精品解析: 河南省驻马店高级中学2022-2023学年高一下学期第二次月考生物试题(解析版)
展开驻马店高中2022-2023学年高一下学期第二次月考试题
生物
一、单选题
1. 下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述,错误的是( )
A. 豌豆具有易于区分的相对性状,在自然条件下几乎为纯种
B. 孟德尔对F1自交后代性状分离比为3:1进行解释,属于提出假说
C. 孟德尔分析F1测交后代的表现型比例应为1:1,属于实验验证
D. 分离定律的“分离”是指形成配子时成对的遗传因子分离
【答案】C
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。
①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题)。
②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合)。
③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型)。
④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型)。
⑤得出结论(就是分离定律)。
【详解】A、豌豆具有多对易于区分的相对性状,易于观察;且豌豆是严格的自花、闭花授粉植物,在自然状态下一般为纯种,A正确;
B、孟德尔对F1自交后代性状分离比为3:1进行解释(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合),这属于提出假说,B正确;
C、孟德尔分析F1测交后代的表现型比例应为1:1,属于演绎推理,进行测交实验,结果确实产生了两种数量相等的类型,属于实验验证,C错误;
D、分离定律是指在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同配子,D正确。
故选C。
2. 采用下列哪一组方法,可以依次解决①~④中的遗传问题( )
①鉴定一只白羊是否纯种②在一对相对性状中区别显隐性③不断提高小麦抗病品种的纯合度④检验杂种F1的基因型
A. 杂交、自交、测交、测交 B. 测交、杂交、自交、测交
C. 测交、测交、杂交、自交 D. 杂交、杂交杂交、测交
【答案】B
【解析】
【分析】鉴定动物是否纯种应用测交,区分显隐性应用杂交,不断提高植物的纯合度应用自交,检验F1基因型应用测交。
【详解】①鉴定一只白羊(动物)是否纯种,可以测交法;
②在一对相对性状中区分显隐性,可以杂交法或自交法;
③不断提高小麦抗病品种的纯合度,采用连续自交法;
④检验杂种F1的基因型,采用测交法。
综上所述,可以依次解决①~④中的遗传学问题的是测交、杂交、自交、测交。
故选B。
3. 研究发现R基因是水稻的一种“自私基因”,R基因编码的毒性蛋白对雌配子没有影响,但会导致一定比例不含R基因的花粉死亡。现让基因型为Rr的水稻作为亲本自交,F1中rr占1/6。下列有关叙述正确的是( )
A. 亲本Rr产生雄配子R∶r=1∶2
B. R基因会使1/3不含R的花粉死亡
C. 若F1随机交配,产生的雌配子比例为14∶5
D. F1随机交配产生F2,F2中rr占5/36
【答案】D
【解析】
【分析】基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、让基因型为Rr的水稻作为亲本自交,Rr产生的雌配子为R:r=1:1,F1中rr占1/6,故可知雄配子中r占1/3,可推测Rr产生的雄配子为R:r=2:1,A错误;
B、由A选项分析可知,R基因会使1/2不含R的花粉死亡,B错误;
CD、F1中三种基因型比例为RR:Rr:rr=2:3:1,正常产生雌配子比例R:r=7:5,又因为R基因会使1/2不含R的花粉死亡,故雄配子R:r=14:7,F1随机交配产生F2,F2中rr占5/12×7/21=5/36,C错误、D正确。
故选D。
4. 已知一批遗传因子组成为AA、Aa的豌豆种子和BB、Bb的玉米种子,其中纯合子与杂合子的比例均为1∶1,分别间行种植,则在自然状态下,豌豆和玉米子一代的显性性状与隐性性状的比例分别为( )
A. 7∶1、7∶1 B. 7∶1、15∶1
C. 15∶1、15∶1 D. 8∶1、16∶1
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意分析可知:豌豆是严格自花传粉,且是闭花授粉植物,自然条件下豌豆的自由交配是自交,玉米是异花传粉植物,因此在自然条件下的自由交配,可能是自交,也可能是杂交。
【详解】由题意知,豌豆的基因型是AA和Aa,且比例是1:1,因此豌豆间行种植后,其自交后代中显隐性性状的分离比是:A_:aa=(1/2+1/2×3/4):(1/2×1/4)=7︰1;玉米的基因型及比例是BB:Bb=1:1,玉米产生的雌、雄配子的基因型及比例是B:b=(1/2+1/2×1/2):(1/2×1/2)=3:1。因此玉米间行种植后,自由交配后代显隐性的比例关系是B_:bb=(3/4×3/4+3/4×1/4×2):(1/4×1/4)=15:1。综上所述,B正确,ACD错误。
故选B。
5. Y(黄色)和y(白色)是位于某种蝴蝶常染色体上控制体色的一对等位基因,雄性有黄色和白色,雌性只有白色。下列杂交组合中,可以从其子代表型判断出性别的是( )
A. ♀Yy×♂Yy B. ♀Yy×♂yy C. ♀yy×♂YY D. ♀yy×♂yy
【答案】C
【解析】
【分析】性染色体上的的基因控制性状遗传总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传;性染色体上的基因在遗传时遵循孟德尔遗传规律;从性遗传是指相同基因型在不同的性别中表现为不同表现型的现象;它与伴性遗传的区别为控制从性遗传的基因一般位于常染色体,而不是性染色体。
【详解】A、由题干可知,雄性有黄色和白色,雌性只有白色,且黄色对白色为显性,若杂交组合为♀Yy×♂Yy,则子代是YY(♂黄色、♀白色)、Yy(♂黄色、♀白色)、yy(♂白色、♀白色),白色表型可能雌性也可能是雄性,不能从其子代表型判断出性别,A错误;
B、若杂交组合为♀Yy×♂yy,则子代是Yy(♂黄色、♀白色)、yy(♂白色、♀白色),白色表型可能雌性也可能是雄性,不能从其子代表型判断出性别,B错误;
C、若杂交组合为♀yy×♂YY,则子代均是Yy(♂黄色、♀白色),白色为雌性,黄色为雄性,C正确;
D、若杂交组合为♀yy×♂yy,则子代是yy(♂白色、♀白色),白色表型可能雌性也可能是雄性,不能从其子代表型判断出性别,D错误。
故选C。
6. 某植物的花色有红色、蓝色、黄色和白色四种,受复等位基因控制,其中TA控制红色素的合成,TB 控制黄色素的合成,TC 控制蓝色素的合成,TD 控制白色素的合成,含有相应色素植株开相应颜色的花。若用基因型为TATB的红花植株与基因型为TCTD的白花植株杂交,子一代只有两种表现型,则这组复等位基因之间的显隐性关系可能为( )
A. TA>TD>TC>TB B. TA>TD>TB>TC
C. TD>TA>TC>TB D. TD>TC>TA>TB
【答案】D
【解析】
【分析】一个基因如果存在多种等位基因的形式,这种现象就称为复等位基因。
【详解】基因型为TATB的红花植株与基因型为TCTD的白花植株杂交,得到的子代基因型有TATC、TATD、TBTC、TBTD,由于基因型为TATB的植株是红花,所以TA>TB;基因型为TCTD的植株是白花,所以TD>TC。如果只表现两种性状,若为红花和黄花,则这组复等位基因之间的显隐性关系为TA>TB>TD>TC;若为蓝花和白花,则这组复等位基因之间的显隐性关系为TD>TC>TA>TB,D正确,ABC错误。
故选D。
7. 下图中基因的分离定律和自由组合定律发生作用的时期分别是( )
A. ①②,④⑤ B. ①②,③⑥ C. ③,④⑤ D. ③,⑥
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:①②表示成对的等位基因分离进入不同配子,③表示雌雄配子的随机结合,④⑤中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合,⑥表示雌雄配子的随机结合。
【详解】分析题图:①②表示成对的等位基因分离进入不同配子,③表示雌雄配子的随机结合,④⑤中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合,⑥表示雌雄配子的随机结合,故图中基因的分离定律和自由组合定律发生作用的时期分别是①②和④⑤,BCD错误,A正确。
故选A。
8. 如图有①~④号4个桶,其中①与②号桶内均放入数量相等的标有D与d的小球,③与④号桶内均放入数量相等的标有R与r的小球,且①与③号桶均表示雄性,②与④号桶均表示雌性。利用4个桶可模拟孟德尔杂交实验,下列有关叙述错误的是( )
A. 若模拟分离定律任意选择一个桶即可
B. 若模拟一对相对性状的杂交实验可选择①②或③④
C. 若模拟自由组合定律可选择①④或②③
D. 若模拟两对相对性状的杂交实验则需选择4个桶
【答案】C
【解析】
【分析】根据孟德尔对分离现象的解释,生物的性状是由遗传因子(基因)决定的,控制显性性状的基因为显性基因(用大写字母表示如:D),控制隐性性状的基因为隐性基因(用小写字母表示如:d),而且基因成对存在。遗传因子组成相同的个体为纯合子,不同的为杂合子。生物形成生殖细胞(配子)时成对的基因分离,分别进入不同的配子中。当杂合子自交时,雌雄配子随机结合,后代出现性状分离,性状分离比为显性:隐性=3:1。
【详解】A、分离定律的实质是在减数分裂形成配子过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代,故模拟分离定律任意选择一个桶即可,A正确;
B、若模拟一对相对性状的杂交实验可选择①②或③④,B正确;
C、若模拟自由组合定律可选择①③或②④,C错误;
D、若模拟两对相对性状的杂交实验则需选择4个桶,D正确。
故选C。
9. 在常染色体上的A、B、C三个基因分别对a,b,c完全显性。用隐性个体与显性纯合个体杂交得F1,F1测交结果为aabbcc:AaBbCc:aaBbcc:AabbCc=1:1:1:1,则下列能正确表示F1基因型的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】已知位于常染色体上的A、B、C三个基因分别对a、b、c完全显性;用隐性性状个体aabbcc与显性纯合个体AABBCC杂交得F1的基因型为AaBbCc,再根据测交结果判断F1的基因组成情况。
【详解】已知隐性性状个体aabbcc与显性纯合个体AABBCC杂交得F1的基因型为AaBbCc,如果三个基因完全独立,那么测交结果应该有八种基因型,而测交结果只有4种基因型,说明有2对基因是连锁的。根据测交后代的基因型及比例为aabbcc:AaBbCc:aaBbcc:AabbCc=1:1:1:1,发现去掉隐性亲本提供的abc配子后,F1AaBbCc产生的4种配子是abc、ABC:aBc:AbC=1:1:1:1,不难发现其配子中A与C、a与c始终是在一起的,是连锁基因,它们与B、b之间是自由组合的。综上所述,C正确,A、B、D错误。
故选C。
【点睛】本题考查基因的自由组合与连锁的知识点,要求学生掌握基因自由组合定律的应用,识记基因自由组合定律中自交和测交常见的比例以及产生配子的种类和比例,这是该题考查的重难点;根据所学的基因自由组合定律的知识点,结合题意的条件进行分析,从而得出基因A、a与C、c之间的连锁关系,这是突破问题的关键。
10. 在小鼠的一个自然种群中,体色有黄色和灰色(A、a),尾巴有短尾和长尾(B、b),两对性状分别受位于两对常染色体上的等位基因控制。任取一对黄色短尾个体经多次交配, F1中黄色短尾:黄色长尾:灰色短尾:灰色长尾=6:3:2:1。以下说法错误的是( )
A. F1的性状分离比说明 BB 存在显性致死现象
B. F1中黄色短尾小鼠的基因型有两种
C. 让F1中黄色短尾鼠与灰色长尾鼠交配,F2中各表型的比例为1:1:1:1
D. 让 F1中黄色长尾雌雄鼠自由交配,理论上F2中不会出现短尾鼠
【答案】C
【解析】
【分析】利用“拆分法”解决自由组合计算问题思路:将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析,再运用乘法原理进行组合。
【详解】A、根据题意可把两对性状分开计算: 黄色: 灰色 =(6+3):(2+1)=3:1, 短尾: 长尾=(6+2):(3+1)=2:1, 因此黄色对灰色为显性, 短尾对长尾为显性, 且BB存在显性纯合致死现象,A正确;
B、F1中黄色短尾小鼠的基因型有AaBb、AABb两种,B正确;
C、F1中黄色短尾小鼠的基因型为(1/3)AABb、(2/3)AaBb, 灰色长尾小鼠的基因型为aabb, 二者交配后各表现型的比例为2:1:2:1,C错误;
D、长尾属于隐性性状, 理论上长尾鼠自由交配后 F2全为长尾,D正确。
故选C。
11. 某植物花色由基因D(褐色)、d(白色)控制,D对d为完全显性。萼片形状由基因H(卷)、h(直)控制,H对h为完全显性。基因型为DdHh的个体自交,假设后代数量足够多。下列说法正确的是( )
A. 若子代中两相对性状均出现3:1的性状分离比,则两对基因独立遗传
B. 若两对基因位于一对同源染色体上,则子代的性状分离比可能为1:2:1、3:1
C. 若子代性状分离比为5:3:3:1,说明基因型为DH的配子致死
D. 若子代性状分离比为7:1:3:1,则致死配子的基因型不可能是dH
【答案】B
【解析】
【分析】若子代性状分离比为5:3:3:1,可判断亲本的基因型为双杂合子,说明基因型为DH的的雌配子或雄配子致死,5对应的性状为双显性性状;若子代性状分离比为7:1:3:1,则可能发生了雌配子或雄配子致死,致死配子的基因型可能是Dh,也可能是dH,上一代也是双杂合子,7对应的表现型是双显性。
【详解】A、由题干信息不能确定两对基因的位置关系,当两对基因位于一对或两对同源染色体上时,子代中两相对性状均可能出现3:1的性状分离比,A错误;
B、若两对基因位于一对同源染色体上,且D和H连锁(在一条染色体上),d和h连锁,则子代的性状分离比可能为3:1;若两对基因位于一对同源染色体上,且D和h连锁,d和H连锁,则子代的性状分离比可能为1:2:1,B正确;
C、若子代性状分离比为5:3:3:1,说明基因型为DH的某性别的配子致死,C错误;
D、若子代性状分离比为7:1:3:1,则某种性别的配子致死,致死配子的基因型可能是Dh,也可能是dH,D错误。
故选B。
12. 某植物的红花和白花受三对等位基因控制,其中每对等位基因都至少含有一个显性基因时才开红花,否则开白花。现有甲、乙、丙三个白花植株品系,分别与一红花品系杂交,F1均为红花,F1自交,F2的性状表现分别是红花:白花=48:16;红花:白花=36:28;红花:白花=27:37。下列分析不正确的是( )
A. 所有杂合白花品系可能的基因型种类有12种
B. 甲品系与乙品系杂交,子代性状表现全为白花
C. 甲品系与丙品系杂交,子代性状表现全为白花
D. 含有两对隐性基因,一对显性基因的品系是乙
【答案】B
【解析】
【分析】
红花和白花受三对等位基因控制,符合自由组合定律,红色个体的基因型为A_B_C_,其余个体都为白花,有甲、乙、丙三种白花品系,甲与红花杂交F1为红花,F1自交后代F2中红花∶白花=3∶1,则F1红花的基因型为AaBBCC,甲品系的基因型为aaBBCC,亲代红花基因型为AABBCC,同理乙品系的基因型为AAbbcc(两对基因都是隐性,另一对是显性纯合),丙品系的基因型为aabbcc(三对基因都是隐性)
【详解】
A、三对等位基因的基因型共计27种,其中白花基因型共有19种,纯合子有aaBBCC、AAbbCC、AABBcc、aabbCC、AAbbcc、aaBBcc、aabbcc、7种,因此白花杂合的基因型共计12种,A正确;
B、甲品系基因型为aaBBCC,乙品系基因型若为AAbbcc,则子代中会出现红花品系,B错误;
C、甲品系的基因型若为aaBBCC,丙品系为aabbcc,子代中都是白色品系,C正确;
D、根据第二组实验中F2红花∶白花=9∶7,则F1的基因型为AaBbCC(两对基因都是杂合的,一对基因是显性纯合),乙品系是含有两对基因是隐性,一对基因是显性的品系,D正确;
故选B。
13. 下图为某哺乳动物的一个细胞示意图,它属于下列何种细胞( )
A. 肝细胞 B. 初级卵母细胞
C. 第一极体 D. 卵细胞
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂间期:染色体复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
题图分析,图示细胞中含有奇数条染色体,且染色体散乱,应处于减数第二次分裂前期,应为次级精母细胞、次级卵母细胞或第一极体。
【详解】A、肝细胞只能进行有丝分裂,有丝分裂过程中细胞具有同源染色体,因此染色体数目呈偶数,A错误;
B、初级卵母细胞属于减数第一次分裂时期的细胞,该时期细胞具有同源染色体,B错误;
C、图中看出,细胞中染色体数为奇数且没有同源染色体,并且具有染色单体,因此是处于减数第二次分裂前期,可能为次级精母细胞、次级卵母细胞或第一极体,C正确;
D、卵细胞中应不具有染色单体,D错误。
故选C.
【点睛】
14. 下图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述正确的是( )
A. 若图甲为有丝分裂过程中的某阶段,则可在上一时期的细胞中观察到赤道板
B. 若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段,则染色体着丝点分裂可发生在这一阶段
C. 若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D. 若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞,则b组细胞中不会出现联会和四分体
【答案】C
【解析】
【分析】
分析题图:甲图细胞含有同源染色体,着丝点分裂,处于有丝分裂后期;乙图中染色体数为2N,且染色体∶DNA∶染色单体=1∶2∶2,可能处于有丝分裂前期、中期和减数第一次分裂过程;丙图中a组染色体数目减半,可能处于减数第二次分裂前期、中期,b组染色体数目和正常一样,可能处于有丝分裂前期、中期、末期和减数第一次分裂,c组染色体数目加倍,可能处于有丝分裂后期。
【详解】A、细胞中央的赤道板是个假想的平面,是观察不到的,A错误;
B、若图乙表示有丝分裂过程中某阶段,那么该阶段是有丝分裂的前期和中期,染色体着丝点分裂不可能发生在此阶段,B错误;
C、若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,那么该阶段可能是减数第一次分裂的后期,同源染色体的分离可发生在此阶段,C正确;
D、若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞,根据细胞中染色体数量可知,b组可表示卵原细胞、初级卵母细胞或处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞,因此b组细胞中可能会出现联会和四分体,D错误。
故选C。
15. 一个基因型为aaBb的雄牛,分别用红、黄、绿三种不同颜色的荧光物质分别标记基因a,B,b观察分裂过程,下列叙述不正确的是 ( )
A. 在有丝分裂前期细胞中有3种颜色8个荧光点
B. 在有丝分裂后期细胞中有3种颜色8个荧光点
C. 一个次级精母细胞中可能有3种颜色4个荧光点
D. 一个初级精母细胞中可能有3种颜色4个荧光点
【答案】D
【解析】
【分析】有丝分裂过程:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、有丝分裂前期的细胞,由于在间期已经进行了DNA复制,该细胞基因型为aaaaBBbb,所以该细胞中有红、黄、绿3种颜色8个荧光点,A正确;
B、有丝分裂后期细胞的基因型为aaaaBBbb,所以该细胞中有红、黄、绿3种颜色8个荧光点,B正确;
C、由于次级精母细胞中不含同源染色体,但如果在四分体时期发生了交叉互换,其基因型可能为aaBb,则一个次级精母细胞可能有红、黄、绿3种颜色4个荧光点,C正确;
D、初级精母细胞中的基因型为aaaaBBbb,所以细胞中有红、黄、绿3种颜色8个荧光点,D错误。
故选D。
16. 某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上A:T:G:C=1:2:3:4,则该DNA分子( )
A. 四种含氮碱基A:T:G:C=4:4:7:7
B. 若该DNA分子中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),则G的个数为pm/2n-p
C. 碱基排列方式共有4200种
D. 含有4个游离的磷酸
【答案】B
【解析】
【分析】已知一条链上A:T:G:C=1:2:3:4,即A1:T1:G1:C1=1:2:3:4,根据碱基互补配对原则可知A2:T2:G2:C2=2:1:4:3。双链DNA分子中含有200个碱基,则A1=T2=10,T1=A2=20,G1=C2=30,C1=G2=40,即该DNA分子中A=T=30个,C=G=70个。
【详解】A、由以上分析可知该DNA分子中A=T=30个,C=G=70个,则DNA分子四种含氮碱基A:T:G:C=3:3:7:7,A错误;
B、若该DNA中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),则全部碱基数量为p÷n/m,由于A+G=碱基总数的一半,所以G的个数为pm/2n-p,B正确;
C、该DNA分子中碱基比例已经确定,所以碱基排列方式小于4100种,C错误;
D、该DNA分子两条链,含有2个游离的磷酸基,D错误。
故选B。
17. 在探索遗传物质的过程中,格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家们利用细菌、病毒等材料进行了系列实验。下列有关这些科学家所做实验的叙述中正确的是( )
A. 格里菲思实验证明了DNA是使R型肺炎链球菌产生稳定遗传变化的物质
B. 用RNA酶去除S型细菌细胞提取物中的RNA并与R型细菌混合培养,结果无S型菌出现
C. 赫尔希和蔡斯在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中用32P、35S同时标记了T2噬菌体的DNA和蛋白质
D. 格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验均不能证明DNA是主要的遗传物质
【答案】D
【解析】
【分析】格里菲思实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,但并没有证明转化因子是DNA。艾弗里实验、赫尔希和蔡斯实验均证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、格里菲思实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,但没有证明DNA是使R型肺炎链球菌产生稳定遗传变化的物质,A错误;
B、用RNA酶去除S型细菌细胞提取物中的RNA并与R型细菌混合培养,结果既有S型菌出现,也有R型菌出现,B错误;
C、赫尔希和蔡斯完成的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中是用32P、35S分别标记了T2噬菌体的DNA和蛋白质,C错误;
D、格里菲思实验不能证明DNA是遗传物质,艾弗里实验、赫尔希和蔡斯实验均证明了DNA是遗传物质,但以上实验都不能证明DNA是主要的遺传物质,DNA是主要的遗传物质是对整个生物界来说的,D正确。
故选D。
18. 下列有关细胞共性的叙述,正确的是
A. 都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层
B. 都具有细胞核但遗传物质不一定是DNA
C. 都能进行细胞呼吸但不一定发生在线粒体中
D. 都能合成蛋白质但合成场所不一定是核糖体
【答案】C
【解析】
【详解】细胞根据有无成形的细胞核,分为原核细胞和真核细胞,不论是原核细胞还是真核细胞,细胞膜的主要成分都是磷脂和蛋白质,A错误;原核细胞无细胞核,且具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA,B错误;原核细胞无线粒体,但也能进行有氧呼吸,如蓝藻,真核细胞有氧呼吸的主要场所在线粒体,C正确;原核细胞和真核细胞蛋白质合成场所都是核糖体,D错误。
【考点定位】原核细胞和真核细胞在结构上的异同
【名师点睛】解答本题的关键在于对于原核细胞与真核细胞的共性的理解,原核细胞与真核细胞在结构上都具有细胞膜、细胞质、核糖体以及遗传物质都是DNA,虽然原核细胞不具有真核细胞的某些结构,但也能进行相应的生理功能,如蓝藻无线粒体,但含有与有氧呼吸有关的酶,也能进行有氧呼吸,对于这样的特例,需重点掌握,也是高考的重点。
19. 下列关于SARS病毒、乳酸菌、酵母菌和家兔体内核酸中的五碳糖、碱基、核苷酸的叙述,错误的是( )
A. 乳酸菌细胞中的核酸有2种,碱基和核苷酸各有8种
B. SARS病毒的遗传物质中的五碳糖只有1种,碱基和核苷酸各有4种
C. 酵母菌的遗传物质是DNA,其遗传物质中的碱基和核苷酸各有4种
D. 家兔神经细胞中的核酸及五碳糖都有2种,其细胞核和细胞质中都有核酸分布
【答案】A
【解析】
【分析】核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),它们的组成单位依次是四种脱氧核苷酸(脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成)和四种核糖核苷酸(核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基组成)。
【详解】A、乳酸菌属于原核生物,其细胞中的核酸有2种,碱基(A、T、U、C、G)有5种,核苷酸有8种(4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸),A错误;
B、SARS病毒的遗传物质是RNA,其五碳糖只有1种(核糖),碱基((A、U、C、G))和核苷酸(4种核糖核苷酸)各有4种,B正确;
C、酵母菌属于真核生物,其遗传物质是DNA,DNA中的碱基(A、T、C、G)和核苷酸(4种脱氧核苷酸)各有4种,C正确;
D、家兔神经细胞中含有DNA和RNA,所以核酸及五碳糖都有2种,其细胞核和细胞质中都有核酸分布,D正确。
故选A。
20. 一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂。下列说法错误的是( )
A. 基因组成为AAXBXB时细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期
B. 若产生4种精子则可能是减数分裂Ⅰ后期基因自由组合的结果
C. 处于减数分裂Ⅰ后期和处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体组数相同
D. 若产生了一个基因组成为AaXB的精子,则同时产生的另外三个精子为AaXB、Y、Y
【答案】B
【解析】
【分析】减数分裂过程: (1)减数分裂前的间期:染色体复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换;②中期:同源染色体排列在赤道极上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体分离。④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建,纺锤体和染色体消失。
【详解】A、一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂,减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离可产生基因组成为AAXBXB和aaYY的次级精母细胞,故基因组成为AAXBXB时细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期,A正确;
B、一个精原细胞减数分裂Ⅰ后期基因自由组合,最终会产生4个两两相同的精子,如果4个精子互不相同,应该是在减数分裂Ⅰ前期发生互换的结果,B错误;
C、处于减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体组数均为2,C正确;
D、若产生了一个基因组成为AaXB的精子,则减数分裂Ⅰ产生了基因组成为AAaaXBXB和YY的次级精母细胞,进而产生4个基因组成为AaXB、AaXB、Y、Y的精子,D正确。
故选B。
二、不定项选择题
21. 20世纪50年代以来,同位素示踪技术被广泛应用于各种科研领域当中,极大地方便了科学家追踪某些物质或元素在生物体内或细胞内的转移、传递过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 用3H标记亮氨酸,可以追踪小鼠胰腺腺泡细胞中的分泌蛋白合成与运输途径
B. 用15N与18O分别标记人和小鼠细胞膜上的蛋白质后使二者融合,可以证明膜具有流动性
C. 给植物提供14C标记的CO2,将先后在C5、C3和糖类中出现放射性
D. 用含32P标记的噬菌体感染大肠杆菌,多代复制后释放的子代病毒仅少量具有放射性
【答案】AD
【解析】
【分析】同位素用于追踪物质运行和变化过程时,叫做示踪元素.用示踪元素标记的化合物,化学性质不变.人们可以根据这种化合物的性质,对有关的一系列化学反应进行追踪,这种科学研究方法叫做同位素标记法。
【详解】A、亮氨酸是合成蛋白质的原料,用3H标记亮氨酸能追踪小鼠胰腺腺泡细胞中的分泌蛋白合成与运输途径,A正确;
B、用发红色荧光的染料和发绿色荧光的染料分别标记人和小鼠细胞膜上的蛋白质分子后使二者融合,通过两种颜色的荧光在细胞膜上的分布,可以证明膜具有流动性,B错误;
C、卡尔文用14C标记CO2探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径为:14CO2→14C3→(14CH2O)+14C5,最先出现在C3中,C错误;
D、赫尔希和蔡斯用32P标记的噬菌体感染大肠杆菌,由于噬菌体的DNA带有放射性标记,而大肠杆菌提供的合成DNA和蛋白质的原料没有标记,因此,多代复制后释放的子代病毒仅少量具有放射性,D正确。
故选AD。
22. 从配子形成和受精作用的角度分析,下列关于遗传具有多样性和稳定性的原因的叙述,正确的是( )
A. 减数分裂过程中,非同源染色体的自由组合是形成配子多样性的重要原因之
B. 减数分裂过程中,同源染色体非姐妹染色单体间互换是形成配子多样性的原因之一
C. 受精时,雌雄配子间的随机结合是形成配子多样性的重要原因
D. 减数分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
【答案】ABD
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】AB、在减数第一次分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换和非同源染色体的自由组合是形成配子多样性的两个主要原因,A、B正确;
C、受精时,雌雄配子间的随机结合导致合子多种多样,从而导致了生物的多样性,C错误;
D、减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性,D正确。
故选ABD。
23. 果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上。长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述正确的是( )
A. 亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr
B. 亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C. F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D. 白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
【答案】ABD
【解析】
【分析】由题意知,长翅果蝇交配后代出现残翅果蝇,亲本都是杂合子,基因型为Bb,子代中残翅果蝇的概率是bb=1/4,又因为F1代的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅,因此F1代的白眼果蝇的概率是1/2,所以亲代雌果蝇是杂合子,基因型为XRXr,所以亲本中红眼长翅果蝇的基因型为BbXRXr,白眼长翅果蝇BbXrY。
【详解】A、从题目中F1雄果蝇中约有1/8为白眼残翅(bbXrY),再结合亲本的表现型可知,红眼长翅果蝇的基因型为BbXRXr(亲本雌果蝇),白眼长翅果蝇的基因型为BbXrY(亲本雄果蝇),A正确;
B、亲本雌果蝇产生的配子中1/2含Xr,亲本雄果蝇产生的配子中也有1/2含Xr ,,B正确;
C、 Fl代出现长翅果蝇(B_)的概率是3/4,出现雄果蝇的概率为1/2,所以出现长翅雄果蝇的概率为3/4×1/2=3/8,C错误;
D、白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr,减数第一次分裂过程中同源染色体分离,染色体数目减半,但是由于一条染色体上含有2个染色单体、2个DNA分子,减数第二次分裂后期着丝点分裂,染色体暂时加倍,因此可以形成基因型为bbXrXr的次级卵母细胞,D正确。
故选ABD。
24. 下图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体(①~⑥均表示气体)转移情况。下列有关叙述错误的是( )
A. 该细胞一定不是根尖细胞
B. ①代表O2,⑥代表CO2
C. 光反应过程中,发生了④、⑤和C5的结合
D. ①+③可表示总光合速率,②+③可表示呼吸速率
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析,左边的细胞器是叶绿体,右边的是线粒体;①、②、③代表O2,④、⑤、⑥代表CO2。
【详解】A、该细胞有叶绿体(左侧有类囊体薄膜等结构),因此一定不是根尖细胞,A正确;
B、线粒体是有氧呼吸的主要场所,能够释放二氧化碳,叶绿体是光合作用的场所,能够利用二氧化碳释放氧气,则①代表O2,⑥代表CO2,B正确;
C、在光合作用暗反应过程中,发生了④、⑤CO2和C5的结合,即发生了二氧化碳的固定,C错误;
D、①+③可以表示叶绿体制造氧气的量,可以表示为总光合速率,②+③可以表示呼吸速率,D正确。
故选C。
25. 人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),下图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图,下列叙述错误的是( )
A. 组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同
B. MSC不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老
C. MSC中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡
D. 不同诱导因素使MSC分化形成不同类型细胞
【答案】ABC
【解析】
【分析】据图分析,MSC为多能干细胞的间充质干细胞,其先进行细胞分裂产生了更多的MSC,在经过细胞分化形成了脂肪细胞、成纤维细胞、肌细胞和成骨细胞,细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】组织细胞中的DNA与MSC细胞中的DNA相同,但是RNA不同,A错误;组织细胞是MSC细胞增殖分化形成的,因此组织细胞比MSC细胞更容易衰老,B错误;当MSC中的基因都不能表达时,说明该细胞早就已经开始凋亡了,C错误;不同诱导因素能够使MSC分化形成不同类型的细胞,D正确。
【点睛】解答本题的关键是掌握细胞分裂和细胞分裂的概念与过程,能够根据图示过程分析MSC细胞经过了哪两个过程最终形成了四种不同形态功能的细胞。
三、综合题
26. 下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞,图3中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请据图回答下列问题:
(1)图1中BC段形成的原因是______________,该过程发生于______________期;DE段形成的原因是______________。
(2)图2中______________细胞处于图1中的CD段,______________细胞处于图1中的EF段。
(3)图2中乙细胞含有______________条染色单体,该细胞处于____________________________期,其产生的子细胞名称为____________________________。
(4)图2中丙细胞中的M为性染色体,则N一定是______________染色体。
(5)图2中甲属于图3中______________类型细胞;
(6)从图3中选出属于减数分裂的细胞类型,按照出现的先后顺序进行排序(用图3中字母和箭头表示)______________。
【答案】 ①. DNA复制 ②. 分裂前的间期 ③. 着丝粒分裂 ④. 乙丙 ⑤. 甲 ⑥. 8 ⑦. 减数第一次分裂后期 ⑧. 次级卵母细胞和极体 ⑨. 常 ⑩. a ⑪. c→b→d→c→e
【解析】
【分析】
图1分析,BC段表示DNA的复制,DE段表示着丝点分裂,CD段表示每条染色体上有2个DNA分子,可处于有丝分裂的前期、中期和减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期,EF段表示有丝分裂的后期和末期、减数第二次分裂的后期和末期。
图2分析,甲为有丝分裂的后期,乙为减数第一次分裂的后期,丙为减数第二次分裂的中期。
图3分析,a为有丝分裂的后期,b为有丝分裂的前期、中期或减数第一次分裂,c为减数第二次分裂的后期或体细胞,d为减数第二次分裂的前期和中期,e为精细胞、卵细胞或极体。
【详解】(1)BC段表示每条染色体上的DNA数量由1个变为2个,发生的原因是进行DNA的复制,该过程发生的时期为细胞分裂的间期。DE段表示着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,每条染色体上只有1个DNA分子。
(2)图1中的CD存在姐妹染色单体,图2中含有姐妹染色体的图像有乙和丙。EF段不含有姐妹染色单体,图2中甲细胞符合。
(3)图2中正在发生同源染色体的分离,非同源染色体的自由组合,且细胞质不均等分裂,处于减数第一次分裂的后期,该细胞的名称为初级卵母细胞,该细胞含有4条染色体,8条姐妹染色单体,产生的子细胞是第一极体和次级卵母细胞。
(4)图2中丙细胞中没有同源染色体,若M为性染色体,则N一定为常染色体。
(5)图2中甲存在同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂的后期,对应图3中的a。
(6)b细胞可以为减数减数第一次分裂,c细胞可以为减数第二次分裂的后期或性原细胞,d细胞为减数第二次分裂的前期和中期,e细胞是减数分裂最终产生的配子,因此出现的先后顺序是c→b→d→c→e。
【点睛】本题结合细胞分裂图和柱形图,考查细胞的有丝分裂和减数分裂,要求考生识记细胞有丝分裂和减数分裂不同时期的特点,能准确分析题图,再结合所学的知识准确答题。
27. 下图为某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。甲遗传病由一对等位基因(A,a)控制,乙遗传病由另一对等位基因(B,b)控制,这两对等位基因独立遗传。已知Ⅲ-4 携带甲遗传病的致病基因,但不携带乙遗传病的致病基因。回答问题:
(1)甲病的遗传方式为_______染色体______性遗传,乙病的遗传方式为_______染色体______性遗传。
(2)Ⅱ-2的基因型为__________,Ⅲ-3的基因型为___________,如果Ⅲ-3与Ⅲ-4婚配,再生一个孩子,为同时患甲、乙两种遗传病男孩的概率为____________。
(3)若Ⅳ-1与一个正常男性结婚,则他们生一个患乙遗传病男孩的概率为_______。
【答案】(1) ①. 常 ②. 隐 ③. X ④. 隐
(2) ①. AaXBXb ②. AAXBXb或AaXBXb ③. 1/24
(3)1/8
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
小问1详解】
由Ⅱ-1和Ⅱ-2表现正常,却生出了患甲病的Ⅲ-2,据此可判断甲病是隐性遗传病,再由Ⅰ-1和Ⅱ-3可排除甲病不可能在性染色体上,所以甲病是常染色体隐性遗传病;根据Ⅲ-3和Ⅲ-4表现正常,却生出了患乙病的Ⅳ-2和Ⅳ-3,可判断乙病是隐性遗传病,且由于Ⅲ-4不携带乙遗传病的致病基因。则说明乙病是伴X染色体隐性遗传病。
【小问2详解】
甲遗传病由一对等位基因(A,a)控制,乙遗传病由另一对等位基因(B,b)控制,且甲病是常染色体隐性遗传病,乙病是伴X隐性遗传病,则Ⅱ-2表现正常,其生出了患甲病的孩子,因此其关于甲病的基因型为Aa,Ⅳ-2和Ⅳ-3患有乙病,而Ⅲ-3表现正常,其关于乙病的基因型为XBXb,Ⅱ-2的基因型为AaXBXb,Ⅲ-3的基因型为AAXBXb或AaXBXb。已知Ⅲ-4携带甲遗传病的致病基因,但不携带乙遗传病的致病基因,其相关基因型为AaXBY。Ⅲ-3与Ⅲ-4婚配,再生一个孩子,为同时患甲、乙两种遗传病的一定为男孩,其概率为1/6×1/4=1/24,计算如下图:
【小问3详解】
只考虑乙病,Ⅲ-3和Ⅲ-4的基因型分别为XBXb和XBY,则Ⅳ-1的基因型为XBXb或XBXB,二者的比例为1∶1,其与一个正常男性(XBY)结婚,则他们生一个患乙遗传病男孩的概率为:
28. 果蝇的长翅和残翅、刚毛和截毛各为一对相对性状,分别由A/a和B/b控制,刚毛和截毛基因在性染色体上。一培养瓶内装有1只残翅刚毛雄蝇与1只长翅刚毛雌蝇。经交配后统计瓶中的子一代果蝇,其中长翅刚毛雌蝇有59只,长翅截毛雌蝇有61只,长翅刚毛雄蝇有120只。(注:不考虑致死和突变)
(1)长翅和残翅中,显性性状是____,控制刚毛和截毛的基因在_____(填“X”或“X 和Y”)染色体上,判断的依据是______
(2)F1长翅刚毛雄蝇的基因型是_____。将F1雌雄个体随机交配,F2中残翅截毛雌蝇的 比例是______。
(3)若鉴定F1中某一只长翅刚毛雄蝇的基因型,应选用一只表型为_____的雌蝇与之交 配,观察子代果蝇的表型。若子代_____,则亲本的基因型为____;若子代_____则亲本的基因型为______。
【答案】(1) ①. 长翅 ②. X和Y ③. 若位于X染色体非同源区段上,亲本为刚毛雄蝇和刚毛雌蝇,子一代雌蝇中不应有截毛
(2) ①. AaXBYB和AaXbYB ②. 3/64
(3) ①. 残翅截毛 ②. 出现截毛雌蝇 ③. AaXbYB ④. 雌雄全为刚毛 ⑤. AaXBYB
【解析】
【分析】残翅刚毛雄蝇与长翅刚毛雌蝇杂交,后代长翅刚毛雌蝇:长翅截毛雌蝇:长翅刚毛雄蝇=1:1:2,可知长翅和刚毛为显性,根据雌雄表型可知A/a位于常染色体上,因为亲本雄性为刚毛显性,而子代雌性中有刚毛有截毛,因此B/b位于XY同源区段上。
【小问1详解】
残翅刚毛雄蝇与长翅刚毛雌蝇杂交,后代长翅刚毛雌蝇:长翅截毛雌蝇:长翅刚毛雄蝇=1:1:2,可知长翅和刚毛为显性;
因为亲本雄性为刚毛显性,而子代雌性中有刚毛有截毛,因此B/b位于XY同源区段上,若位于X染色体非同源区段上,亲本为刚毛雄蝇和刚毛雌蝇,子一代雌蝇中不应有截毛。
【小问2详解】
亲本基因型为AAXBXb、aaXbYB,子一代长翅刚毛雄果蝇的基因型为AaXBYB和AaXbYB;
F1雌性基因型为AaXBXb、AaXbXb,与雄性随机交配,A_:aa=3:1,雌配子产生XB:Xb=1:3,雄配子产生XB:Xb:YB=1:1:2,得XbXb为1/4×3/4=3/16,因此得残翅截毛雌蝇=1/4×3/16=3/64。
【小问3详解】
F1长翅刚毛雄蝇基因型为AaXBYB和AaXbYB,可以与残翅截毛雌蝇(aaXbXb)杂交,若子代不论雌雄都为刚毛,则长翅刚毛雄蝇基因型为AaXBYB;若子代雌性中出现截毛,则长翅刚毛雄蝇基因型为AaXbYB。
29. 某生物兴趣小组用模型模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程如图,据下图回答下列问题。
(1)T2噬菌体与烟草花叶病毒的遗传物质分别是___。将上述a~f以正确的时间顺序排列(a为子代噬菌体):______________(用字母和箭头表示)
(2)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,利用放射性同位素标记技术的目的是_________________;该实验分别用35S或32P标记噬菌体的DNA和蛋白质,在下图中标记元素所在部位依次是___。以32P标记组为例,搅拌离心应发生在图中c~f过程之间,如果在过程f之后搅拌离心,可能出现的异常现象是_____________。
(3)下列曲线中,用来表示T2菌体侵染大肠杆菌实验中保温时间长短与放射性高低的关系图,最合理的是(甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)___。
A. 甲组-上清液-① B. 乙组-上清液-②
C. 甲组-沉淀物-③ D. 乙组-沉淀物-④
(4)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性,而实验的实际最终结果显示;在离心后的上清液中,也具有一定的放射性,而下层的沉淀物放射性强度比理论值略低。在理论上,上清液放射性应该为0,其原因是__________。
(5)科学家在研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能时,检测上清液中的放射性,得到如下图所示的实验结果。
实验中搅拌的目的______________________,据图分析搅拌时间应至少大于2min,否则上清液中的放射性较___(高或低),当搅拌时间足够长时,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,说明DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌,但上清液中32P的放射性仍达到30%,其原因可能是______________,图中“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照,如果明显低于100%,则上清液放射性物质32P的含量会___。
【答案】(1) ①. DNA,RNA ②. d→e→b→f→c→a
(2) ①. 区分DNA和蛋白质分子 ②. ④① ③. 上清液中具有较强的放射性 (3)B
(4)理论上讲,噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内,上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳
(5) ①. 使噬菌体和大肠杆菌分离 ②. 低 ③. 部分噬菌体未侵染进入细菌 ④. 增高
【解析】
【分析】噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P);噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。实验结论:DNA是遗传物质。
【小问1详解】
T2噬菌体的遗传物质是DNA,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA;图中a为子代噬菌体,b表示合成,c表示释放,d表示吸附,e表示注入,f表示组装,噬菌体侵染的顺序可表示为d→e→b→f→c→a。
【小问2详解】
T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,利用放射性同位素标记技术的目的是区分DNA和蛋白质分子,实验中分别用35S或32P标记噬菌体的蛋白质和DNA,DNA分子中的磷元素在磷酸中,而蛋白质的S元素在R基中,因此标记的部位依次是图中的④和①中;以32P标记组为例,搅拌离心应发生在图中过程c→f之间,即子代噬菌体未释放之前,如果在过程f之后搅拌离心,则细菌会裂解,释放出子代噬菌体,则带有放射性的子代噬菌体会在离心过程中进入上清液中,导致上清液具有较强的放射性,即导致的异常现象为上清液中具有较强的放射性。
【小问3详解】
AC、甲组是用35S标记的噬菌体侵染细菌的过程,则35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中,且放射性强度与保温时间长短没有关系,对应于曲线④,AC错误;
BD、乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌,而32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,只有DNA进入细菌内,经过搅拌离心后,存在于大肠杆菌内的子代噬菌体DNA分布在沉淀物中,但随着保温时间过长,子代噬菌体从大肠杆菌内增殖后释放出来,经离心后分布于上清液中,这会使上清液的放射性升高,沉淀物中放射性含量降低,即随着保温时间的延长,亲代噬菌体的DNA逐渐进入大肠杆菌内导致上清液的放射性下降,而后随着培养时间持续延长,子代噬菌体释放出来导致上清液放射性上升,因此,乙组中上清液的放射性表现为先降低而后上升,对应于曲线②,B正确,D错误。
故B。
【小问4详解】
32P标记的是噬菌体的DNA,在理论上,噬菌体将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内,并随大肠杆菌在离心后进入沉淀物中,因此,上清液中由于不含DNA,而只含噬菌体蛋白质外壳而表现为上清液放射性应该为0。
【小问5详解】
用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物,实验过程中搅拌的目的是使噬菌体和大肠细菌分离;从图中看出,搅拌时间大于2min,此时上清液中的35S放射性表现较高,否则上清液中的放射性较低。当搅拌时间足够长时,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,说明DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌,此时上清液中仍有少量32P的放射性,应该是由于部分噬菌体未侵染进入细菌通过离心进入到上清液中的缘故;如果时间过长,被侵染的细菌破裂,会释放出带有放射性标记的子代噬菌体,通过离心过程进入上清液中,导致上清液中32P的放射性增高。图中显示“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照,此时的存活率保持在100%,说明细菌没有裂解,因此可以说明图中上清液中32P的放射性仍达到30%的原因是部分噬菌体未侵染进入细菌导致的,若此时细菌的存活率明显低于100%,则图中上清液中32P的放射性仍达到30%的原因可能是由于子代噬菌体释放出来进入上清液的缘故。
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