内容正文:
假期作业13 DNA是主要的遗传物质
生命
观念
结构与功能观:认识DNA分子作
为遗传物质所应具备的特征.
科学
思维
分析与综合:总结肺炎链球菌转
化实验和噬菌体侵染细菌实验的
原理和过程.
科学
探究
实验设计与结果分析:分析人类对
遗传物质探索的实验设计思路.
1.S型肺炎链球菌有荚膜,有致病性;R型肺
炎链球菌无荚膜,无致病性.
2.T2噬菌体由蛋白质和DNA组成,S存在于
蛋白质中,P几乎全部存在于DNA中.
3.肺炎链球菌体内转化实验的结论: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———转化因子.
4.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细
菌的实验都证明了DNA是遗传物质.
5.探索生物的遗传物质的思路是设法将DNA
和蛋白质分离开,分别进行观察.
6.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所
以说DNA是主要的遗传物质.
◆[知识点1] 肺炎链球菌转化实验
1.艾弗里和他的同事从加热杀死的S型菌中
制备的细胞提取物,经过不同处理后,再加
入R型菌的培养物中进行转化实验.关于
实验下列叙述正确的是 ( )
A.细胞提取物用DNA酶处理,仍具转化能力
B.细胞提取物用蛋白酶处理,不具转化能力
C.通过观察菌落形态,判断细胞提取物是
否具有转化能力
D.实验只获得R型菌,才能说明细胞提取
物具有转化能力
◆[知识点2] 噬菌体侵染细菌实验
2.M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个
环状单链DNA分子,长6407个核苷酸,含
DNA复制和噬菌体增殖所需的遗传信息,
它只侵染某些特定的大肠杆菌,且增殖过程
与T2噬菌体 类似.研究人员用 M13噬菌
体代替T2噬菌体进行“噬菌体侵染细菌的
实验”,下列有关叙述正确的是 ( )
A.M13噬菌体的遗传物质热稳定性与C和
G碱基含量成正相关
B.用含有32P的培养基培养未被标记过的
M13噬菌体,可获得32P标记的噬菌体
C.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀
物的放射性与保温时间的长短有关
D.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清
液的放射性与搅拌是否充分关系不大
3.噬菌体侵染细菌的实验,除证明DNA是遗
传物质外,还可证明 ( )
A.DNA能产生可遗传的变异
B.DNA能控制蛋白质的合成
C.DNA分子的载体是染色体
D.DNA分子结构是双螺旋结构
83
4.赫尔希和蔡斯设计了同位素标记的噬菌体
侵染未被标记的大肠杆菌的实验,以下叙述
正确的是 ( )
A.该实验中32P标记组和35S标记组都是实
验组,该实验是对比实验
B.35S标记的一组,搅拌离心后上清液和沉
淀物中的放射性受保温时间长短的影响
C.32P标记的一组,搅拌离心后上清液和沉淀
物中的放射性不受保温时间长短的影响
D.赫尔希和蔡斯通过该实验证明了噬菌体
和大肠杆菌的遗传物质都是DNA
5.下列关于肺炎链球菌体外转化实验和噬菌
体侵染细菌实验的叙述,正确的是 ( )
A.二者都应用同位素示踪技术
B.都用到了基因重组的遗传学原理
C.艾弗里的实验设置了对照,赫尔希与蔡
斯的实验没有对照
D.2个实验设计思路都是把DNA与蛋白质
分开,研究各自作用
◆[知识点3] DNA是主要的遗传物质
6.DNA是主要遗传物质的内涵是 ( )
A.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中
的遗传物质是RNA
B.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物
的遗传物质是RNA
C.所有细胞生物的遗传物质是DNA,非细
胞生物的遗传物质是RNA
D.绝大多数生物遗传物质是DNA,少数生
物的遗传物质是RNA
7.下列有关DNA或RNA的叙述,错误的是
( )
A.细菌的遗传物质是DNA
B.病毒的遗传物质是RNA
C.线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA
D.真核细胞的RNA主要分布在细胞质中
8.下列能证明DNA是遗传物质的实验是 ( )
A.孟德尔的豌豆杂交实验
B.烟草花叶病毒的重建实验
C.格里菲斯以小鼠为实验材料,研究肺炎
链球菌的致病情况实验
D.T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验
9.下列与核酸有关的说法,正确的是 ( )
A.含RNA的生物一定含DNA
B.含DNA的生物一定含RNA
C.含RNA的生物一定以RNA为遗传物质
D.含DNA的生物一定以DNA为遗传物质
10.如图所示,在肺炎链球菌的转化实验中,在
培养有R型细菌的1、2、3、4号四支试管中,
分别加入相应的物质,经过培养,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
11.(备选不定项)如图为“DNA是主要的遗传
物质”论证模型.下列相关叙述错误的是
( )
质疑
蛋白质
是遗传
物质
↓
肺炎链球菌
的体内转化
实验
→
提出主张:DNA
是遗传物质
↑
证据1→
肺炎链球
菌的体外
转化实验
↓
↓
质疑
证据2→
噬菌体侵
染细菌的
实验
↓
↓
质疑
限定条件→
烟草花叶
病毒感染
实验
↓
完善主
张DNA
是主要
的遗传
物质
→
93
A.人们曾认为蛋白质是遗传物质,可能是
因为蛋白质的氨基酸排列顺序多样
B.艾弗里在肺炎链球菌体外转化实验中对
自变量的控制采用了加法原理
C.证据2的实验中可用C、H的同位素分别
标记噬菌体的DNA和蛋白质
D.“主张DNA是主要的遗传物质”是通过
完全归纳法得出的
12.20世纪中叶开始,科学家不断通过实验探
究遗传物质的本质,使生物学研究进入分
子生物学领域.其中最具有代表性的有格
里菲思、艾弗里、蔡斯和赫尔希等人所做的
经典实验,下列相关叙述正确的是 ( )
A.格里菲思提出S型细菌体内有“转化因
子”的实验推论,理由是DNA是亲子代
之间保持连续的物质
B.艾弗里利用减法原理依据实验中“只有
DNA才能使 R型细菌转化为S型细
菌”得出DNA是遗传物质的结论
C.赫尔希和蔡斯以T2噬菌体和大肠杆菌
为实验材料,采用同位素标记法和对比
实验法证明了DNA是主要的遗传物质
D.科学家从烟草花叶病毒中提取出来的
RNA能使烟草感染病毒,提出病毒的
遗传物质均为RNA,进而说明DNA是
主要的遗传物质
如图表示“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的部分
实验过程,图中亲代噬菌体用32P标记,A、C
中的方框代表细菌,分别来自于锥形瓶和试
管,请分析并回答相关问题.
(1)赫尔希和蔡斯用 法,证明
了DNA是遗传物质.
(2)图中①表示用被标记的噬菌体侵染细菌
的过程,锥形瓶中的培养液用于培养
,此时,培养液的成分中是否需要
添加含有32P的物质? (填“是”
或“否”).
(3)噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体的
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
(4)在图示实验过程中,离心前需要进行搅
拌,其目的是
.
(5)噬菌体侵染大肠杆菌实验与肺炎链球菌
体外转化实验的实验方法不同,但最关键的
实验设计思路的相同之处是
.
目前我国有1.2亿 人 是 乙 型 肝 炎 病 毒
携带 者,乙 肝 患 者 约 有1600万.乙 肝 病
毒简称 HBV,完 整 的 HBV是 由 一 个 囊 膜
和一个含 有 DNA分 子 的 核 衣 壳 组 成 的 病
毒颗粒.
自从确 定 了 乙 型 肝 炎 是 由 HBV 病 毒
导致的 疾 病 后,人 们 就 急 切 地 盼 望 研 制 出
预防性 疫 苗.首 先 是70年 代 血 源 性 乙 肝
疫苗的 问 世.科 研 人 员 发 现,在 乙 肝 病 人
的血液中,除了有传染性的 HBV病毒颗粒
外,还有 大 量 较 小 的 乙 肝 病 毒 的 外 壳 蛋 白
颗粒,其 特 征 是 外 壳 表 面 含 有 与 致 病 性 的
HBV病毒颗粒相同 的 表 面 抗 原 蛋 白 分 子,
但内部是 空 心 的,不 含 病 毒 DNA分 子,因
此没有传染性和致病能力.
04
12.B [bc段表示有丝分裂前期和中期、减数分裂Ⅰ、减数分
裂Ⅱ前期和中期,hj表示有丝分裂后期,不可能为同一时
期,A错误;图甲中b点间期完成复制,对应染色体、染色单
体、DNA的比例为1∶2∶2,B正确;甲图既可表示有丝分
裂过程,也可表示减数分裂过程,但是乙图只能表示有丝分
裂,C错误;减数分裂Ⅱ中期的细胞可对应图甲中的bc段,
图乙无对应时段,D错误.]
13.解析:(1)图1中 A1B1 段表示每条染色体上的 DNA 含量
由1变成2,其形成的原因是间期 DNA的复制.
(2)图5细胞处于减数分裂Ⅱ后期,对应于图2中的 E2F2
段.D2E2 段表示着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,
这与图1中C1D1 细胞中染色体变化相同.
(3)由题图分析可知,图3细胞属于植物细胞,图4细胞属
于初级精母细胞,图5细胞属于次级卵母细胞,所以雄性动
物雄性激素能促进图4细胞的形成;图5细胞属于次级卵
母细胞,其子细胞名称为卵细胞和第二极体;基因的分离与
自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,即图4细胞.
(4)同源染色体是形态、大小相似,一个来自父方、一个来自
母方.图3细胞中有4对同源染色体,①和⑤是两条相同
的染色体,它 们 在 前 一 时 期 是 一 条 染 色 体 上 的 两 条 染 色
单体.
(5)图1既 可 以 表 示 有 丝 分 裂,又 可 以 表 示 减 数 分 裂,在
C1D1 时期,表示每条染色体上的 DNA 从2变为1,说明此
时发生了着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成子染色体,对应
图3和图5.
答案:(1)DNA的复制
(2)E2F2 C1D1
(3)图4 卵细胞和极体 图4
(4)4 一条染色体上的两条染色单体
(5)图3、图5
14.解析:(1)根据题图分析可知③是初级卵母细胞处于减数分
裂Ⅰ后期,④是次级卵母细胞处于减数分裂Ⅱ后期,均不属
于该雄性动物的分裂模式图;雄性动物细胞减数分裂过程
中细胞质均等分裂,而③④是不均等分裂.
(2)图丙表示相应细胞中染色体、核 DNA、染色单体的数
量,可以判断Ⅰ是有丝分裂后期,Ⅱ可以表示有丝分裂前
期、中期或者减数分裂Ⅰ的前期、中期、后期,Ⅲ是减数分裂
Ⅱ后期,Ⅳ可以表示减数分裂Ⅱ前期、中期,Ⅴ可以表示减
数分裂Ⅱ末期结束,所以甲中的②减数分裂Ⅰ后期可以用
丙图中的Ⅱ表示,该时期主要的特征是同源染色体彼此分
离,非同源染色体自由组合;细胞⑤和①在染色体上的主要
区别是细胞⑤中有4条染色体但无同源染色体,细胞①中
有4对同源染色体.
(3)图乙表示分裂过程中不同时期染色体 DNA 的变化,则
bc段表示 DNA 的复制,de段表示着丝粒分裂姐妹染色单
体分离,de段对应图丙的Ⅰ和Ⅲ.
(4)若该精原细胞的基因型为 AaXbY,进行 DNA的复制之
后就是 AAaaXbXbYY,减数分裂产生了一个 AXbXb 的精
子,说明在减数分裂Ⅰ结束的时候 A 基因和b基因是组合
在一起的,该次级精母细胞的基因型是 AAXbXb,因此与其
来自同一个次级精母细胞的精子的基因型为 A;导致这种
现象产生的原因是在减数分裂Ⅱ的后期着丝粒分裂后,两
条 Xb 染色体移向了细胞同一极.
答案:(1)③④ 该动物是雄性,减数分裂过程中细胞质均
等分裂,而③④是不均等分裂.
(2)Ⅱ 同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合 细
胞⑤中有4条染色体但无同源染色体,细胞①中有4对同
源染色体
(3)DNA的复制(或染色体复制) Ⅰ和Ⅲ
(4)A 在减数分裂Ⅱ的后期着丝粒分裂后,两条 Xb 染色
体移向了细胞同一极.
假期作业13
素能提升
1.C [细胞提取物用 DNA 酶处理后 DNA 分解,不具转化能
力,A错误;细胞提取物用蛋白酶处理,DNA不被破坏,具转
化能力,B错误;通过观察菌落形态,R型细菌无多糖荚膜表
面粗糙,S型细菌有多糖荚膜表面光滑,可以看出 R 型细菌
是否转化为S型细菌,从而判断细胞提取物是否具有转化能
力,C正确;如果实验只获得 R 型菌,则说明 R 型菌没有发
生转化,细胞提取物不具有转化能力,D错误.]
2.D [M13噬菌体含有一个环状单链 DNA 分子,单链 DNA
分子间不存在 C-G 等碱基对,因此 M13噬菌体的遗传物
质的热稳定性与 C和 G碱基含量无关,A错误;M13噬菌体
为病毒,只能寄生在活细胞中,不能直接在培养基中培养,
B错误;由于35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,且蛋白质外
壳不进入大肠杆菌,所以用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,
沉淀物的放射性与保温时间的长短无关,C错误;用32P标记
的噬菌体,标记的是噬菌体的 DNA,上清液主要是蛋白质外
壳和未侵染大肠杆菌的噬菌体,上清液的放射性高低与保温
时间长短有关,保温时间过长,大肠杆菌裂解,噬菌体释放出
来进入上清液,而与搅拌是否充分关系不大,D正确.]
3.B [实 验 中 没 有 检 测 噬 菌 体 的 变 异 情 况,因 而 不 能 证 明
DNA能产生可遗传的变异,A错误;由于噬菌体的蛋白质外
壳没有进入,却能合成噬菌体的蛋白质外壳,间接地证明了
DNA能控制蛋白质的合成,B正确;噬菌体是病毒,没有细
胞结构和染色体结构,C错误;噬菌体侵染细菌的实验中,没
有探究 DNA分子结构,D错误.]
4.A [该实验是对比实验,实验中32P标记组和35S标记组都
是实验组,A正确;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,蛋白
质外壳较轻,离心后分布在上清液中,如果沉淀中存在放射
性,可能是搅拌不充分,噬菌体吸附在细菌表面,离心后跟随
细菌一起留在沉淀中,故35S标记的一组,搅拌离心后上清液
和沉淀物中的放射性受搅拌时间的影响,B错误;32P标记的
是噬菌体的 DNA,离心后应该分布在沉淀物中,如果在上清
液中出现放射性,可能是培养时间较短,部分噬菌体还没有
侵染细菌,离心后到上清液中;也可能是培养时间过长,噬菌
体在大肠杆菌细胞内大量繁殖,细菌裂解,子代噬菌体被释
放出来,离心后出现在上清液中,故32P标记的一组,搅拌离
心后上清液和沉淀物中的放射性受保温时间长短的影响,C错
误;赫尔希和蔡斯通过该实验证明了噬菌体的遗传物质是
DNA,D错误.]
5.D [肺炎链球菌体外转化实验没有使用同位素示踪技术,
A错误;肺炎链球菌体外转化实验中S型菌的 DNA 片段整
合到了 R型菌的 DNA 上,实现了基因重组,而噬菌体侵染
细菌实验中没有用到基因重组的遗传学原理,B错误;艾弗
里的肺炎链球菌体外转化实验中将S型菌的 DNA、蛋白质、
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荚膜多糖等物质区分开,分别感染 R型菌,各组别之间相互
对照;赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,分别用32P
和35S的噬菌体侵染大肠杆菌,两者相互对照,两个实验的设
计思路都是把 DNA 与蛋白质分开,研究各自作用,C错误,
D正确.]
6.D [细胞核和细胞质中的遗传物质都是 DNA,A 错误;真
核生物和原核生物的遗传物质都是 DNA,B错误;所有细胞
生物的遗传物质是 DNA ,非细胞生物的遗传物质是 RNA
或 DNA,C错误;绝大多数生物遗传物质是 DNA,少数生物
(RNA病毒)的遗传物质是 RNA,因此说 DNA 是主要遗传
物质,D正确.]
7.B [细菌有细胞结构,其遗传物质是 DNA,A 正确;病毒的
遗传物质是 RNA 或 DNA,DNA 病毒的遗传物质为 DNA,
RNA病毒的遗传物质为 RNA,B错误;线粒体和叶绿体中
也含有少量的 DNA,能指导合成少量蛋白质,C正确;真核
细胞的 RNA 主要分布在细胞质中,DNA 主要分布在细胞
核中,D正确.]
8.D [孟 德 尔 的 豌 豆 杂 交 实 验 发 现 了 遗 传 定 律,不 能 证 明
DNA是遗传物质,A错误;烟草花叶病毒侵染烟草的实验证
明了 RNA 是遗传物质,B错误;肺炎链球菌活体转化实验
证明了存在转化因子,不能证明 DNA 是遗传物质,C错误;
T2噬 菌 体 侵 染 细 菌 实 验 证 明 了 DNA 是 遗 传 物 质,
D正确.]
9.D [含 有 RNA 的 生 物 不 一 定 含 有 DNA,如 RNA 病 毒,
A错误;含有 DNA的生物不一定含有 RNA,如 DNA 病毒,
B错误;含 RNA的生物不一定以 RNA 为遗传物质,细胞类
生物的 细 胞 中 含 有 DNA 和 RNA 两 种 核 酸,遗 传 物 质 为
DNA,C 错 误;含 DNA 的 生 物 一 定 以 DNA 为 遗 传 物 质,
D正确.]
综合提升
10.D [1号试管中加入的 RNA 酶不会将 DNA 水解,S型细
菌的 DNA是转化因子,能将 R型细菌转化为S型细菌,因
此1号试管中有S型细菌和 R型细菌;2号试管中加入的
DNA酶能将 DNA水解,S型细菌的 DNA 是转化因子,能
将 R型细菌转化为S型细菌,因此2号试管中不会有S型
细菌,只 有 R 型 细 菌;3 号 试 管 中 加 入 的 蛋 白 酶 不 会 将
DNA 水解,S型细菌的DNA是转化因子,能将 R型细菌转
化为S型细菌,因此3号试管中有 S型细菌和 R 型细菌;
4号试管中加入的酯酶不会将 DNA水解,由于S型细菌的
DNA是转化因子,能将 R 型细菌转化为 S型细菌,因此4
号试管中有S型细菌和 R 型细菌,综上分析,四个试管均
含 R型细菌,即 D正确,ABC错误.]
11.BCD [蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子.
各种氨基酸可以按照不同的顺序排列,形成不同的蛋白质.
氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息,因此,
当时大多数科学家认为,蛋白质是生物体的遗传物质,A 正
确;在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组加入相
应的酶特异性地去除了一种物质,从而鉴定出 DNA 是遗
传物质,就利用了“减法原理”,B错误;证据2的实验中以
T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术完成了
实验,根据噬菌体的蛋白质和 DNA 的组成元素的差异,该
实验中选择32P、35S分别标记噬菌体的 DNA 和蛋白质,C
错误;“主张 DNA 是主要的遗传物质”是通过不完全归纳
法得出的,D错误.]
12.B [格里菲思提出 S型细菌体内有“转化因子”的实验推
论,理由是加热杀死的S型细菌与 R型细菌混合后出现了
活的S型细菌,A错误;艾弗里进行肺炎链球菌的体外转化
实验时利用减法原理(认为什么是“转化因子”就用相应的
酶水解 该 物 质,应 用 的 是 减 法 原 理),依 据 实 验 中 “只 有
DNA才能使 R型细菌转化为S型细菌”得出 DNA 是遗传
物质的结论,B正确;赫尔希和蔡斯以 T2噬菌体和大肠杆
菌为实验 材 料,采 用 同 位 素 标 记 法 和 对 比 实 验 法,证 明
DNA是遗传 物 质,但 是 没 有 证 明 DNA 是 主 要 的 遗 传 物
质,C错误;科学家从烟草花叶病毒中提取出来的 RNA 能
使烟草感染 病 毒,只 能 证 明 烟 草 花 叶 病 毒 的 遗 传 物 质 是
RNA,不能说明所有病毒的遗传物质是 RNA,即表明有的
生物的遗传物质是 RNA,进而总结出 DNA 是主要的遗传
物质,D错误.]
情景培优
解析:(1)赫尔希和蔡斯用同位素标记法,即分别用32P和35S
标记噬 菌 体 的 DNA 和 蛋 白 质,最 终 证 明 了 DNA 是 遗 传
物质.
(2)图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌,由于噬菌
体的成分被放射性同位素标记,因此培养细菌的培养液(锥
形瓶)内不能含有放射性,否则将无法区分.
(3)噬菌体的 DNA 侵入细菌后,可以控制合成子代噬菌体
的蛋白质外壳,合成子代噬菌体的蛋白质外壳需要噬菌体
的 DNA为模 板 和 细 菌 的 氨 基 酸 为 原 料.故 C 选 项 符 合
题意.
(4)噬菌体侵染细菌的实验中,经过短时间保温后,用搅拌器
搅拌、离心,其中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细
菌分离.
(5)噬菌体侵染大肠杆菌实验与肺炎链球菌转化实验的实验
方法不同,但最关键的实验设计思路却有共同之处,就是将
DNA与蛋白质分开,单独的直接的观察二者的作用.
答案:(1)同位素标记
(2)大肠杆菌 否
(3)C
(4)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离
(5)将 DNA与蛋白质分开,单独的直接的观察二者的作用
假期作业14
素能提升
1.C [DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,
构成 DNA的基本骨架,A 正确;DNA 分子中的两条链反向
平行,中间以氢键连接,B正确;DNA 中碱基有 A、T、C、G4
种,碱基间的配对方式有 A—T、T—A、C—G、G—C4种,假
设 DNA分子中含有n对碱基,则最多可形成4n 种碱基的排
列顺序,C错误;碱基互补配对原则是指DNA分子中碱基之
间的一一对应关系,A—T、T—A、C—G、G—C,即 D正确.]
2.C [组成脱氧核苷酸的磷酸和含氮碱基连接在脱氧 核 糖
上,且两者连接位点之间相隔脱氧核糖的5′碳原子和环上
的一个氧原子,C正确.]
3.B [DNA双螺旋模型建立过程中,沃森和克里克主要以威
尔金斯和他的同事富兰克林提供的 DNA 衍射图谱为基础,
推算出 DNA呈螺旋结构,A 不符合题意;DNA 分子中碱基
排列顺序可能蕴含着遗传信息,并不是 DNA 双螺旋模型建
立的依据,B符合题意;DNA 双螺旋模型建立过程中,沃森
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