含有31P和32S，噬菌體中的DNA和蛋白質分別含有32P和35S，噬菌體DNA在細菌體內復制了三次，那么從細菌體內釋放出的子代噬菌體中含有32P的噬菌體和含有35S的噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的(　　) A.和1B.和0C.和0D.和1 答案　C 解析　噬菌體侵染細菌時進入細菌體內的只有噬菌體的DNA，被標記的蛋白質外殼留在外面，子代噬菌體的蛋白質是以細菌的氨基酸為原料重新合成的，因此所有子代噬菌體的外殼都含有32S而不含35S。假如一個含有32P的噬菌體在細菌體內利用31P復制了三次，由于DNA是半保留復制，在產(chǎn)生的8個子代噬菌體中，只有2個含有32P，占所有子代噬菌體的。 12．某DNA分子中含有1000個堿基對(被32P標記)，其中有胸腺嘧啶400個。若將該DNA分子放在只含被31P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復制兩次，其結果不可能是(　　) A．含32P的DNA分子占 B．含31P的DNA分子占 C．子代DNA分子相對分子量平均比原來減少1500 D．共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1800個 答案　B 解析　該DNA分子在含31P的培養(yǎng)液中復制兩次，可得到22個DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占＝；因為DNA復制為半保留復制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進入兩個子代DNA分子中；22個DNA分子中有兩個DNA分子的每條鏈都只有31P，還有兩個DNA分子都是一條鏈含31P，另一條鏈含32P。前兩個DNA分子相對分子質量比原DNA分子共減少了4 000，后兩個DNA分子相對分子質量比原DNA分子共減少了2 000，這樣4個DNA分子的相對分子量平均比原來減少了＝1 500；在1 000個堿基對的DNA分子中，有胸腺嘧啶400個，則含有鳥嘌呤個數(shù)為＝600，復制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600(22－1)＝1 800。 [綜合強化] 13．請回答下列有關雙鏈DNA分子中含氮堿基的問題： (1)若A占20%，則G占____________。 (2)若雙鏈DNA中A占20%，且一條鏈中的A占20%，則此鏈中C所占比例的最大值是____________。 (3)一條鏈中＝0.4，互補鏈中的此值是________。 (4)一條鏈中＝0.4，互補鏈中的此值是________。 (5)若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則該DNA分子中的G有____________個。 答案　(1)30%　(2)60%　(3)2.5　(4)0.4　(5)1.5P 解析　(1)由雙鏈DNA分子的嘌呤堿基數(shù)占總堿基數(shù)的一半可知：A＋G＝50%，因而G占30%。(2)由雙鏈DNA分子中A占20%可知：該DNA分子中(A＋T)占40%，(C＋G)占60%，對任意一條鏈而言，某種堿基所占比例的最大值即該對堿基所占的比例，因而，C最多占該鏈的60%。(3)由雙鏈DNA中，一條鏈中的與另一條鏈中的該比值互為倒數(shù)可知，其互補鏈中的＝＝2.5。(4)由于雙鏈DNA及任意一條鏈中的為一定值，可知其互補鏈中的＝0.4。(5)若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則DNA分子的總堿基數(shù)為＝5P(個)，而由雙鏈DNA分子的嘌呤堿基數(shù)占總堿基數(shù)的一半可知：G占總堿基數(shù)的50%－20%＝30%，則G有5P30%＝1.5P(個)。 14．正常情況下細胞內可以自主合成組成核酸的核糖核苷酸和脫氧核苷酸，某細胞系由于發(fā)生基因突變而不能自主合成，必須從培養(yǎng)基中攝取。 為驗證“DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸”，現(xiàn)提供如下實驗材料，請你完成實驗方案。 (1)實驗材料：突變細胞系、基本培養(yǎng)基、12C—核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、12C—脫氧核苷酸、14C—脫氧核苷酸、細胞放射性檢測技術等。 (2)實驗步驟：第一步：取基本培養(yǎng)基若干，隨機分成兩組，分別編號為甲組和乙組。 第二步：在甲組培養(yǎng)基中加入適量的12C—核糖核苷酸和14C—脫氧核苷酸；在乙組培養(yǎng)基中加入________________________________________________________________________。 第三步：在甲、乙兩組培養(yǎng)基中分別接種____________，在5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時間，使細胞增殖。 第四步：分別取出甲、乙兩組培養(yǎng)基中的細胞，檢測細胞中出現(xiàn)放射性的部位。 (3)預期結果：______________________________________________________________。 (4)實驗結論：________________________________________________________________。 答案　(2)第二步：等量的14C—核糖核苷酸和12C—脫氧核苷酸　第三步：等量的突變細胞系 (3)甲組培養(yǎng)基中細胞的放射性部位主要在細胞核；乙組培養(yǎng)基中細胞的放射性部位主要在細胞質 (4)DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸 解析　(2)根據(jù)生物實驗需要遵循對照原則和控制單一變量原則，可進行如下實驗： 實驗步驟： 第一步：編號，取基本培養(yǎng)基兩個，編號為甲、乙，兩組之間進行對照。 第二步：設置對比實驗。在培養(yǎng)基甲中加入適量的12C—核糖核苷酸和14C—脫氧核苷酸；在培養(yǎng)基乙中加入等量的14C—核糖核苷酸和12C—脫氧核苷酸。 第三步：培養(yǎng)。在甲、乙培養(yǎng)基中分別接種等量的突變細胞系，放到適宜的相同環(huán)境中培養(yǎng)一段時間，讓細胞增殖。 第四步：觀察、檢測。分別取出培養(yǎng)基甲、乙中的細胞，用放射性探測顯微儀探測觀察細胞核和細胞質的放射性強弱。 (3)預期結果：由于DNA主要分布在細胞核中，而RNA主要分布在細胞質中，所以甲組培養(yǎng)基中細胞的放射性部位主要在細胞核；乙組培養(yǎng)基中細胞的放射性部位主要在細胞質。 (4)實驗結論：DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸而不是核糖核苷酸。 15．(2017寧晉二中高一期中)在試管中合成DNA的實驗過程是：先把高能磷酸基團接種到四種脫氧核苷酸上，然后將這四種磷酸脫氧核苷酸放入一支試管中，還要加入從某種生物體內提取的DNA聚合酶系，最后放入一個 帶15N標記的DNA分子，并將試管放在適宜溫度的環(huán)境中。據(jù)下列實驗結果回答： (1)由分析得知：新合成的DNA分子中，A＝T，G＝C，這個事實說明DNA的合成遵循____________________。新合成的DNA分子中，的比例與帶15N標記的DNA分子一樣，這說明新DNA分子是______________________。分析還得知，新合成的DNA分子帶有15N標記的DNA的鏈占50%，這個事實說明________________________。 (2)在一個新合成的DNA中，的值是否與它的模板DNA的任一單鏈相同？________。理由是________________________________________________________。 (3)一段時間內測得容器內共有8個DNA分子，此段時間DNA分子共進行________次復制。在這8個DNA中，不含15N的DNA、一條鏈中含15N的DNA和兩條鏈都含15N的DNA數(shù)目之比是________。 答案　(1)堿基互補配對原則　以標記DNA為模板的產(chǎn)物　DNA的復制是半保留復制　 (2)相同　DNA分子的一條單鏈中的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該比例的比值　(3)3　6∶2∶0