2018年秋高中生物第三章基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质练习新人教版必修2

发布时间：2019-03-20 19:41:38 来源：文档文库

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第1节 DNA是主要的遗传物质

1．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，下列关于此实验的结论不正确的是 (　　)

A．说明了R型活细菌是无毒性的

B．说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌

C．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA

D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒的

答案：C

2．肺炎双球菌转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是(　　)

A．荚膜多糖　　　　 B．S型细菌的蛋白质

C．R型细菌的DNA D．S型细菌的DNA

解析：S型细菌的多糖荚膜＋R型细菌→小鼠→存活，说明S型细菌的荚膜不是能使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，A错误；S型细菌的蛋白质＋R型细菌→小鼠→存活，说明S型细菌的蛋白质不是能使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，B错误；R型细菌的DNA控制合成的性状是R型细菌的性状，不可能转化为S型细菌，C错误；S型细菌的DNA＋R型细菌→小鼠→死亡，说明S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，D正确。

答案：D

3．将噬菌体的DNA和蛋白质分别注入甲细菌和乙细菌细胞中，能繁殖出新的噬菌体的是(　　)

A．甲细菌 B．乙细菌

C．甲或乙细菌 D．甲和乙细菌

答案：A

4．科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验中，不可能出现的结果是(　　)

A.实验① B．实验②

C．实验③ D．实验④

解析：烟草花叶病毒是RNA病毒，遗传特性是由RNA决定的，实验③组合病毒的遗传物质是b型TMV的RNA，所以分离出的病毒类型应该是b型。

答案：C

5．下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述正确的是(　　)

A．格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质

B．艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术

C．赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是生物界中主要的遗传物质

D．烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了蛋白质和RNA是遗传物质

答案：B

6．肺炎双球菌能引起人的肺炎和小鼠的败血症。已知有许多不同菌株，但只有光滑型(S)菌株能引起疾病。这些有毒菌株在每一细胞外面有多糖类的胶状荚膜保护它们，使它们不被宿主的正常防御机构破坏。以下是1928年格里菲思所做的实验，据图回答：

(1)从D组实验中的小鼠体内可分离出____________________。

(2)为了解释上述实验现象，1944年艾弗里等科学家从S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等成分，分别与R型细菌一起培养。结果发现：

①S型细菌的DNA与R型活菌混合，将混合物注入小鼠体内，可使小鼠致死，这说明______________________________________。

②S型细菌的蛋白质或多糖与R型活菌混合并注入小鼠体内，小鼠________，小鼠体内只能分离出________。

(3)如果将DNA酶注入活的S型细菌中，再将这样的S型细菌与R型活菌混合，混合物不使小鼠致死，原因是

_____________________________________________________。

(4)上述转化实验直接证明了____________________________。

解析：(1)D组实验小鼠患病死亡，体内一部分R型细菌转化为S型细菌，而另一部分R型细菌没有被转化，仍然繁殖。(2)①S型细菌的DNA与R型活菌混合，会使后者转化为S型细菌；②蛋白质等其他成分不能使R型细菌发生转化。(3)DNA酶会将S型细菌的DNA分解，所以不会引发R型细菌的转化。(4)因为只有DNA会引发细菌的转化，所以可以证明DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是。

答案：(1)活的S型细菌和R型细菌

(2)①S型细菌的DNA可使R型细菌转化为S型细菌　②不致死　R型细菌

(3)DNA被酶分解

(4)DNA是遗传物质

A级　基础巩固

1．肺炎双球菌转化实验证明了(　　)

A．基因位于染色体上

B．染色体是遗传物质的主要载体

C．DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

D．在不含DNA的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质

答案：C

2．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：

①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠　②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠　③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠　④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠

以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)

A．存活，存活，存活，死亡　B．存活，死亡，存活，死亡

C．死亡，死亡，存活，存活 D．存活，死亡，存活，存活

答案：D

3．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括六个步骤：

①上清液和沉淀物的放射性检测

②分别用含35S或32P的培养基培养细菌

③噬菌体与未标记的细菌混合培养

④充分搅拌后离心分离

⑤子代噬菌体的放射性检测

⑥噬菌体与标记的细菌混合培养

最合理的实验步骤顺序为 (　　)

A．⑥①②④③⑤ B．②⑥①③④⑤

C．②⑥③④①⑤ D．②⑥③④⑤①

答案：C

4．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验是关于探究遗传物质的两个经典实验，下列叙述正确的是(　　)

A．两个实验均采用了对照实验和同位素标记的方法

B．两者的关键设计思路都是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应

C．赫尔希与蔡斯对同一组噬菌体的蛋白质和DNA分别采用35S和32P标记

D．两个实验证明了DNA是细菌的遗传物质

答案：B

5．如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类，其中与实际情况相符的是(　　)

A．T2噬菌体 B．乳酸菌

C．酵母菌 D．家兔

答案：A

6．某科学家做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。

(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的________元素。

(2)子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有________元素，由此说明________；子代噬菌体的蛋白质分子都含________元素，这是因为

______________________________________________________。

(3)实验中用放射性同位素标记噬菌体时，选取35S和32P，这两种同位素分别标记蛋白质和DNA的原因是_________________

______________________________________________________。

可否用14C和3H标记？并说明原因。____________________

______________________________________________________。

解析：(1)因为噬菌体增殖是以自身的DNA为模板，以细菌体内的核苷酸为原料，所以32P和31P都会在子代噬菌体中出现。

(2)噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌，因此子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有35S；子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内以32S标记的氨基酸为原料合成的，子代噬菌体的蛋白质分子都含32S。

(3)因为S仅存在于蛋白质外壳中，而P则几乎都存在于DNA中，所以实验中用放射性同位素标记噬菌体时，选取35S和32P这两种同位素分别标记蛋白质和DNA。因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有C和H这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源，所以不能用14C和3H标记。

答案：(1)32p和31P　(2)35S　噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌细胞中32S 子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内以32S标记的氨基酸为原料合成的

(3)S仅存在于蛋白质外壳中，而P则几乎都存在于DNA中　不能用14C和3H标记，因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有C和H这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源

B级　能力训练

7．在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验步骤是(　　)

A．将无毒R型活细菌与有毒S型活细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌

B．将无毒R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌

C．从加热杀死后的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，加入培养R型细菌的培养基中，发现R型细菌转化为S型细菌

D．从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，分别加入培养R型细菌的培养基中，发现只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌

解析：S型活细菌的各成分分开后，分别加入培养R型细菌的培养基中，只有DNA使R型细菌转化为S型细菌，则证明DNA是遗传物质。

答案：D

8．生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验如下图。有关分析不正确的是 (　　)

A．理论上，b中不应具有放射性

B．b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关

C．若b中含有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关

D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质

解析：用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在细菌的细胞外，而搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，因此，搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则b中不含放射性。上述实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质。若b中有放射性，与①过程中培养时间的长短无关，与搅拌不充分有关。

答案：C

9．下列选项正确的是(　　)

A．肺炎双球菌的体内转化实验的思路是将物质分离、提纯，单独观察其作用效果

B．赫尔希和蔡斯通过使用含35S和32P标记的培养基进行噬菌体的培养和标记

C．如果用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液检测到放射性，原因可能是保温时间不合适

D．肺炎双球菌的转化实验及噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质

解析：肺炎双球菌的体外转化实验的设计思路是将物质分离、提纯，单独观察其作用效果，A项错误；培养噬菌体要用活的细菌，不能用一般的培养基，B项错误；噬菌体侵染细菌的实验中，保温培养的时间过长或过短，都会造成上清液中出现32P标记的噬菌体(过长：子代噬菌体。过短：亲代噬菌体)，C项正确；这两个实验证明了DNA是遗传物质，D错误。

答案：C

10．下图表示用同位素32P、35S分别标记T2噬菌体的DNA和大肠杆菌的蛋白质(氨基酸)，然后进行“噬菌体侵染细菌实验”，侵染后产生的子代噬菌体(10～1 000个)与亲代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的DNA和蛋白质中含有的标记元素应是(　　)

A．31P、32P和35S B．31P、32P和32S

C．31P、32P和32S、35S D．32P和32S、35S

解析：在T2噬菌体的化学组成中，S元素仅存在于蛋白质中，99%的P元素都存在于DNA中。当T2噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌细胞内，而其蛋白质外壳则留在细胞外面。T2噬菌体的DNA进入细菌体内后，利用细菌的组成成分，来合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，因此子代噬菌体的DNA都含31P、少数DNA含32P，所有子代噬菌体的蛋白质都含35S。

答案：A

11．请分析以下实验并回答问题：

(1)有人曾重复做了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下：

a．将一部分S型细菌加热杀死；

b．制备符合要求的培养基并均匀分为若干组，将相应菌种分别接种到各组培养基上(如下图中文字说明部分)；

c．将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况，实验结果如下图所示。

本实验可得出的结论是_________________________________。

(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是DNA。请用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。

①实验方案如下。

第一步：从S型细菌中提取出其DNA。同时，制备符合要求的培养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号A、B、C；

第二步：______________________________________________；

第三步：_______________________________________________；

第四步：____________________________________________。

②请预测实验结果并得出合理结论。________________________

_____________________________________________________。

③通过本实验，还有得出的新的结论：_______________________

______________________________________________________。

解析：第(2)题是验证实验。欲证明促进R型细菌转化的物质是DNA，可用DNA酶将S型细菌的DNA破坏，看其是否还能使R型细菌转化为S型细菌。解答时可考虑以下几个方面：①设置对照实验，在实验组中加入提取的S型细菌的DNA；在对照组中，一组中不加任何提取物，另一组中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶。②单一变量的控制，即只有培养细菌的培养基中是否加入S型细菌的DNA这一个实验变量，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等)应基本相同。

答案：(1)S型细菌中的“某种物质”(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，而且这种转化是可遗传的

(2)①第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取的S型细菌的DNA，C中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶(顺序可变)　第三步：在三组培养基上分别接种等量的R型细菌　第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况　②结果预测：A中只有R型细菌菌落；B中出现R型细菌和S型细菌两种菌落；C中只有R型细菌菌落。结论：S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌　③DNA只有在结构保持完整、未被破坏的前提下才具有促使R型细菌转化为S型细菌的功能

12．1952年赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题：

(1)他们指出“噬菌体在分子生物学中的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位。”这句话指出了噬菌体作为实验材料具有__________________________________________________的特点。

(2)通过________________的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中_________变化。

(3)侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是________________，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性________。实验结果表明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%，证明________________。图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明________________，否则细胞外________的含量会增高。

(4)本实验证明在病毒复制和遗传过程中________起着作用。

解析：(1)噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和DNA。(2)噬菌体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再让噬菌体分别侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的位置变化。(3)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P含量增高。图中被侵染细菌的存活率曲线基本保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的35S含量只有80%，原因是在搅拌时被侵染细菌和噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P含量只有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。

答案：(1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)

(2)用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌　DNA和蛋白质的位置

(3)使噬菌体和细菌分离　较低　DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌　细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来　32P

(4)DNA

C级　拓展提升

13．某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验：

实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。

材料用具：显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶。

实验步骤：

第一步：取等量活鸡胚两组，用显微注射技术分别向两组活鸡胚中注射有关物质。

第二步：在适宜条件下培养。

第三步：分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测是否产生禽流感病毒。

(1)完成下表中的填空。

(2)从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是酶具有________；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理是________控制生物的性状。

(3)若禽流感病毒的遗传物质为RNA，经RNA酶初步水解后的产物分别是腺嘌呤核糖核苷酸、________、________和________。

解析：(1)可根据题干中提供的材料用具设计实验。利用DNA酶和RNA酶分别处理病毒的核酸提取物，然后注射到活鸡胚中培养，从而判断DNA还是RNA是遗传物质。DNA酶是用来破坏提取物中的DNA，而RNA酶则是用来破坏提取物中的RNA，若用DNA酶处理后，还能有禽流感病毒产生，则说明它的遗传物质是RNA，反之则是DNA。