【知识点详解】
1. DNA的性质与功能:DNA是生物体的遗传物质,但格里菲斯的实验并未直接证明这一点,而是艾弗里的实验才确证了DNA是遗传物质。DNA分子由两条互补的链组成,每条链上的碱基遵循碱基互补配对原则(A-T,G-C),所以互补链中(A+G)/(T+C)的比值为1。
2. 细胞周期与蛋白质:PCNA(增殖细胞核抗原)的浓度变化与细胞周期紧密相关,其合成与细胞分裂同步,抑制PCNA合成将阻止细胞分裂。PCNA基因存在于所有细胞中,但在非增殖细胞中不表达。PCNA在核糖体合成后进入细胞核参与DNA复制。
3. 基因与染色体的关系:基因是具有遗传效应的DNA片段,其序列并非随机排列,而是特定的。等位基因是控制同一性状的不同形式,它们的差异在于碱基对的排列顺序。
4. 生物进化:生物进化的标志是基因频率的变化。A选项展示了自然选择导致的进化,B和C选项涉及人工选择下的种群基因频率改变,而D选项是基因突变的结果,不属于进化。
5. 染色体数量与细胞分裂:图中b表示染色单体,时期I可能是有丝分裂或减数第一次分裂,细胞内可能有1个或2个染色体组;时期II为减数第二次分裂,可能发生基因重组;时期III和IV为无同源染色体的阶段。
6. 遗传学原理应用:自交过程中的随机结合指的是雌雄配子在受精时的随机组合,A正确。A与B、b的自由组合发生在减数第一次分裂后期,即①,B正确。M(表现型种类)为16,N(基因型种类)为3×3=9,C错误。该植株测交后代性状分离比为2:1:1,符合基因自由组合定律,D正确。
7. 染色体变异与遗传:图示细胞可能处于减数分裂,1、5、3、7、8组成一个染色体组,A正确。标注的三对基因位于一对同源染色体上,不符合自由组合定律,B错误。基因片段交换属于基因重组,C错误。产生异常配子可能是减数第一次分裂或第二次分裂异常,D错误。
8. 基因表达:DNA是转录的模板,mRNA是蛋白质合成的模板;每种氨基酸可以有多个密码子;基因表达过程不需DNA聚合酶参与,转录和翻译的碱基配对规则不同。
9. 遗传病:遗传病患者可能携带有遗传病基因,也可能由于新突变引起。女性血友病患者的儿子有一半概率患病。父亲正常,女儿患病可能是X连锁隐性遗传,但不一定是常染色体隐性遗传。遗传病发病率的调查应从人群中随机抽样。
10. 单倍体育种:过程①②可能出现基因突变,②显示单倍体细胞具有全能性。③用秋水仙素处理诱导染色体加倍,得到的植株C为纯合子,基因型有4种(AABB、AAbb、aaBB、aabb)。
11. 经典实验与放射性标记:T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验使用了放射性同位素标记技术,其他选项并未使用。
12. 现代生物进化理论:基因库是种群中所有个体的基因总和,基因频率是某个基因占全部等位基因的比例。地理隔离可能导致新物种形成。共同进化发生在不同物种间和生物与环境间。
13. 孟德尔遗传实验:孟德尔的遗传因子现在被称为基因,体细胞中成对存在,配子中成单存在。测交方法不仅能检测F1基因型,还能验证遗传规律。
14. 噬菌体侵染细菌实验:赫尔希和蔡斯实验中,噬菌体不能直接在培养基中培养,需先感染含放射性标记的大肠杆菌。32P标记的DNA在子代中占1/4,35S标记的蛋白质不遗传给子代。实验证明DNA是遗传物质,而非主要遗传物质。
15. 生物大分子合成:过程①(DNA复制)和②(转录)主要在细胞核中,但转录也发生在线粒体和叶绿体。不同细胞中启动子位置可能不同。过程③(翻译)合成的蛋白质可用双缩脲试剂检测,而非斐林试剂。
16. 人类遗传病原因:单基因遗传病由一对异常基因引起,多基因遗传病受多个基因和环境因素共同影响。遗传病在群体中的发病率与遗传方式有关,不同遗传方式的发病率各异。
以上是对题目中各知识点的详细解析,涵盖了生物学的遗传学、细胞分裂、基因表达、遗传病等多个方面。