第2章 第1节 DNA是主要的遗传物质(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（苏教版2019）

第一节　DNA是主要的遗传物质 [随堂巩固] 1．某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下4个实验： ①R型活细菌的DNA＋DNA酶→加入S型活细菌→注射入小鼠。 ②S型活细菌的DNA＋DNA酶→加入R型活细菌→注射入小鼠。 ③R型活细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型活细菌的DNA→注射入小鼠。 ④S型活细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型活细菌的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．存活、死亡、存活、存活 D．死亡、存活、存活、存活 解析　①S型活细菌是致死型的，故小鼠死亡；②DNA酶分解S型活细菌的DNA，故小鼠存活；③R型活细菌高温加热被杀死，再加入S型活细菌的DNA，不能发生转化，故小鼠存活；④S型活细菌高温加热被杀死，加入R型活细菌的DNA，小鼠也存活。 答案　D 2．用R型和S型肺炎链球菌进行实验，其过程和结果如图所示。 据图分析可知(　　) A．RNA是转化因子　　　B．蛋白质具有生物活性 C．DNA是转化因子　　　D．DNA是主要的遗传物质 解析　本实验为肺炎链球菌转化实验的体外转化实验，图中只有加入DNA的一组才发生转化，与其他组形成对照，说明DNA是转化因子。 答案　C 3．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验，其中一组实验如下图所示(用32P标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物)，下列有关叙述中正确的是(　　) A．该组实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B．将普通噬菌体放在含32P的培养液中即可得到32P标记的噬菌体 C．上清液检测到放射性的原因可能是步骤①的时间过长或过短 D．该实验中运用了放射性同位素标记技术和差速离心技术 解析　该组处理缺少对比实验，不能得出结论，A错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，必须寄生于细菌细胞中，因此不能用含32P的培养液培养，B错误；该实验中，步骤①培养的时间过长或过短都会导致上清液放射性增加，C正确；该实验中运用了放射性同位素标记技术和离心技术，但是没有使用差速离心技术，D错误。 答案　C 4．下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此判断，下列叙述正确的是(　　) A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中 C．TMV遗传物质的基本组成单位是脱氧核苷酸 D．RNA是TMV的主要遗传物质 解析　水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开，A正确；TMV的蛋白质可以被接种到正常烟草细胞内，B错误；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，其基本组成单位是核糖核苷酸，C、D错误。 答案　A 5．根据下列有关遗传物质研究的科学实验回答问题： (1)如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解，该实验是在格里菲斯肺炎链球菌转化实验的基础上进行的，其目的是证明“转化因子”的化学成分。 在对R型细菌进行培养之前，必须进行的工作是对S型细菌的DNA、蛋白质等物质________________________________。 (2)1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，如图是实验的部分过程。 ①赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，而不是同时标记在噬菌体上，这其中蕴涵的设计思路是________________。图中是用放射性同位素标记________的实验操作。 ②噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要________。 A．细菌的DNA及其氨基酸 B．噬菌体的DNA及其氨基酸 C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 D．细菌的DNA及噬菌体的氨基酸 解析　实验要遵循单一变量原则，分离DNA和蛋白质，单独观察其作用才能确定哪个是遗传物质。上清液中放射性很高，所以是标记了噬菌体的蛋白质外壳，蛋白质外壳没有进入细菌，离心后在上清液中。合成蛋白质外壳的模板是噬菌体的DNA，原料是细菌的氨基酸。 答案　(1)分离并提纯　(2)①分离DNA和蛋白质，单独观察其作用　蛋白质外壳　②C [课下作业] 1．下列遗传物质的探索实验中，没有证明具体的遗传物质的是(　　) A．格里菲斯肺炎链球菌转化实验 B．艾弗里肺炎链球菌转化实验 C．噬菌体侵染细菌实验 D．烟草花叶病毒感染实验 解析　格里菲斯实验只能说明加热杀死的S型细菌中含有使R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子。 答案　A 2．在肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化成S型细菌的转化因子是(　　) A．细菌荚膜　　　　　　　B．细菌蛋白质 C．R型细菌的DNA　　　　D．S型细菌的DNA 解析　S型细菌的DNA进入R型细菌内，整合到R型细菌的DNA上，使R型细菌转化为S型细菌，D符合题意。 答案　D 3．在肺炎链球菌感染小鼠的实验中，下列实验结果不正确的是(　　) A．注射R型细菌后，小鼠不死亡 B．注射S型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型细菌 C．注射R型细菌及热处理的S型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内只能分离出活的S型细菌 D．注射S型细菌及热处理的R型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型细菌 解析　注射R型细菌及热处理的S型细菌，S型细菌的DNA使无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌，使小鼠死亡，从小鼠体内既能分离出S型细菌，又能分离出R型细菌。 答案　C 4．艾弗里肺炎链球菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是(　　) A．S型细菌的蛋白质＋R型细菌 B．S型细菌的RNA＋R型细菌 C．S型细菌的DNA＋R型细菌 D．S型细菌的RNA酶＋S型细菌的RNA＋R型细菌 解析　表面光滑的是S型菌落，表面粗糙的是R型菌落。在A、B、D中所利用的蛋白质和RNA不是S型细菌的遗传物质，菌落中只有R型菌落，C项中加入了S型细菌的DNA，所以可以使R型细菌进行转化，出现S型菌落。 答案　C 5．某生物兴趣小组依据艾弗里的实验，进行了如图所示一系列的实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为(　　) A．实验一　　　　　　B．实验二 C．实验三　　　　　　D．实验一和三 解析　实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA，使R型细菌不能转化，所以只有R型细菌一种菌落，而实验一和实验三中均可产生R型细菌和S型细菌两种菌落。 答案　B 6．在肺炎链球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的l、2、3、4四个试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是(　　) A．3和4　　　　　　B．1、3和4 C．2、3和4　　　　D．1、2、3和4 解析　2、3、4三个试管内因为没有S型细菌的DNA，所以R型细菌都不会发生转化，因此只有R型细菌；1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只有一部分，故试管内仍然有R型细菌存在，D正确。 答案　D 7．如图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种”病毒丙，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是(　　) 解析　图中重建的“杂种”病毒丙的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物细胞时，发挥作用的是乙病毒的核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。 答案　D 8．下列关于遗传物质的叙述中，正确的是(　　) A．蓝细菌的遗传物质主要是RNA B．真核细胞中遗传物质主要是DNA C．细胞核、细胞质中的遗传物质分别是DNA、RNA D．核酸是绝大多数生物的遗传物质 解析　蓝细菌属于原核生物，遗传物质一定是DNA，A错误；真核细胞细胞核和细胞质中的遗传物质均是DNA，B、C错误；核酸分DNA和RNA，两者都可以作为生物的遗传物质，D正确。 答案　D 9．烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如图A、B所示，侵染作物叶片的症状如图C、D所示。请据图回答下列问题： (1)用E去侵染叶片F时，叶片F所患病的症状与________(填图中字母)相同。 (2)F上的病毒，蛋白质外壳是以________为场所合成的。所需的氨基酸、酶和ATP均来自_______________________________。 (3)病毒E的子代病毒的各项特性由________决定。 (4)本实验证明_________________。 解析　(1)E是由烟草花叶病毒(TMV)的蛋白质外壳和车前草病毒(HRV)的RNA重组形成的重组病毒，由于其遗传物质来自HRV，因此用E去侵染叶片F时，叶片F所患病的症状与HRV相同，即与图中的D相同。(2)E是由烟草花叶病毒(TMV)的蛋白质外壳和车前草病毒(HRV)的RNA重组形成的重组病毒，因此在F上的病毒，其蛋白质外壳的合成是受HRV的RNA控制；蛋白质的合成场所是叶片F细胞的核糖体；病毒没有细胞结构，其合成蛋白质所需的氨基酸、酶、ATP均来自于宿主细胞，即叶片F的细胞。(3)病毒E的子代病毒的各项特性由E的RNA决定。(4)子代病毒的各项特性都是由E的RNA决定的，从而证明了RNA是车前草病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。 答案　(1)D　(2)叶片F细胞的核糖体　叶片F的细胞　(3)E的RNA　(4)RNA是车前草病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物段 10．肺炎链球菌有许多类型，有荚膜的S型细菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R型细菌无毒性。如图为所做的细菌转化实验。下列相关说法错误的是(　　) A．C组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡 B．能导致小鼠患败血症死亡的有A、D两组 C．E组实验表明，加入S型细菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型细菌 D．D组产生的有毒性的肺炎链球菌不能将该性状遗传给后代 解析　A中是活的有荚膜细菌，B中是死的有荚膜细菌，C中细菌无荚膜，D中加入有荚膜细菌的DNA后，使部分无荚膜细菌转化为活的有荚膜细菌，E中加入的是有荚膜细菌的蛋白质，不会使无荚膜细菌转化为有荚膜细菌，因此，能导致小鼠死亡的只有A、D两组，A、B正确；D、E两组分别向无荚膜的细菌培养液中加入的是有荚膜细菌的DNA和蛋白质，根据是否导致小鼠死亡可以说明转化因子是DNA而不是蛋白质，C正确；D组产生的有毒性的肺炎链球菌是有荚膜细菌的DNA进入无荚膜细菌的结果，DNA是遗传物质，由它所控制的性状能够遗传给后代，D错误。 答案　D 11．下图为肺炎链球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是(　　) A．①②都要加热处理 B．③要将所有提取物与R型细菌共同培养 C．④的结果是只有S型细菌或R型细菌一种菌落 D．①④的结果可能是有S型和R型细菌两种菌落 解析　题图中①是加热处理S型细菌，②是物质提取技术，A错误；③是将提取物分别与R型细菌混合培养，分别观察培养基上菌落的生长情况，B错误；④的结果可能是在培养基上出现S型和R型细菌两种菌落，意味着两种细菌都有，C错误，D正确。 答案　D 12．下图是“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验，其中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中方框代表大肠杆菌。下列关于本实验的叙述，不正确的是(　　) A．图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的，其营养成分中应含32P B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照 C．图中若只有C中含大量放射性，可直接证明噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌 D．实验中B对应的部分有少量放射性，可能的原因是实验时间过长，部分细菌裂解 解析　题图中亲代噬菌体己用32P标记，会侵入大肠杆菌内进行增殖，培养大肠杆菌的培养液中不能用含32P标记的营养成分，A错误；若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，与上一组相互对照来验证蛋白质是否为遗传物质，B正确；题图中若只有沉淀物C中含大量放射性，可直接证明噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌，C正确；若本组实验中B(上清液)对应的部分出现放射性，可能是培养时间过长，造成部分细菌裂解，D正确。 答案　A 13．在肺炎链球菌的体外转化实验中，R型细菌和S型细菌的数量变化曲线为(　　) 解析　在肺炎链球菌的体外转化实验中，R型细菌能在培养基中大量增殖；加热杀死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，S型细菌也能在培养基中大量增殖，所以曲线都上升，但R型细菌的数量要多于S型细菌，B符合题意。 答案　B 14．根据材料，分析回答下列问题： 材料1　某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记： 项目 噬菌体 大肠杆菌 脱氧核苷酸 32P 31P 氨基酸 32S 35S 材料2 (1)写出用32P标记噬菌体的大致操作过程： ①________________________________； ②________________________________。 (2)若材料1中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶肉细胞，则能说明_____________________________。 (3)分析材料2，A～D的结果中，哪项不正确？请说明理由。 ________________________________ ________________________________。 (4)材料1、材料2共同说明的问题是__________________。 解析　(1)由于噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中，所以需先用培养基培养大肠杆菌，再用细菌培养噬菌体。(2)烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶肉细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。(3)由于DNA酶能够水解DNA分子，不存在DNA时就不能使R型细菌转化成S型细菌，所以小鼠不会死亡。(4)材料1、材料2共同说明的问题是DNA是遗传物质。 答案　(1)①在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌　②再用上述大肠杆菌培养噬菌体　(2)RNA是遗传物质　(3)D　DNA分子被DNA酶水解，R型细菌不能转化成S型细菌，小鼠应为正常　(4)DNA是遗传物质 15．1952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)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________的变化。 (2)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________________的放射性会增高。 (3)本实验证明在噬菌体传递和复制遗传特性时________________起着重要作用。 解析　(1)噬菌体是病毒，病毒离开活细胞不能繁殖，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32P和35S的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在其侵染过程中蛋白质和DNA位置的变化。(2)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的含量增高。题图中被侵染的细菌的存活率始终保持在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的含量只有80%，原因是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P的含量是30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。(3)该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。 答案　(1)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和蛋白质位置　(2)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　(3)DNA 9 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