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课时检测训练16 DNA是主要的遗传物质
➢对应学生用书P407
一、单项选择题
1.(2023·广东质量检测)肺炎链球菌转化实验中,S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内,并整合到R型细菌的DNA分子中,使R型细菌转化成能合成多糖类荚膜的S型细菌。下列叙述错误的是( )
A.上述转化过程在小鼠体内和体外均能发生
B.上述R型细菌转化成S型细菌的变异属于基因重组
C.S型细菌的DNA片段在R型细菌中表达的产物是多糖
D.转化形成的S型细菌中DNA的嘌呤碱基所占比例不发生变化
解析 根据肺炎链球菌体外转化实验和体内转化实验结果可知,上述转化过程在小鼠体内和体外均能发生,A正确;上述R型细菌转化成S型细菌的过程中发生了基因的重新组合,因此该过程中发生的变异属于基因重组,B正确;基因表达的产物是蛋白质,不是多糖,C错误;转化形成的S型细菌中DNA的嘌呤碱基所占比例不发生变化,仍占50%,D正确。
答案 C
2.(2023·江苏南京中华中学高三检测)用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的45%。在实验时间内,被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述错误的是( )
A.T2噬菌体必须在活菌细胞内增殖
B.搅拌的目的是使T2噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离
C.上清液放射性较高的原因是保温时间过长
D.仅依据这组实验不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNA
解析 T2噬菌体(病毒)没有细胞结构,必须在活菌细胞内增殖,A正确;噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,在下一步离心时分开,便于放射性的检测,B正确;保温时间长会导致被侵染的大肠杆菌裂解死亡,子代噬菌体释放出来,上清液中放射性增加,但是题目给的信息是被侵染细菌的存活率接近100%,故此种情况没有发生,因此上清液中放射性较高的原因与保温时间长无关,应该是保温时间短,被标记噬菌体有一部分还未侵染大肠杆菌,导致上清液中放射性较高,C错误;该实验上清液具有较高的放射性,且还缺少35S标记T2噬菌体蛋白质的一组实验,所以仅依据这组实验不能说明DNA是T2噬菌体的遗传物质,D正确。
答案 C
3.(2023·北京等级模考)在噬菌体侵染白喉棒状杆菌并增殖的过程中,需要借助细胞器完成的步骤是 ( )
A.噬菌体特异性吸附在细菌细胞上
B.噬菌体遗传物质整合到细菌DNA上
C.噬菌体DNA在细菌细胞中转录
D.噬菌体的蛋白质在细菌细胞中合成
解析 噬菌体特异性吸附在细菌细胞上不需要借助细胞器完成,A错误;噬菌体将其遗传物质注入细菌细胞内,并整合到细菌的DNA上,不需要借助细胞器完成,B错误;噬菌体的DNA在细菌细胞中转录,不需要借助细胞器完成,C错误;噬菌体蛋白质的合成需要借助细菌的核糖体,D正确。
答案 D
4.(2023·青岛模拟)如图表示肺炎链球菌的转化实验,下列有关说法正确的是 ( )
A.该实验模拟的是艾弗里实验
B.从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是R型细菌自身变化而来
C.从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是死亡的S型细菌“死而复生”
D.该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子,使R型细菌转化为S型细菌
解析 该实验模拟的是格里菲思实验,A错误;b实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是R型细菌自身变化而来的可能,B错误;c实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是死亡S型细菌“死而复生”的可能,C错误;该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子,使R型细菌转化为S型细菌,D正确。
答案 D
5.赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验,图中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌。有关叙述不正确的是 ( )
A.若要达到实验目的,还要设计一组用35S标记噬菌体的实验,两组都是实验组
B.图中锥形瓶中的培养液用来培养大肠杆菌,其内的营养成分中要含有32P
C.噬菌体、大肠杆菌的遗传都不遵循基因分离定律
D.本组实验B(上清液)中出现较弱的放射性,不能说明离心之前的搅拌不够充分
解析 该实验只能证明DNA进入了大肠杆菌内,不能证明蛋白质是否进入,还要设计一组用35S标记噬菌体的实验,且两组都是实验组,A正确;图中培养过程中,标记应只来源于被标记的噬菌体,培养大肠杆菌的培养液中不能有放射性,B错误;噬菌体是病毒,大肠杆菌是原核生物,均没有细胞核,都不遵循基因分离定律,C正确;本组实验上清液出现较弱的放射性,也可能是培养时间过长或保温时间过短导致的,D正确。
答案 B
6.(2023·湖南调研)如图表示“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”中保温时间与物质放射性强度的变化,下列叙述正确的是 ( )
甲 乙
A.甲表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,沉淀物放射性含量的变化
B.甲表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,沉淀物放射性含量的变化
C.乙表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,上清液放射性含量的变化
D.乙表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,上清液放射性含量的变化
解析 在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,沉淀物放射性含量随保温时间的变化应该是先增加再降低,不能用甲表示,A错误;在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,沉淀物放射性与保温时间没有关系,不能用甲表示,B错误;在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,上清液放射性含量的变化应该用甲表示,C错误;在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中,上清液放射性含量较高,且与保温时间没有关系,可用乙表示,D正确。
答案 D
7.(2023·山东淄博一模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异,将S型菌分为SI、SⅡ、SⅢ…类型。不同类型的S型菌发生基因突变后失去荚膜,成为相应类型的R型菌(RI、RⅡ、RⅢ…)。S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。将加热杀死的甲菌破碎后,获得提取物→对提取物进行不同酶处理→加入乙菌培养基中培养→检测子代细菌(丙)的类型。下列实验思路与结果预期,能说明细菌发生转化而未发生基因突变的一组是 ( )
A.甲:RⅡ,乙:SⅢ,丙:SⅢ、RⅡ
B.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:SⅢ、RⅡ
C.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:RⅢ、RⅡ
D.甲:SⅢ,乙:RⅢ,丙:SⅢ、RⅢ
解析 根据题意分析,RⅡDNA不能进入SⅢ中,不会导致SⅢ突变为RⅡ,A不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅡ吸收,将部分RⅡ转化为SⅢ,没有发生基因突变,不能转化为SⅡ,RⅡ也不能转化为SⅡ,B符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅡ吸收,将部分RⅡ转化为SⅢ,但不会获得RⅢ,C不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅢ吸收,将部分RⅢ转化为SⅢ,但不能体现有没有发生基因突变的过程,D不符合题意。
答案 B
8.(2023·盐城检测)为确认一种能感染螨虫的病毒的核酸类型,研究人员利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的螨虫细胞等为材料,设计了可相互验证的甲、乙两组实验(假设细胞中碱基不发生相互转换)。下列有关实验设计或操作的叙述,正确的是 ( )
A.将甲、乙两组螨虫细胞分别培养在含3H标记的U、含3H标记的T的培养基中
B.将等量该病毒分别接种到含3H标记的U或T的培养基中
C.将甲、乙两组螨虫细胞均培养在含3H标记的U和T的培养基中
D.病毒侵染一定时间后离心并检测螨虫细胞中放射性情况,以确定病毒的核酸类型
解析 DNA和RNA的碱基存在差异,DNA特有的碱基是T,而RNA特有的碱基是U,因此可用放射性同位素分别标记T和U, 通过检测子代病毒的放射性可知该病毒的核酸类型,故可将甲、乙两组螨虫细胞分别培养在含3H标记的U、含3H标记的T的培养基中,之后接种该病毒,并检测子代病毒的放射性,A正确、C错误;病毒无细胞结构,无独立代谢的能力,不能直接在培养基中培养,B错误;一定时间后离心并收集、检测子代病毒的放射性,以确定病毒的核酸类型,D错误。
答案 A
二、不定项选择题
9.(2023·湖北武汉调研)细菌转化是指外源DNA被处于感受态的细菌摄取并且在细菌内部表达的过程。在肺炎链球菌转化实验中,S型细菌的DNA片段进入R型细菌内并整合到其基因组中,使R型细菌转化成S型细菌,其子代也是S型细菌。下列叙述正确的是( )
A.以上的转化实验证明了DNA是遗传物质
B.R型细菌转化成S型细菌是一种不可遗传的变异
C.DNA纯度和受体菌的状态等因素均会影响细菌的转化率
D.体内转化实验可以通过观察菌落形态来判断是否发生转化
解析 转化实验证明了DNA是遗传物质,A正确;S型细菌的DNA片段进入R型细菌内并整合到其基因组中,DNA纯度、两种细菌的亲缘关系和受体菌的状态等因素均会影响细菌的转化率,这种R型细菌转化成S型细菌属于基因重组,是一种可遗传的变异,B错误,C正确;体内转化实验不能通过观察菌落的形态来判断是否发生转化,可以通过判断实验小鼠是否死亡来确定是否发生了转化,D错误。
答案 AC
10.(2023·潍坊期末)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组相同培养基上分别接种R型菌、S型菌、加热杀死的S型菌、R型菌和加热杀死的S型菌。培养一段时间后,菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
A.Ⅰ中菌落表面光滑,Ⅱ中菌落表面粗糙
B.对第Ⅳ组实验的分析应是以Ⅰ~Ⅱ组的实验现象为参照
C.Ⅳ组结果说明整合到R型菌内的DNA分子片段,可直接表达出荚膜多糖
D.若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶,则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低
解析 Ⅰ中是R型细菌,其菌落表面粗糙,Ⅱ中是S型细菌,其菌落表面光滑,A错误;对第Ⅳ组实验的分析应是以Ⅰ~Ⅱ组的实验现象为参照,B正确;DNA表达的直接产物是蛋白质,而多糖类荚膜不是蛋白质,因此其不是DNA片段直接表达的产物,C错误;由于转化因子是DNA,而DNA酶能将DNA水解,因此若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶,则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低,D正确。
答案 BD
三、非选择题
11.科学家用去污剂裂解被加热杀死的S型肺炎链球菌细胞,然后抽取裂解产物依次进行如图所示的肺炎链球菌转化实验(S型细菌有荚膜且具有毒性,能使小鼠患败血症,R型细菌无荚膜也无毒性)。回答下列问题:
(1)上述实验中, 对照能说明S型细菌的DNA是转化因子。
(2)除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,还可以通过什么方法区别R型和S型细菌? 。
(3)上述实验利用了酶具有 的特点。与“设法将物质分开,单独、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比,本实验的优势在于 。
解析 (1)实验①和⑤形成对照,说明DNA水解后,R型活菌不能再转化为S型细菌,从而证明了DNA是转化因子。(2)R型细菌和S型细菌结构是不同的,在显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型细菌和S型细菌,或观察菌落特征,菌落表面光滑的是有荚膜的S型细菌,菌落表面粗糙的是无荚膜的R型细菌。(3)利用分离提纯法进行的肺炎链球菌体外转化实验,缺点是物质纯度不能保证达到100%,而本实验可避免物质纯度不足带来的干扰。
答案 (1)①和⑤ (2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若菌落表面光滑,则为S型细菌;若菌落表面粗糙,则为R型细菌) (3)专一性 避免物质纯度不足带来的干扰
12.如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果,请据图回答下列问题:
(1)T2噬菌体的化学成分是 ,用放射性32P标记的是T2噬菌体的 。
(2)要获得32P标记的T2噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基直接培养,原因是 。
(3)实验过程中搅拌的目的是 ,离心后放射性较高的是 (填“上清液”或“沉淀物”)。
(4)接种噬菌体后培养时间过长,发现上清液中放射性增强,最可能的原因是 。
(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验,请简述对照实验设计: 。
预期的实验结果是 。
解析 (1)T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成,其中有磷元素的是DNA。(3)实验过程中,通过搅拌可以使细菌表面的T2噬菌体外壳与细菌分离。由于32P存在于噬菌体DNA中,噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌体内,所以沉淀物中放射性很高。(5)赫尔希和蔡斯还设计用35S标记的T2噬菌体重复上述实验,由于S元素标记的蛋白质没有进入细菌,所以上清液放射性很高,沉淀物放射性很低。
答案 (1)蛋白质和DNA DNA (2)噬菌体是细菌病毒,不能独立生活,必须寄生在活细胞中(其他答案合理亦可) (3)使细菌表面的T2噬菌体外壳与细菌分离 沉淀物 (4)培养时间过长,增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来 (5)用35S标记的T2噬菌体重复上述实验 上清液放射性很高,沉淀物放射性很低
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