高中生物第3章基因的本质微专题五基因本质的相关题型突破学案新人教版必修4Word文档下载推荐.docx
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全部有
全部35S
多数32P、少数31P
C
少数有
少数32P、多数31P
D
答案 D
解析 病毒侵染细胞时,蛋白质外壳留在外面,只有核酸注入细胞。
由图可知,病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记),然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。
病毒以自身的遗传物质为模板,利用宿主细胞的原料合成子代病毒的遗传物质和蛋白质外壳,故子代病毒的核酸多数含31P,少数含32P,蛋白质全部被35S标记。
方法总结
1.32P噬菌体侵染大肠杆菌
2.35S噬菌体侵染大肠杆菌
变式1 下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养
C.用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
答案 C
解析 噬菌体营寄生生活,不能用培养基直接培养,需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记,A项错误;
实验中保温时间不能过长,若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来,离心后存在于上清液中,导致上清液中检测到32P,B项错误;
35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,理论上应存在于上清液中,但可能会因搅拌不充分,使部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中,C项正确;
本实验可说明DNA是遗传物质,因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照实验,不能证明蛋白质不是遗传物质,D项错误。
二、DNA分子结构的计算
例2 已知某双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%,则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的( )
A.34%和16%B.34%和18%
C.16%和34%D.32%和18%
答案 A
解析 设该DNA分子的两条链分别为1链和2链,双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,则A+T占66%,又因为双链DNA分子中,互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同,因此A1+T1=66%,G1+C1=34%,又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%,则A1=66%-32%=34%,G1=34%-18%=16%。
根据DNA分子的碱基互补配对关系可知,T2=A1=34%,C2=G1=16%。
1.碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础
根据碱基互补配对原则可推知以下多条用于碱基计算的规律。
项目
双链DNA分子
1链
2链
A、G、T、C的关系
A1=T2;
G1=C2
A=T;
G=C
A2=T1;
G2=C1
A+G=T+C=A+C=T+G=DNA中碱基总数50%
非互补碱基和之比:
或
1
m
互补碱基和之比:
n
某种碱基的比例(X为A、T、G、C中某种碱基的含量)
(X1%+X2%)
X1%
X2%
2.碱基比例与双链DNA分子的共性及特异性
(1)共性:
不因生物种类的不同而不同
==1;
==1。
(2)特异性:
的值在不同DNA分子中一般是不同的,是DNA分子多样性和特异性的表现。
3.进行碱基计算要注意的三点
(1)单位是“对”还是“个”,这方面往往带来数据成倍的错误。
(2)注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。
(3)解题时最好画一下简图,比较直观,减少因为思路不清引起的错误。
变式2 DNA的一条单链中=0.4。
上述比值在其互补单链和整个DNA分子中分别为( )
A.0.4、0.6B.2.5、1.0
C.0.4、0.4D.0.6、1.0
答案 B
解析 根据碱基互补配对原则,在整个DNA分子中,因为A=T,G=C,所以的比值为1.0。
在双链DNA分子中,一条链上的与其互补链上的值相等,为0.4,因而互补链中=2.5。
三、DNA复制的有关计算
例3 某DNA分子含m对碱基,其中腺嘌呤有A个。
下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中,错误的是( )
A.在第一次复制时,需要(m-A)个
B.在第二次复制时,需要2(m-A)个
C.在第n次复制时,需要2n-1(m-A)个
D.在n次复制过程中,总共需要2n(m-A)个
解析 DNA复制n次是指DNA连续复制了n次,产生的子代DNA分子为2n个,形成的脱氧核苷酸链有2n+1条。
第n次复制是指DNA已复制了n-1次,产生的子代DNA分子继续进行第n次复制。
两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的。
在计算DNA分子在第n次复制过程中所需含某种碱基的脱氧核苷酸数目时,要先计算出复制n次所需要的该种脱氧核苷酸数,再减去(n-1)次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数。
该DNA分子含胞嘧啶数目为(m-A)个,复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(m-A)(2n-1)个。
DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则有:
(1)DNA分子数
①子代DNA分子数=2n个。
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个。
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条。
②亲代脱氧核苷酸链数=2条。
③新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·
(2n-1)个。
②第n次复制需该脱氧核苷酸数=m·
2n-1个。
变式3 某一个DNA分子中,A为200个,复制数次后,消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个,该DNA分子已经复制了几次( )
A.4次B.3次C.5次D.6次
解析 利用DNA复制规律得知,经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3000=(2n-1)×
200,得n=4。
1.(2018·
济宁高一检测)某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%,其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条互补链(b)上的G占DNA分子碱基总数的比例是( )
A.35%B.29%C.28%D.17.5%
解析 已知该DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的比例为44%,根据碱基互补配对原则可知,A=T=22%,则G=C=28%。
又已知一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%,即G1=21%,则该链上C1=35%,互补链(b)上G2=G1=35%,则G2占双链碱基总数的比例为=17.5%。
2.(2018·
成都诊断)将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养液中继续完成一个细胞周期。
下列叙述正确的是( )
A.第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期
B.第一个细胞周期结束后,每个子细胞中都有一半的染色体被标记
C.第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条染色单体被标记
D.完成两个细胞周期后,每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同
解析 含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料,第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制,发生在分裂间期,A项错误;
由于DNA分子复制是半保留复制,形成的子代DNA分子中一条是原来的母链,一条是新合成的子链,第一个细胞周期结束后,每个子细胞中所有的染色体都被标记,B项错误;
第二个细胞周期中,在不含放射性标记的培养液中培养,间期染色体复制,一条染色体上的两条染色单体只有一条有放射性,第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条染色单体被标记,C项正确;
第二次分裂的后期,含3H标记的染色体与不含3H标记的染色体随机向两极移动,每个子细胞中含3H标记的染色体数目不一定相同,D项错误。
3.(2018·
湖南教改共同体高一期中)如果把人的精原细胞核中的46个DNA分子用15N标记,此细胞在不含标记的环境中依次经过1次有丝分裂和1次减数分裂,则下列相关描述正确的是( )
A.在有丝分裂的后期,含有放射性的染色体有92条
B.在减数第一次分裂后期,一个初级精母细胞中含有放射性的DNA有92个
C.在减数第二次分裂中期,一个次级精母细胞中含放射性的DNA是46个
D.形成的8个精细胞中,含有放射性的细胞最少占25%
解析 精原细胞中每个DNA都有15N,根据半保留复制可知,有丝分裂后期产生的92个DNA分子都有15N,A正确;
经过有丝分裂产生的子细胞中,每个DNA都有放射性,但每个DNA只有一条链有放射性,因此减数第一次分裂后期,形成的46条染色体都有放射性,其中46个DNA有放射性,另外46个DNA没有,B错误;
减数第二次分裂一个次级精母细胞中含有放射性的DNA只有23个,C错误;
减数分裂产生的8个细胞中,至少有4个有放射性,占,D错误。
4.(2018·
江西临川一中期中)一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占20%,将其置于只含31P的环境中复制3次。
下列叙述不正确的是( )
A.该DNA分子中含有氢键的数目为13000
B.复制过程需要21000个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C.子代DNA分子中含31P与含32P的分子数之比为3∶1
D.子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为7∶1
解析 由题意知,该DNA分子含有5000个碱基对,A占20%,因此A=T=10000×
20%=2000,C=G=3000,则该DNA分子中含有氢键的数目=2000×
2+3000×
3=13000,A正确;
DNA分子复制3次形成了8个DNA分子,其中有7个DNA分子需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,所以复制过程需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目=7×
3000=21000,B正确;
子代DNA分子中含32P的DNA分子只有两个,含31P的分子数是8个,则子代中含31P的DNA分子数与含32P的DNA分子数之比为4∶1,C错误;
由题意知,含有32P标记的DNA单链是2条,含有31P的单链是2×
8-2=14条,因此子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为7∶1,D正确。
5.(2016·
课标Ⅰ,29)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。
回答下列问题:
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。