3.1 DNA是主要的遗传物质 （限时集训）-【黄金15分钟】2024-2025学年高一生物下学期同步提升限时检测（人教版2019必修2）

3.1 DNA是主要的遗传物质（限时集训15分钟） 1．在探究生物遗传物质的过程中，有多位科学家利用多种科学技术和方法开展了大量科学实验。下列相关叙述正确的是（    ） A．赫尔希和蔡斯的实验属于对比实验，32P组为实验组、35S组为对照组 B．艾弗里的实验中，利用酶除去特定物质，运用的是减法原理 C．格里菲思的实验证明了DNA是主要的遗传物质 D．用含35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，释放出的子代噬菌体均有标记 【答案】B 【分析】与常态相比，人为增加某种影响因素称为加法原理，人为去除某种影响因素的称为减法原理。 【详解】A、赫尔希和蔡斯的实验属于对比实验，32P组和35S组都为实验组，A错误； B、艾弗里的实验中，分别蛋白酶和RNA酶等去除蛋白质和RNA等物质的影响，运用的是减法原理，B正确； C、格里菲思的实验证明了已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质，即转化因子，C错误； D、用含35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，释放出的子代噬菌体均没有标记，D错误。 故选B。 2．某科研小组在“噬菌体侵染细菌的实验”中分别用同位素、、和对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表所示的标记，一段时间后检测放射性的主要分布部位。下列分析正确的是（　　） 组别 第一组 第二组 第三组 噬菌体成分 用标记 未标记 用标记 大肠杆菌成分 用标记 用标记 未标记 A．第一组沉淀物中有较高的放射性，上清液中放射性较低 B．即使保温时间过长，第二组的上清液中也检测不到放射性 C．第三组上清液不具有放射性，沉淀物中放射性较高 D．第三组子代噬菌体大多数都具有放射性 【答案】B 【分析】1、T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。 2、噬菌体侵入细菌实验过程: 吸附、注入（注入噬菌体的DNA）、合成（控制者：噬菌体的DNA；原料： 细菌的化学成分） 、组装、释放。 3、生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 【详解】A、第一组T2用35S标记外壳，离心后外壳在上清液，故上清液有较强放射性；也用了32P标记了大肠杆菌，故沉淀放射性也高，A错误； B、第二组用18O标记大肠杆菌，18O没有放射性 ，B正确； C、第三组用14C标记T2，则其外壳和DNA都被标记，故其上清液和沉淀都具有较高的放射性，C错误； D、第三组用14C标记T2，则T2的DNA会被标记，但大肠杆菌未标记，故第三组少数含有亲本链的子代噬菌体具有放射性，D错误。 故选B。 3．噬菌体侵染细菌的部分实验流程如下：用标记噬菌体→标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合培养→搅拌→离心→检测上清液和沉淀物中的放射性。下列叙述正确的是（    ） A．将噬菌体放在含的培养基中培养以标记噬菌体 B．上清液放射性强度与混合培养时间长短呈正相关 C．搅拌不充分将使沉淀物具有较强放射性 D．仅少数子代噬菌体蛋白质外壳含 【答案】C 【分析】T2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。 【详解】A、噬菌体为病毒，为专性寄生物，不能在培养基上直接培养，只能在活细胞中培养，A错误； B、上清液放射性强度与通过搅拌脱离细菌的带有35S标记的蛋白质外壳有关，混合培养时间长短影响子代噬菌体是否被释放出来，且释放的子代噬菌体不具有放射性，因此，上清液放射性强度与混合培养时间长短无关，B错误； C、若搅拌不充分，则会导致吸附在细菌上的带有35S标记的噬菌体蛋白质外壳随细菌一起沉淀，导致沉淀物中的放射性强度增强，C正确； D、噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，带有标记的蛋白质外壳不进入到大肠杆菌中，而合成子代噬菌体的原料都来自大肠杆菌，而大肠杆菌未被标记，因此该实验得到的子代噬菌体中，所有的子代噬菌体均不被35S标记，D错误。 故选C。 4．下列有关遗传物质本质的实验，描述正确的是（    ） A．烟草花叶病毒侵染烟草的实验，证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质 B．标记的噬菌体侵染细菌实验，在细菌裂解释放出的部分噬菌体中可以检测到 C．将S型细菌细胞提取物加入有R型活细菌的培养基，R型细菌大部分转化为S型细菌 D．格里菲思的肺炎链球菌转化实验运用了“加法原理”，推断R型细菌含有转化因子 【答案】B 【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质； 2、T2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。该实验证明DNA是遗传物质； 3、烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA是遗传物质。 【详解】A、烟草花叶病毒侵染烟草的实验，证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，但烟草是真核生物，其遗传物质是DNA，并非RNA，A错误； B、用32P标记的噬菌体侵染细菌时，噬菌体的DNA会进入细菌并随着细菌DNA的复制而进行半保留复制，所以在细菌裂解释放出的部分噬菌体中可以检测到32P，B正确； C、将S型细菌细胞提取物加入有R型活细菌的培养基，R型细菌只有少数会转化为S型细菌，而不是大部分，C错误； D、格里菲思的肺炎链球菌转化实验运用了“加法原理”，推断S型细菌含有转化因子，而不是R型细菌含有转化因子，D错误。 故选B。 5．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病的病斑不同，如图所示。下列说法中错误的是（    ）    A．a过程表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用 B．b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其有感染作用 C．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质 D．c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病症为感染HRV病状，并能从中分离出HRV 【答案】C 【分析】分析题图信息可知：用TMV的蛋白质外壳、HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒感染烟叶，用TMV的蛋白质外壳感染的烟叶没有出现病斑，其他两组烟叶上出现的病斑是HRV的病斑，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用，HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒有感染作用。 【详解】A、a过程中烟叶没有出现病斑，表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，TMV的蛋白质外壳没有感染作用，A正确； B、b过程中烟叶出现病斑，表示用HRV的RNA单独接种烟叶，具有感染作用，B正确； C、该实验不能证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，若要证明，需单独用烟草花叶病毒的RNA侵染叶片，C错误； D、c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶出现病斑，并能从中分离出车前草病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，D正确； 故选C。 6．下列有关DNA是主要的遗传物质的相关实验叙述，正确的是（    ） A．格里菲思利用体内转化实验证明DNA是遗传物质 B．艾弗里运用“减法原理”证明DNA是主要的遗传物质 C．用含32P或35S的培养基培养T2噬菌体来侵染大肠杆菌 D．从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草叶片感染病毒 【答案】D 【分析】在对照实验中，控制变量可以采用“加法原理”和“减法原理”。与常态相比，人为增加某种影响因素称为“加法原理”；与常态相比，人为地去除某种影响因素称为“减法原理”。 【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明存在转化因子，能将R型细菌转化为S细菌，A错误； B、艾弗里体外转化实验各实验组的设置采用酶解法，在自变量的控制上利用了“减法原理”，但只证明DNA是遗传物质，并未证明是主要的遗传物质，B错误； C、T2噬菌体侵染细菌的实验中，应该先用分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌分别培养噬菌体，C错误； D、从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草叶片感染病毒，从而证明某些病毒的遗传物质是RNA，D正确。 故选D。 7．在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，第四组实验（将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入小鼠体内）中的小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．R型细菌与S型细菌致病性不同的根本原因是两者的遗传物质不同 B．ab段期间，小鼠启动了免疫防御功能，致使R型细菌含量减少 C．bc段期间，R型细菌大量繁殖的原因最可能是S型细菌降低了小鼠的免疫力 D．后期出现的大量S型细菌是由R型细菌大量转化而成的 【答案】D 【分析】曲线图分析：加热杀死的S型菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，随着R型细菌转化为S型细菌，S型细菌的数量呈现S型曲线的变化。R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统被破坏，R型细菌数量又开始增加。 【详解】A、R型细菌与S型细菌致病性不同的根本原因是两者的遗传物质不同，因为性状都是有遗传物质控制的，A正确； B、ab段期间，R型菌数量逐渐下降，说明小鼠启动了免疫防御功能引起的，B正确； C、bc段S型细菌大量繁殖，导致小鼠的免疫力下降，进而造成R型细菌大量繁殖，C正确； D、最初的S型细菌是由R型细菌转化来的，但之后产生的S型细菌多数是由转化形成的S型细菌增殖而来的，D错误。 故选D。 8．关于DNA是遗传物质的推测，科学家们找到了很多直接或者间接的证据，并解决了很多技术难题，提出了科学的模型，请回答下列问题： (1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，从死亡的小鼠体内既分离出S型细菌又分离出R型细菌的一组实验的处理是将R型活细菌与 混合后注射到小鼠体内。 (2)艾弗里和他的同事进行的体外转化实验，其实验思路是在每个实验组的S型细菌的细胞提取物中特异性地去除掉一种物质。从控制自变量角度看，该实验运用了“ 原理”。 (3)赫尔希及其助手蔡斯分别用32P和35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌。T2噬菌体含有蛋白质和DNA，32P标记的是 。实验过程中，大肠杆菌培养一段时间后需要搅拌，搅拌的目的是 ；若32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长，会使上清液中放射性含量升高，其可能的原因是 。 (4)某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA，某研究小组展开了相关实验，如下所示。材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。 I．实验步骤： ①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。 ②将配制溶液分别注射入小白鼠体内，请完善下表： 组别 A B C D 注射溶液 该病毒核酸提取物 等渗生理盐水 ③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。 Ⅱ．结果预测及结论：① ，说明DNA是该病毒的遗传物质。 ② ，说明RNA是该病毒的遗传物质。 【答案】(1)加热致死的S型细菌 (2)减法 (3) DNA 使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离 噬菌体在大肠杆菌内增殖到一定数量后释放出来，经离心后分布于上清液中 (4) A组：该病毒核酸提取物和RNA酶 B组：该病毒核酸提取物和DNA酶 A、C组发病，B、D组不发病 B、C组发病，A、D组不发病 【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 【详解】（1）加热杀死的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。将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从死亡的小鼠体内既分离出S型细菌又分离出R型细菌。 （2）艾弗里和他的同事进行的体外转化实验，其实验思路是在每个实验组的S型细菌的细胞提取物中特异性地去除掉一种物质。从控制自变量角度看，该实验运用了“减法”原理。 （3）DNA的组成元素中有P，32P标记的是DNA。噬菌体侵染大肠杆菌的过程为吸附→注入→合成→组装→释放，实验过程中，大肠杆菌培养一段时间后需要搅拌，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，若32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖到一定数量后释放出来，经离心后分布于上清液中，会使上清液中放射性含量升高。 （4）分析题意，该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”，观察指标是小白鼠是否发病，自变量是使用的酶的种类，DNA酶能催化DNA水解，RNA酶能催化RNA水解，所依据的生物学原理是酶具有专一性。该实验中，进行步骤①操作的目的是排除无关变量（小鼠的生长状况）对实验结果的影响；该实验的自变量是使用的酶的种类，步骤②中A组应注射该病毒核酸提取物和RNA酶，则B组应注射该病毒核酸提取物和DNA酶，C是核酸提取物，D组作为空白对照，应注射等量的生理盐水。预期实验结果：C组和A组发病，D组和B组不发病，说明DNA是该病毒的遗传物质。C组和B组发病，D组和A组不发病，说明RNA是该病毒的遗传物质。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.1 DNA是主要的遗传物质（限时集训15分钟） 1．在探究生物遗传物质的过程中，有多位科学家利用多种科学技术和方法开展了大量科学实验。下列相关叙述正确的是（    ） A．赫尔希和蔡斯的实验属于对比实验，32P组为实验组、35S组为对照组 B．艾弗里的实验中，利用酶除去特定物质，运用的是减法原理 C．格里菲思的实验证明了DNA是主要的遗传物质 D．用含35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，释放出的子代噬菌体均有标记 2．某科研小组在“噬菌体侵染细菌的实验”中分别用同位素、、和对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表所示的标记，一段时间后检测放射性的主要分布部位。下列分析正确的是（　　） 组别 第一组 第二组 第三组 噬菌体成分 用标记 未标记 用标记 大肠杆菌成分 用标记 用标记 未标记 A．第一组沉淀物中有较高的放射性，上清液中放射性较低 B．即使保温时间过长，第二组的上清液中也检测不到放射性 C．第三组上清液不具有放射性，沉淀物中放射性较高 D．第三组子代噬菌体大多数都具有放射性 3．噬菌体侵染细菌的部分实验流程如下：用标记噬菌体→标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合培养→搅拌→离心→检测上清液和沉淀物中的放射性。下列叙述正确的是（    ） A．将噬菌体放在含的培养基中培养以标记噬菌体 B．上清液放射性强度与混合培养时间长短呈正相关 C．搅拌不充分将使沉淀物具有较强放射性 D．仅少数子代噬菌体蛋白质外壳含 4．下列有关遗传物质本质的实验，描述正确的是（    ） A．烟草花叶病毒侵染烟草的实验，证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质 B．标记的噬菌体侵染细菌实验，在细菌裂解释放出的部分噬菌体中可以检测到 C．将S型细菌细胞提取物加入有R型活细菌的培养基，R型细菌大部分转化为S型细菌 D．格里菲思的肺炎链球菌转化实验运用了“加法原理”，推断R型细菌含有转化因子 5．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病的病斑不同，如图所示。下列说法中错误的是（    ）    A．a过程表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用 B．b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其有感染作用 C．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质 D．c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病症为感染HRV病状，并能从中分离出HRV 6．下列有关DNA是主要的遗传物质的相关实验叙述，正确的是（    ） A．格里菲思利用体内转化实验证明DNA是遗传物质 B．艾弗里运用“减法原理”证明DNA是主要的遗传物质 C．用含32P或35S的培养基培养T2噬菌体来侵染大肠杆菌 D．从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草叶片感染病毒 7．在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，第四组实验（将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入小鼠体内）中的小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．R型细菌与S型细菌致病性不同的根本原因是两者的遗传物质不同 B．ab段期间，小鼠启动了免疫防御功能，致使R型细菌含量减少 C．bc段期间，R型细菌大量繁殖的原因最可能是S型细菌降低了小鼠的免疫力 D．后期出现的大量S型细菌是由R型细菌大量转化而成的 8．关于DNA是遗传物质的推测，科学家们找到了很多直接或者间接的证据，并解决了很多技术难题，提出了科学的模型，请回答下列问题： (1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，从死亡的小鼠体内既分离出S型细菌又分离出R型细菌的一组实验的处理是将R型活细菌与 混合后注射到小鼠体内。 (2)艾弗里和他的同事进行的体外转化实验，其实验思路是在每个实验组的S型细菌的细胞提取物中特异性地去除掉一种物质。从控制自变量角度看，该实验运用了“ 原理”。 (3)赫尔希及其助手蔡斯分别用32P和35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌。T2噬菌体含有蛋白质和DNA，32P标记的是 。实验过程中，大肠杆菌培养一段时间后需要搅拌，搅拌的目的是 ；若32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长，会使上清液中放射性含量升高，其可能的原因是 。 (4)某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA，某研究小组展开了相关实验，如下所示。材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。 I．实验步骤： ①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。 ②将配制溶液分别注射入小白鼠体内，请完善下表： 组别 A B C D 注射溶液 该病毒核酸提取物 等渗生理盐水 ③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。 Ⅱ．结果预测及结论：① ，说明DNA是该病毒的遗传物质。 ② ，说明RNA是该病毒的遗传物质。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$