1 . （1）1958年，梅塞尔森和斯塔尔做了如下实验：将大肠杆菌放在含¹⁵NH₄Cl的培养基中繁殖几代，其DNA由于¹⁵N的加入，而比普通大肠杆菌的DNA重1%，再将含¹⁵N的DNA大肠杆菌移到含¹⁴NH₄Cl的培养基中繁殖一代，其DNA的质量为中间类型．如果再继续繁殖一代，结果出现两种质量的DNA，即中间型和轻型．提取所有这些不同质量的DNA分子放在离心机内离心3个小时，结果，这些DNA在试管内分成三条带．如图请分析说明：

①a带的DNA是_____，b带的DNA是_____．
A．两条单链都含¹⁵N
B．两条单链都含¹⁴N
C．一条单链含¹⁵N，另一条单链含¹⁴N
②以上实验证明了_____．
（2）某科学家做的噬菌体侵染细菌的实验，分别用同位素³²P、³⁵S作了如下表所示的标记．

	噬菌体（T2）成分	细菌（大肠杆菌）成分
核苷酸	标记32P	31P
氨基酸	32S	标记35S

此实验得出的结果是子噬菌体与母噬菌体的外形和侵染特性均相同，请分析完成：
①子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是_____．
②子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是_____．
③此实验证明了_____．

2 . 科学研究表明，在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间可能发生部分交换。某同学为了在显微镜下能够观察到有丝分裂交换这一现象，搜集获得如下资料，展开了研究：
A.将细胞置于含有BrdU的某种培养基中培养，细胞能不断增殖。当DNA复制时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA的子链中。
B．由于掺入BrdU的情况不同，经特殊染色后，着色的深浅也不同；在染色单体中，若DNA只有一条单链掺有BrdU，则着色深：若DNA的两条单链都掺有BrdU，使DNA双链螺旋程度降低，从而着色浅。
C．将处于不同细胞周期的中期细胞进行常规制片，经特殊染色后．在显微镜下可观察每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。
根据上述资料回答下列问题：
(1) DNA的复制发生在细胞周期中的____（时期）。若观察到置于含有BrdU的某种培养基中培养的细胞中所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深，则该细胞正处于有丝分裂第___个细胞周期的中期。
(2)有丝分裂第二个细胞周期的中期细胞可观察到________。
(3)若要观察有丝分裂中姐妹染色单体是否发生交换，应选择第______个细胞周期进行观察？请描述发生交换时观察到的现象_______（填“一”或“二”）。

3 . 在生命传承中，DNA的合成和复制必须高度精确，才能最大程度地保证遗传性状的稳定性。
（一）在研究DNA复制机制中，研究者用大豆根尖进行了如下实验：
主要步骤如下：

步骤①	将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。	在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。
步骤②	取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。

（1）步骤①，若DNA复制产物为________（填字母），说明复制方式是半保留复制。若第一个细胞周期检测到所有姐妹染色单体都具有放射性，则_______（能、不能）确定假说成立。
（2）若第二个细胞周期的放射性检测结果符合图乙_____（填字母），且第三个细胞周期检测结果符合______（填字母），则假说成立。正常蚕豆细胞有24条染色体，则第二个细胞周期的后期，被标记的染色体数为_______，第三个细胞周期的中期被标记的染色体数的范围是_______。
（二）DNA聚合酶缺乏“从头合成”的能力，即不能从模板链的3′端从头合成新链。所以细胞内的DNA合成与PCR一样，也需要一段引物，不同的是细胞内的引物是一段单链RNA。DNA聚合酶只能从RNA引物的末端以5′→3′方向合成新链。新链合成后RNA引物随后被降解。由于DNA聚合酶的特点，DNA末端空缺处无法合成新链，所以DNA每复制一次，染色体便缩短一段，真核生物染色体末端的一段特殊序列称为“端粒”，对于维持染色体稳定具有重要作用。端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，与个体衰老和细胞癌变密切相关。在部分细胞中存在一种含有RNA模板的端粒酶，可通过延伸模板链的3′端增加端粒的长度，过程如右下图：

根据题干信息，回答下列问题
（1）请简要描述端粒酶的作用过程：____________。
（2）人类体细胞缺乏端粒酶活性，而生殖系统的性原细胞具有较高端粒酶活性，这种差异具有什么意义：________________________。
（3）癌细胞同样具有较高端粒酶活性，请根据题意提出抗击癌症的途径：________________________。

4 . R环是细胞内一种特殊的三链核酸结构，由一条mRNA链、一条DNA模板链和一条 DNA 非模板链所组成（如图），在原核和真核生物的基因组中分布广泛且普遍存在，在很多关键的生物学过程中发挥重要功能。请回答下列问题：

   

(1)在高等动物细胞的核基因表达过程中，能产生R环的过程为_______， 该过程中的酶A是_______。
(2)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，R环中含有碱基G的核苷酸有_______， 富含G的片段容易形成R环的原因是_______， 使得mRNA 不易脱离模板链。
(3)R环结构中嘌呤碱基总数_______（填“等于”或“不一定等于”）嘧啶碱基总数，原因是_______。
(4)R环的存在使 DNA分子的稳定性_______（填“增大”或“降低”或“保持不变”）。某 RNA 酶有助于维持细胞中基因结构的稳定，可能原因是_______。如果原核细胞中形成了 R环，则DNA复制可能会被迫停止，原因可能是由于 R环阻碍了_______的移动。

5 . 关于DNA复制曾有三种假说，示意图如下：

科学家运用密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题：
(1)将两组大肠杆菌分别在¹⁵NH₄Cl培养液和¹⁴HN₄Cl培养液中繁殖多代，培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种____________分子，作为DNA复制的原料，最终得到含¹⁵N的大肠杆菌和含¹⁴N的大肠杆菌。
(2)实验一：从含¹⁵N的大肠杆菌和含¹⁴N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。

热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的____________发生断裂，形成两条DNA单链，因此图a中出现两个峰。
(3)实验二：研究人员将含¹⁵N的大肠杆菌转移到¹⁴NH₄Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA (F₁DNA)，将F₁DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带对应图b中的两个峰。若将未进行热变性处理的F₁DNA进行密度梯度离心，则离心管中只出现一个条带。据此分析，F₁DNA是由____________（选填①～④中的序号）组成。实验结果证明，DNA是半保留复制，作出此判断的依据是：双链的F₁DNA密度梯度离心结果只有一个条带，排除了____________复制；单链的F₁DNA密度梯度离心结果有两个条带，排除了____________复制。
①两条¹⁵N-DNA单链                                   
②两条¹⁴N-DNA单链
③两条既含¹⁵N、又含有¹⁴N的DNA单链       
④一条¹⁵N-DNA单链、一条¹⁴N-DNA单链

6 . 大肠杆菌DNA呈环状，下图表示其复制过程。据图回答：

（1）环状DNA分子中每个磷酸基连接_______个脱氧核糖，其上基因的特异性是由_______决定。
（2）复制原点是DNA分子中复制起始的一段序列，该序列中A-T含量很高，有利于DNA复制起始时的解旋，原因是_______。
（3）酶1作用时需要由_______直接供能，2催化子链延伸的方向是_______（“5′→3”或“3→5”）。
（4）大肠杆菌DNA的复制属于_______。
A．单起点连续复制                           B．单起点半不连续复制
C．多起点连续复制                           D．多起点半不连续复制
（5）为证明DNA复制的方式为半保留复制而不是全保留复制，科学家利用大肠杆菌进行了相关实验：将大肠杆菌在¹⁵NH₄Cl培养液中培养若干代，再将其转移到¹⁴NH₄Cl培养液中培养，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA带的位置。如图表示几种可能的离心结果，则：

①大肠杆菌转移到¹⁴NH₄Cl培养液中增殖一代，如果DNA为全保留复制，则DNA带的分布应如图中试管_______所示；如果为半保留复制，DNA带的分布应如图中试管_______所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带，证明DNA是半保留复制，则大肠杆菌转移到¹⁴NH₄Cl培养液中增殖三代后，含¹⁵N的DNA分子占_______%

7 . 为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体，科学家们做了如下研究。
I.依据真核细胞中DNA位于细胞核内，而蛋白质合成在核糖体上这一事实，科学家推测存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。
II.对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA（称为mRNA）作为遗传信息传递的信使。若假说一成立，则细胞内应该有许多不同的核糖体。若假说二成立，则mRNA应该与细胞内原有的核糖体结合，并指导蛋白质合成。
III.研究发现噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中，细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”，科学家们进一步实验。
①¹⁵NH₄Cl和¹³C-葡萄糖作为培养基中的氮源和碳源来培养细菌，细菌利用它们合成蛋白质和核酸等生物大分子。经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的“重”细菌。
②将这些“重”细菌转移到含¹⁴NH₄Cl和¹²C-葡萄糖的培养基上培养，用噬菌体侵染这些细菌，该培养基中加入³²P标记的尿嘧啶核糖核苷酸为作为原料，以标记所有新合成的噬菌体RNA。
(1)将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心（主要取决于¹⁴N和¹⁵N），结果如下图所示。由图可知，大肠杆菌被侵染后没有合成新的核糖体，这一结果否定假说一。³²P标记仅出现在离心管的底部。

通过改变离子浓度将核糖体和mRNA分离继续做密度梯度离心，若结果是________说明__________________与“重”核糖体相结合，为假说二提供了证据。
(2)若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组实验，请选择下列序号填入表格。
①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合     
②新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合       
③出现DNA-RNA杂交现象       
④不出现DNA-RNA杂交现象

组别	实验处理	预期结果
1	_____	_____
2	_____	_____

8 . 某DNA分子（¹⁴N）含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以¹⁵N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图一所示结果；若将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图二所示结果。下列有关分析正确的是（       ）

A．X层全部是仅含14N的DNA分子

B．W层中含15N标记的胞嘧啶有3150个

C．Y层中含有的氢键数是X层的3倍

D．W层与Z层的核苷酸数之比是7：1

9 . 人们曾对DNA的复制存在三种假设，示意图如下，科学家运用密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制，请回答下列问题。

（1）实验一：从含¹⁵N的大肠杆菌和含¹⁴N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。培养液中的氮可被大肠杆菌利用合成四种___________分子，作为DNA复制的原料。热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的________发生断裂，形成两条DNA单链，因此图a中出现两个峰。
（2）实验二：研究人员将含¹⁵N的大肠杆菌转移到¹⁴N培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F₁DNA)，将F₁DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带对应图b中的两个峰。若将未进行热变性处理的F₁DNA进行密度梯度离心，则离心管中只出现一个条带。据此分析，F₁DNA是由________(选填①~④中的序号)组成，实验结果证明，DNA是半保留复制，作出此判断的依据是双链的F₁DNA密度梯度离心结果只有一个条带，排除了________复制；单链的F₁DNA密度梯度离心结果有两个条带，排除了________复制。
①两条¹⁵N-DNA单链
②两条¹⁴N-DNA单链
③两条既含¹⁵N、又含有¹⁴N的DNA单链
④一条¹⁵NDNA单链、一条¹⁴N-DNA单链

10 . 2020年2月中科院生物物理研究所揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。研究发现，含有组蛋白变体H2A.Z的核小体（染色体的基本组成单位）能够通过直接结合甲基化酶SUV420H1，促进核小体上组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰，带有二甲基化修饰的H2A.Z的核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白ORC1，从而帮助DNA复制起始位点的识别。
（1）DNA复制起始位点被识别后，首先与复制起始位点结合的酶是______。
（2）T细胞是一种发挥免疫作用的淋巴细胞，能进行增殖。研究人员特异性地去除T细胞染色体上的H2A.Z核小体后，T细胞的增殖速率将_________，原因是_________。
（3）研究还发现，组蛋白上其他位点的氨基酸残基发生修饰，如甲基化、乙酰化或磷酸化等，能招募特定种类的蛋白质与之结合，决定特定基因的表达是打开还是关闭，从而使亲子代均表现出一定的表型。根据上述发现，研究人员得出了“组蛋白修饰是表观遗传的重要机制”的结论。请根据表观遗传的概念，结合材料中的描述，概括得出上述结论的依据______。
（4）启动子是位于基因首端的一段特殊序列的DNA片段，当其被_________酶识别和结合后能驱动基因转录。某些组蛋白去乙酰化会引起启动子序列中的DNA发生甲基化，从而导致“基因沉默”，试分析上述过程引起“基因沉默”的原因是______，该机理为研发抗肿瘤药物提供了新思路。