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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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01 课标达标练
【题型一】肺炎链球菌转化实验
【题型二】T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
【题型三】RNA是遗传物质实验证据
【题型四】DNA是主要的遗传物质
02 能力突破练(新考法+新情境+新角度+新思维)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
【题型一】肺炎链球菌转化实验
1.下列关于格里菲思的肺炎链球菌转化实验和艾弗里的肺炎链球菌转化实验的叙述,错误的是( )
A.肺炎链球菌的R型和S型可以根据它在培养基上形成的菌落表面特征来区分
B.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加酶利用了减法原理
C.两个实验中R型肺炎链球菌均只有部分转化为S型肺炎链球菌
D.格里菲思证明了DNA是转化因子,艾弗里进一步证明了DNA是遗传物质
【答案】D
【详解】A、R型菌的菌落表面粗糙,S型菌的菌落表面光滑,可通过菌落特征区分,A正确;
B、艾弗里实验通过添加特定酶逐一去除某种成分,属于减法原理,B正确;
C、两个实验中,仅部分R型菌摄取S型菌的DNA完成转化,C正确;
D、格里菲思实验未确定转化因子是DNA,艾弗里证明DNA是遗传物质,D错误。
故选D。
2.S 型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使 R 型菌转化为 S 型菌。为研究“转化因子”的化学本质,实验人员将加热致死的 S 型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成提取液,将提取液均分为 5 组,进行下图所示实验,其中第 1 - 4 组都有 S 型细菌生长,第 5 组没有 S 型细菌生长。下列叙述正确的是( )
A.对 S 型细菌进行加热处理后,其中的转化因子已失去活性
B.酶处理时间不能过长,以免底物完全水解,影响实验结果
C.在图示转化实验中,运用了控制自变量的中“加法原理”
D.第 2、3、4 组实验可证明蛋白质、RNA 和脂质不是转化因子
【答案】D
【分析】艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开,与R型菌混合培养,观察S型菌各个成分所起的作用。最后再将S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌,证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、由实验可知,加热致死的S型细菌提取物能使R型菌转化为S型菌,说明加热处理后转化因子仍有活性,A错误;
B、酶处理时间要足够长,才能使底物完全水解,这样才能更准确地探究该物质是否为转化因子,B错误;
C、在该转化实验中,是通过去除某些物质(减法)来探究转化因子的本质,运用的是控制自变量的“减法原理”,而非 “加法原理”,C错误;
D、第2组蛋白酶处理后、第3组RNA酶处理后、第4组脂酶处理后,都有S型细菌生长,说明去除蛋白质、RNA和脂质后,转化仍能发生,可证明蛋白质、RNA和脂质不是转化因子,D正确。
故选D。
3.下图甲是加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化曲线,图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是( )
A.图甲中的实线代表S型细菌,虚线代表R型细菌
B.艾弗里进行的图甲实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
C.噬菌体侵染大肠杆菌后以大肠杆菌内的DNA为原料进行遗传物质的复制
D.乙图中如果噬菌体和细菌混合培养后不经过搅拌,上清液中的放射性减弱
【答案】D
【详解】A、加热杀死的 S 型细菌与 R 型细菌混合后,R 型细菌可转化为 S 型细菌, S 型细菌出现的晚,图甲中实线应代表 R 型细菌,虚线代表 S 型细菌,A 错误;
B、图甲实验是格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验,证明 S 型细菌有转化因子,艾弗里进行的是体外转化实验证明遗传物质是 DNA,B 错误;
C、噬菌体侵染大肠杆菌后以自身 DNA 为模板,利用大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料进行遗传物质复制,C 错误;
D、乙图中噬菌体蛋白质外壳含35S,若不搅拌,噬菌体外壳会吸附在细菌上进入沉淀物,导致上清液放射性减弱,D 正确。
故选D。
4.肺炎链球菌有R型和S型,科研人员利用肺炎链球菌进行了相关转化实验,如下图所示,下列不正确的是( )
A.能导致小鼠死亡的有a、d两组
B.培养后的d组中所有的肺炎链球菌都具有毒性
C.d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质
D.d组产生的有毒性的肺炎链球菌能将该性状遗传给后代
【答案】B
【详解】A、a组为S型肺炎链球菌,有毒性,会导致小鼠死亡;b组加热杀死的S型菌无毒,小鼠不会死亡;c组为R型肺炎链球菌,小鼠不会死亡;d组中DNA是S型菌的遗传物质,能使R型细菌转化为S型细菌,会导致小鼠死亡;e组中蛋白质不是S型菌的遗传物质,无法使R型转化,小鼠不会死亡,故a、d两组能导致小鼠死亡,A正确;
B、d组中DNA是S型菌的遗传物质,能使部分R型细菌转化为S型细菌,培养后的d组中含有R型细菌和S型细菌,S型细菌才有毒性,B错误;
C、d、e两组将DNA和蛋白质分开,对比可说明引起R型菌发生转化的是DNA而不是蛋白质,C正确。
D、DNA是肺炎链球菌的遗传物质,d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代,D正确。
故选B。
【题型二】T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
5.赫尔希和蔡斯所做的T2噬菌体侵染细菌实验,在35S、32P两组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系理论上最可能分别是( )
A.③① B.④② C.③② D.④③
【答案】B
【详解】分析35S标记组(标记蛋白质外壳 ):噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳不进入细菌内部,离心后在上清液中。保温时间长短不影响蛋白质外壳在上清液中的分布,所以上清液放射性强度基本保持不变,对应曲线④ ;
分析32P标记组(标记 DNA )噬菌体 DNA 进入细菌内部,进行增殖。保温时间过短,部分噬菌体未侵入细菌,离心后上清液放射性高;保温时间适宜,噬菌体 DNA 进入细菌,上清液放射性低;保温时间过长,细菌裂解,子代噬菌体释放到上清液,放射性又升高,对应曲线② 。
综上,35S组对应④,32P组对应②,B正确,ACD错误。
故选B。
6.赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料,利用放射性同位素标记技术,证明了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述,错误的是( )
A.用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染大肠杆菌
B.T2噬菌体蛋白质的合成原料来源于大肠杆菌
C.搅拌是为了使吸附在细菌上的T2噬菌体与细菌分离
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】D
【详解】A、实验中分别用32P标记噬菌体DNA、35S标记蛋白质外壳,两组独立进行侵染实验,A正确;
B、噬菌体自身无法合成蛋白质,需利用宿主(大肠杆菌)的氨基酸和酶系统合成自身蛋白质,B正确;
C、搅拌的目的是将未侵入细菌的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离,便于离心后分层观察,C正确;
D、该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故选D。
7.下列关于T2噬菌体侵染细菌实验的相关叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质
B.用含32P培养基培养T2噬菌体,可获得32P标记的噬菌体
C.35S标记组如果搅拌不够充分,沉淀物放射性会增高
D.32P标记组沉淀物放射性强度随保温时间变化可用如图表示
【答案】C
【分析】本题围绕 T2 噬菌体侵染细菌实验,考查实验结论、放射性标记方法、实验操作影响及结果分析,结合实验原理和流程判断。
【详解】A、该实验证明 DNA 是遗传物质,“主要” 需结合 RNA 病毒等综合判断,A错误。
B、噬菌体是病毒,需寄生在活细胞(大肠杆菌 )中,不能用培养基直接培养,B错误。
C、35S 标记蛋白质外壳,搅拌不充分会使外壳吸附在细菌上,导致 沉淀物放射性增高,C正确。
D、32P 标记 DNA,保温时间过短(噬菌体未注入 )或过长(子代释放 ),都会使上清液放射性增高,沉淀物放射性先增后减,与图示不符,D错误。
故选C。
8.下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A.用无放射性的噬菌体侵染3H标记的大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质与DNA都含3H
B.用含32P的培养基培养噬菌体,可得到DNA含有32P标记的噬菌体
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验说明DNA是主要的遗传物质
D.噬菌体侵染大肠杆菌实验中离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
【答案】A
【分析】1、T2噬菌体侵染细菌的过程: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;
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.该实验的结论:DNA是遗传物质。
【详解】A、无放射性的噬菌体侵染3H标记的大肠杆菌时,噬菌体的DNA进入细菌,利用细菌内3H标记的脱氧核苷酸和氨基酸分别合成子代DNA和蛋白质外壳,因此子代噬菌体的DNA和蛋白质均含3H,A正确;
B、噬菌体是病毒,不能直接在培养基中培养,必须用含32P的培养基先培养大肠杆菌,再用噬菌体感染标记的细菌才能获得32P标记的噬菌体,B错误;
C、赫尔希和蔡斯的实验仅证明DNA是噬菌体的遗传物质,而“DNA是主要遗传物质”的结论需结合其他实验(如烟草花叶病毒实验)得出,C错误;
D、噬菌体侵染大肠杆菌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,离心的目的是使上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒,D错误。
故选A。
9.T2噬菌体的一步生长曲线如图所示,该曲线将噬菌体的生长划分为以下三个阶段:潜伏期(5~25分钟,宿主细胞裂解前)、裂解期(25~50分钟,宿主细胞大量裂解)和平稳期(50~100分钟,宿主细胞几乎全部裂解)。赫尔希和蔡斯基于此进行了T2噬菌体侵染大肠杆菌的有关实验。下列叙述错误的是( )
A.潜伏期T2噬菌体利用大肠杆菌体内的物质来合成自身组成成分
B.裂解期T2噬菌体增殖到一定数量后会使大肠杆菌裂解
C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的保温时间最好控制在25~50分钟
D.若50分钟以后才进行搅拌,则32P组上清液的放射性会升高
【答案】C
【详解】A、T2噬菌体是一种病毒,没有细胞结构,不能独立进行生命活动,在潜伏期(宿主细胞裂解前),T2噬菌体利用大肠杆菌体内的物质(如氨基酸、核苷酸等)来合成自身的蛋白质外壳和DNA等组成成分,A正确;
B、裂解期(宿主细胞大量裂解)时,T2噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖到一定数量后,会使大肠杆菌裂解,释放出大量子代噬菌体,B正确;
C、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,保温时间过长会导致大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放出来,影响实验结果,保温时间过短,噬菌体还未充分侵染大肠杆菌,若保温时间控制在25~50分钟(裂解期),此时大肠杆菌会大量裂解,子代噬菌体释放,会对实验结果产生较大干扰,保温时间最好控制在潜伏期内(5−25分钟),C错误;
D、32P标记的是T2噬菌体的DNA,噬菌体侵染大肠杆菌时,DNA进入大肠杆菌细胞内,若50分钟以后(平稳期,宿主细胞几乎全部裂解)才进行搅拌,此时大肠杆菌已经裂解,含有32P的子代噬菌体释放到上清液中,会导致32P组上清液的放射性升高,D正确。
故选C。
10.赫尔希和蔡斯利用噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA 是遗传物质,其中一组实验用³PP标记噬菌体的DNA,实验过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.完成该组实验需要先用含³²P的培养基培养噬菌体
B.该组实验可以说明噬菌体的 DNA 进入了大肠杆菌
C.只有部分含³²P的新噬菌体获得了亲代的遗传信息
D.保温时间过长或过短,都不会影响上清液的放射性
【答案】B
【详解】A、噬菌体是病毒,需寄生在活细胞(大肠杆菌 )中,不能用培养基直接培养,A错误;
B、32P 标记 DNA,离心后沉淀物(细菌 )放射性高,新噬菌体中检测到 32P,说明DNA 进入大肠杆菌,B正确;
C、所有新噬菌体的遗传信息都来自亲代 DNA,含 32P 的是亲代 DNA 链,C错误;
D、保温时间过长(细菌裂解,子代噬菌体释放到上清液 )或过短(噬菌体未完全侵入 ),都会使上清液放射性升高,D错误。
故选B。
11.科研人员用三种标记方式进行了“噬菌体侵染细菌”实验:①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌;②用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌;③用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌。保温一段时间后搅拌、离心并检测放射性。下列相关叙述错误的是( )
A.①中放射性主要出现在沉淀中
B.②中放射性主要出现在上清液中
C.③中沉淀与上清液均出现放射性
D.放射性出现的位置与搅拌无关
【答案】D
【详解】A、①中噬菌体用32P标记DNA,侵染时DNA进入细菌,离心后细菌在沉淀中,因此放射性主要出现在沉淀中,A正确;
B、②中噬菌体用35S标记蛋白质外壳,侵染时蛋白质未进入细菌,离心后留在上清液中,因此放射性主要出现在上清液,B正确;
C、③中噬菌体用3H标记,DNA和蛋白质均含H,侵染时DNA进入细菌,蛋白质留在上清液,故沉淀和上清液均出现放射性,C正确;
D、搅拌的作用是将吸附在细菌表面的蛋白质外壳与细菌分离。若未充分搅拌,35S标记的蛋白质可能随细菌进入沉淀,导致上清液放射性减少,因此搅拌会影响35S标记实验的放射性分布,D错误。
故选D。
12.M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个环状单链DNA分子,只侵染某些特定的大肠杆菌。研究人员用M13噬菌体进行“噬菌体侵染细菌的实验”,实验①②③分别用35S、32P和3H标记M13噬菌体,然后用被标记的M13噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,所得放射性情况如图。下列有关叙述正确的是( )
A.实验①②中改用18O分别标记M13噬菌体,实验结果与③相同
B.实验过程中搅拌的目的是加速大肠杆菌裂解释放子代噬菌体
C.实验③可说明M13噬菌体的遗传物质是DNA,而不是蛋白质
D.用3H标记M13噬菌体时,若搅拌不充分则沉淀物放射性升高
【答案】D
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌→用上述大肠杆菌培养T2噬菌体得到被35S或32P标记T2噬菌体→被35S或32P标记T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌→保温一段时间→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高低。
【详解】A、18O是稳定性同位素,不具有放射性,上清液和沉淀物中都不会检测到放射性,A错误;
B、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,便于在离心后区分放射性的分布位置,B错误;
C、3H同时标 记 M13噬菌体的 DNA 和蛋白质,不能单独观察 DNA 和蛋白质的作用,因此,实验③的结果不能说明 M13 噬荣 体的遗传物质是 DNA,而不是蛋白质,C错误;
D、3H标记时,若搅拌不充分会使更多标记物质留在沉淀物中,沉淀物放射性升高,D正确。
故选D。
【题型三】RNA是遗传物质实验证据
13.最近某科研团队新发现了一种感染A细菌的病毒B,某实验室设计了如图所示两种方法来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。经下图所示的方法处理后,再将甲、乙、丙、丁4组培养皿放在相同且适宜的条件下培养,一段时间后检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关叙述不正确的是( )
A.在方法一中,若换用18O标记上述两种核苷酸不能实现实验目的
B.在方法二中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理
C.若丁组能产生子代病毒B而丙组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是DNA
D.若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有,则说明该病毒的遗传物质是RNA
【答案】B
【详解】A、18O是稳定性同位素,没有放射性,因此在方法一中,若换用18O标记上述两种核苷酸不能实现实验目的,A正确;
B、酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶,以去除DNA和RNA,故应用了减法原理,B错误;
C、若丁组能产生子代病毒B而丙组不能产生,说明DNA被DNA酶水解后病毒无法增殖产生子代,所以该病毒的遗传物质是DNA,C正确;
D、若甲组产生的子代病毒无放射性而乙组有,说明子代病毒中含有32P标记的尿嘧啶,说明该病毒的遗传物质是RNA,D正确。
故选B。
14.科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是( )
A.通过肺炎链球菌体内转化实验,证明了加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌从无致病性转化为有致病性
B.按“含32P的培养基→培养大肠杆菌→接种T2噬菌体→适当保温→搅拌离心→测量上清液和沉淀物的放射性强度”进行实验操作,即可证明DNA是遗传物质
C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用噬菌体自身携带的原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
【答案】D
【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】A、肺炎链球菌体内转化实验仅发现转化现象,未证明DNA是遗传物质,A错误;
B、该实验未提及35S标记的对照组,不能证明DNA是遗传物质,B错误;
C、噬菌体复制所需原料和酶均来自宿主细胞,而非自身携带,C错误;
D、烟草花叶病毒实验中,RNA感染烟草后能复制并致病,而蛋白质不能,自变量为RNA与蛋白质的差异,D正确。
故选D。
15.不同品种烟草对病毒的抗性不同,已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草花叶病毒(PLAMV)均为RNA病毒。甲品种烟草受TMV感染后可表现出敏感症状,受PLAMV感染后无症状,而乙品种烟草与甲品种烟草的表现恰好相反。下表所示的实验中(+代表加入,-代表未加入),烟草可表现出敏感症状的是( )
组别
Ⅰ(甲品种)
Ⅱ(甲品种)
Ⅲ(乙品种)
Ⅳ(乙品种)
TMV的蛋白质外壳+PLAMV的RNA
+
-
+
-
PLAMV的蛋白质外壳+TMV的RNA
-
+
-
+
A.Ⅰ、Ⅲ B.Ⅱ、Ⅳ C.Ⅰ、Ⅳ D.Ⅱ、Ⅲ
【答案】D
【详解】A、组Ⅰ(甲品种)含TMV蛋白质和PLAMV的RNA,RNA为PLAMV的遗传物质,甲品种对PLAMV有抗性,无症状,A错误;
B、组Ⅳ(乙品种)含PLAMV蛋白质和TMV的RNA,RNA为TMV的遗传物质,乙品种对TMV有抗性,无症状,B错误;
C、组Ⅳ(乙品种)含PLAMV蛋白质和TMV的RNA,RNA为TMV的遗传物质,乙品种对TMV有抗性,无症状,C错误;
D、组Ⅱ(甲品种)含PLAMV蛋白质和TMV的RNA,RNA为TMV的遗传物质,甲品种对MV敏感,组Ⅲ同理,D正确
故选D。
【题型四】DNA是主要的遗传物质
16.下列关于“DNA是主要遗传物质”探索历程的叙述,正确的是( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明DNA是转化因子
B.艾弗里的实验中,加入DNA酶后R型菌全部转化为S型菌
C.病毒的遗传物质彻底水解的产物有6种,而原核生物遗传物质彻底水解的产物有8种
D.自然界中所有生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质
【答案】A
【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,通过加入相应的酶除去S菌提取液的相应一种成分,并分别与R型菌混合培养,发现加入DNA酶的那组无法发生R型菌转化为S型菌,证明DNA是转化因子,A正确;
B、艾弗里的实验中,加入DNA酶会水解S型菌的DNA,此时R型菌无法转化为S型菌,B错误;
C、病毒的遗传物质是DNA或RNA,彻底水解产物均为6种(脱氧核糖或核糖、磷酸、4种含氮碱基),原核生物的遗传物质是DNA,彻底水解产物为脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G,共6种,C错误;
D、自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA,但RNA病毒的遗传物质是RNA,因此DNA是主要遗传物质,D错误。
故选A。
17.如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述错误的是( )
A.DNA酶处理后的S型肺炎链球菌提取物,无法使R型菌发生转化
B.肺炎链球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明DNA是主要的遗传物质
C.用32P标记噬菌体,上清液中放射性较高可能是保温时间过长或过短
D.烟草花叶病毒感染实验的思路:分离病毒的RNA和蛋白质,并单独检测其作用
【答案】B
【分析】1、肺炎双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。
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、S型肺炎链球菌的提取物中含有转化因子(DNA),能将R型菌转化为S型菌。而DNA酶可以水解DNA,当用DNA酶处理S型肺炎链球菌提取物后,其中的DNA被水解,失去了转化因子,所以无法使R型菌发生转化,A正确;
B、肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质;噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质。这两个实验都只能证明DNA是遗传物质,而不能证明DNA是“主要的”遗传物质。“DNA是主要的遗传物质”这一结论是通过对大量生物的遗传物质进行研究后得出的,即绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数病毒的遗传物质是RNA,B错误;
C、用32P标记噬菌体,32P标记的是噬菌体的DNA。在噬菌体侵染细菌的实验中,若保温时间过短,部分噬菌体还未侵染到细菌内部,离心后会分布在上清液中,导致上清液中放射性较高;若保温时间过长,细菌会裂解,子代噬菌体释放出来,离心后也会分布在上清液中,使上清液中放射性较高,C正确;
D、烟草花叶病毒感染实验的思路是:将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分离,然后分别去感染烟草,单独检测RNA和蛋白质的作用,从而证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,D正确。
故选B。
1.在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是( )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
【答案】D
【分析】肺炎双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,没有证明转化因子是什么物质,而艾弗里体外转化实验,将各种物质分开,单独研究它们在遗传中的作用,并用到了生物实验中的减法原理,最终证明DNA是遗传物质。
【详解】A、与R型菌相比,S型菌具有荚膜多糖,S型菌有毒,故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A正确;
B、S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状,可知S型菌的DNA进入R型菌细胞后指导蛋白质的合成,B正确;
C、加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡,说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失,而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化,可知其DNA功能不受影响,C正确;
D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后,DNA被水解为小分子物质,故与R型菌混合,不能得到S型菌,D错误。
故选D。
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.用含有³²P的培养基培养未被标记过的M13 噬菌体,即可获得³²P标记的噬菌体
B.若M13噬菌体的DNA分子含有100个碱基,在大肠杆菌中增殖n代,需要A+G 的数量为50(2n-1)
C.M13噬菌体的遗传物质中C和G碱基含量越多,热稳定性越高
D.用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液的放射性强度与保温时间长短关系不大
【答案】D
【分析】噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。
【详解】A、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,A错误;
B、该噬菌体DNA分子含有100个碱基,由于其DNA为单链DNA,因此无法获知其四种碱基各自的数量,也无法计算该噬菌体的DNA分子复制所需要C+T的数量,B错误;
C、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,C错误;
D、用35S标记的噬菌体,标记的是噬菌体的蛋白质,上清液主要是蛋白质外壳和未侵染大肠杆菌的噬菌体,侵染时,蛋白质外壳留在外面,上清液的放射性强度与保温时间长短关系不大,D正确。
故选D。
3.如图为肺炎链球菌不同品系间的转化,在R型菌转化为S型菌的过程中,下列相关叙述正确的是( )
A.加热致死的S型菌DNA氢键被破坏,因而断裂为多个较短的DNA片段
B.由R型菌转化得到的S型菌与原S型菌的遗传物质完全相同
C.S型菌中的caps进入R型菌,使R型转化为S型菌,属于基因重组
D.caps基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以直接控制生物性状
【答案】C
【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】A、氢键被破坏不会导致DNA链断裂,磷酸二酯键被破坏导致DNA链断裂,A错误;
B、由R型菌转化得到的S型菌与原S型菌的遗传物质发生了改变,B错误;
C、转化产生的S型菌中的capS是S型菌中的capS进入R型细菌并与R型细菌的DNA重组导致的,C正确;
D、capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物性状,D错误。
故选C。
4.在证明 DNA 是遗传物质的实验中 赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的 DNA 和蛋白质,在下图中标记元素所在部位依次是( )
A.①、④ B.②、④ C.①、⑤ D.③、⑤
【答案】A
【分析】1、根据题意和图示分析可知:①为磷酸;②为脱氧核糖;③为含氮碱基(胞嘧啶或鸟嘌呤);④为R基;⑤为肽键(-CO-NH-);
2、由于DNA中含有C、H、O、N、P五种元素,蛋白质中主要含有C、H、O、N四种元素,一般还含有S元素,而噬菌体中只含有DNA和蛋白质两种物质,故用35S、32P分别标记的是噬菌体的蛋白质和DNA。
【详解】由于P元素存在于磷酸部位,S元素存在于氨基酸的R基中,所以用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,标记元素所在部位依次是磷酸和R基团,即①和④部位,BCD错误、A正确。
故选A。
5.人类对遗传物质本质的探索先后经历了艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验、赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验以及烟草花叶病毒的相关实验,最终探究出了生物体内遗传物质的本质。下列相关叙述正确的是( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验运用了“加法原理”证明DNA是遗传物质
B.艾弗里、赫尔希与蔡斯在探究DNA是遗传物质时的实验均遵循对照原则
C.噬菌体侵染大肠杆菌实验表明DNA是大肠杆菌和噬菌体的遗传物质
D.烟草花叶病毒的核酸+蛋白酶→感染烟草→烟草将不会出现花叶病斑
【答案】B
【分析】肺炎双球菌转化实验:包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明S型菌中存在某种转化因子,能将S型菌转化为R型菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开,单独的、直接的观察它们各自的作用.另外还增加了一组对照实验,即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。
【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌转化实验用酶去除了不同的物质,运用了“减法原理”证明DNA是遗传物质,A错误;
B、艾弗里、赫尔希与蔡斯在探究DNA是遗传物质的实验均遵循对照原则,B正确;
C、噬菌体侵染大肠杆菌实验表明DNA是噬菌体的遗传物质,并未表明DNA是大肠杆菌的遗传物质,C错误;
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,蛋白酶不能催化RNA水解,所以用烟草花叶病毒的核酸+蛋白酶去感染烟草,则烟草将会出现花叶病斑,D错误。
故选B。
6.肺炎链球菌的转化实验是探究生物遗传物质的经典实验,如图表示体内转化实验和体外转化实验中 R 型细菌和S型细菌的数量变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.图①中的乙和图②中的甲表示两实验中 R 型细菌的数量变化
B.图①中乙曲线对应的细菌数量先下降后上升与小鼠免疫力的改变相关
C.图②的变化曲线是 R 型细菌培养液与加入蛋白酶的 S型细菌提取物混合后培养的结果
D.图②中两种细菌达到一定数量后不再增加与培养基中营养物质的量有关
【答案】C
【分析】分析图可知,图①中甲最开始数量为0,所以甲表示S型细菌的数量变化曲线,乙表示 R型细菌的数量变化曲线,图②中,甲表示R型细菌的数量变化曲线,乙最开始数量为0,表示 S型细菌的数量变化曲线,据此答题即可。
【详解】A、分析图可知,图①中甲最开始数量为0,所以甲表示S型细菌的数量变化曲线,乙表示 R型细菌的数量变化曲线,同理图②中,甲表示R型细菌的数量变化曲线,A正确;
B、图①中乙曲线表示 R型细菌的数量变化,其数量先下降后上升与小鼠免疫力的改变相关,B正确;
C、图②的变化曲线中包括 R型和S型两种细菌的变化曲线,说明分解S型细菌中的某种物质后没有影响转化,可以是 R 型细菌培养液与加入蛋白酶的 S型细菌提取物混合后培养的结果,还可以是加入 RNA酶、酯酶的结果,C错误;
D、图②中两种细菌达到一定数量后不再增加与培养基中营养物质有限有关,D正确。
故选C。
7.下列关于赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验叙述,正确的是( )
A.噬菌体每次侵染的大肠杆菌都应该含有不同的放射性原料
B.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌产生的子代病毒都不含35S
C.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌产生的子代病毒都含有32P
D.用32P标记噬菌体侵染的结果说明DNA是主要的遗传物质
【答案】B
【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;结论:DNA是遗传物质。
【详解】A、用放射性元素标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,大肠杆菌应不含任何放射性原料,否则无法辨别子代病毒放射性的来源,A错误;
BC、病毒合成蛋白质和DNA的原料都来自宿主细胞,有标记的噬菌体应该侵染不含放射性原料的大肠杆菌,所以在大肠杆菌内合成的蛋白质和DNA都不具有放射性同位素。但因为DNA为半保留复制,部分合成的子代病毒DNA会保留亲代病毒DNA的模板链,故部分子代病毒会含有32P,B正确,C错误;
D、35S标记噬菌体侵染的结果只能说明噬菌体侵染时蛋白质没有进入细胞,32P标记噬菌体侵染的结果只能说明噬菌体侵染时DNA进入了细胞,两组相互对照才能说明DNA是遗传物质,D错误。
故选B。
8.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,如下图所示。下列说法中不正确的是( )
A.a过程表示用TMV的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,结果说明其具有感染作用
C.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”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症状,并能从中分离出HRV
D.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
【答案】D
【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的蛋白质外壳没有侵染作用,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,其有侵染作用,B正确;
C、c、d过程表示用TMV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,C正确;
D、该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质,不能证明蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质,D错误。
故选D。
9.(不定项)下列关于DNA是主要的遗传物质的叙述,正确的是( )
A.所有生物的遗传物质都是DNA
B.烟草花叶病毒、T2噬菌体的遗传物质均为RNA
C.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,细菌和DNA病毒的遗传物质也是DNA
D.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA
【答案】CD
【分析】1、核酸是一切生物的遗传物质。
2、有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸,但其细胞核遗传物质和细胞质遗传物质都是DNA。
3、病毒只含一种核酸,因此病毒的遗传物质是DNA或RNA。
【详解】A、少数病毒的遗传物质是RNA,A错误;
B、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,T2噬菌体的遗传物质为DNA,B错误;
C、动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,细菌和DNA病毒的遗传物质也是DNA,C正确;
D、无论真核生物、原核生物,有细胞结构的生物遗传物质是DNA,大部分病毒的遗传物质也是DNA,D正确。
故选CD。
10.(不定项)铜绿假单胞菌是造成医院内感染的主要病原菌之一, 噬菌体是侵染细菌的病毒。研究人员欲利用铜绿假单胞菌噬菌体和宿主的相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体(噬菌体PaP1的DNA 和噬菌体JG的蛋白质外壳)对不同类型(PA1、PAO1)的铜绿假单胞菌的吸附率如图所示。下列叙述正确的是( )
A.噬菌体JG和噬菌体PaP1主要侵染的铜绿假单胞菌类型不同
B.噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附率与其遗传物质DNA直接相关
C.重组噬菌体繁殖产生的子代噬菌体,主要侵染铜绿假单胞菌PA1
D.三种噬菌体都利用铜绿假单胞菌的核糖体合成自身蛋白质外壳
【答案】ACD
【分析】病毒是非细胞生物,只能寄生在活细胞中进行生命活动,病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体。
【详解】A 由柱状图可知噬菌体 JG 对 PA01 吸附率高(B组 100%),噬菌体 PaP1 对PA1 的吸附率高(C组 100%),可推测两种噬菌体主要侵染的菌的类型不同,A正确;
B、重组噬菌体组是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG 的蛋白质外壳构成的,其吸附结果与噬菌体JG的吸附率基本相同,可推测初吸附率与其蛋白质外壳直接相关,B错误;
C、由题干信息可知,重组噬菌体是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳构成,其子代应该为噬菌体PaP1,主要侵染的类型与C组结果相同,为PA1,C正确;
D、噬菌体在自身遗传物质的作用下,利用宿主体内的物质来合成自身的组成成分,D正确。
故选ACD。
11.(不定项)图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。相关叙述错误的是 ( )
A.图甲中,后期出现的大量S型细菌主要由R 型细菌转化而来,该转化的变异类型是基因重组。
B.图中离心前通常需搅拌,搅拌目的是使大肠杆菌外的T2噬菌体外壳和DNA分离
C.用S标记的 T2噬菌体侵染大肠杆菌,培养时间对B的放射性几乎没有影响
D.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,离心后发现B有较弱的放射性,可能是因为少量 T₂噬菌体未侵染大肠杆菌
【答案】AB
【分析】1、R型和S型肺炎双球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑)。由肺炎双球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会使R型菌转化为S型菌。
2、肺炎双球菌体内转化实验:R型细菌→小鼠→存活;S型细菌→小鼠→死亡;加热杀死的S型细菌→小鼠→存活;加热杀死的S型细菌+R型细菌→小鼠→死亡。
3、噬菌体侵染细菌的过程: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。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、甲图中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内,R型细菌向S型细菌发生了转化,转化的原理是基因重组,是S型细菌的DNA进入R型细菌,但后期出现的大量S型细菌主要由S型细菌繁殖而来,A错误;
B、乙图中搅拌的目的是促进大肠杆菌和噬菌体蛋白质外壳分离,离心的目的是大肠杆菌和噬菌体分离,便于观察放射性物质的分布,B错误;
C、用S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,35S标记的是蛋白质外壳,繁殖产生的子代噬菌体不含该蛋白质外壳,不会随着时间发生变化,因此培养时间对B的放射性几乎没有影响,C正确;
D、用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,32P标记的是DNA,会被注入大肠杆菌的细胞内,离心后应该沉降在试管底部,离心后发现B有较弱的放射性,可能是因为少量 T₂噬菌体未侵染大肠杆菌,被离心到上清液中了,D正确。
故选AB。
12.(不定项)下图为肺炎链球菌的三组转化实验的示意图,相关叙述正确的有( )
A.甲组实验出现S型细菌,说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B.乙组实验中R型细菌可以发生转化,培养后全部为S型细菌
C.丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA,蛋白质不是遗传物质
D.上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验,减少了体内无关变量的干扰
【答案】AD
【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】A、甲组实验中,高温会使蛋白质失活,但不会使DNA完全失活,所以将高温加热的S型细菌的提取物加入到有R型细菌的培养液中,会出现S型细菌,说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质,A正确;
B、乙组实验中,加入蛋白酶,会使蛋白质失去活性,然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养,会出现S型细菌的菌落,但不是全部为S型,仍然有R型存在,B错误;
C、丙组实验中,加入DNA酶,会使DNA失去活性,然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养,则不会出现S型细菌的菌落,说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA,但该组实验不能证明蛋白质不是遗传物质,C错误;
D、上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验,减少了体内无关变量(如温度等)的干扰,D正确。
故选AD。
13.图1表示一个无标记的T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌的过程,图2表示赫尔希和蔡斯利用同位素标记的T2噬菌体侵染未标记细菌的部分实验过程。请回答下列问题。
(1)图1中T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌后,在增殖阶段合成子代T2噬菌体蛋白质外壳的场所是 。
(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,得到如下图3所示的实验结果,搅拌的目的是 ,所以搅拌时间少于1min时,上清液中35S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%,证明噬菌体的 进入细菌。
(3)下图3中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组数据的意义是作为 ,以证明 ,否则细胞外 放射性会增高。
【答案】(1)大肠杆菌的核糖体上
(2) 使噬菌体蛋白质外壳和大肠杆菌分离 较低 DNA
(3) 对照 细菌没有裂解,没有子代噬菌体释放出来 32P
【分析】噬菌体繁殖过程: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。
【详解】(1)T2噬菌体侵染大肠杆菌后,在增殖阶段合成新的T2噬菌体蛋白质外壳需要以T2噬菌体的DNA为模板转录出mRNA,以大肠杆菌的氨基酸为原料,大在大肠杆菌的核糖体上,利用大肠杆菌的tRNA运输氨基酸,合成噬菌体蛋白质。
(2)侵染一段时间后,用搅拌器搅拌,搅拌的目的是让吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离,即让病毒蛋白质外壳与大肠杆菌分开;搅拌时间少于1min时,即搅拌不充分,噬菌体的蛋白质外壳未全部与大肠杆菌分离,部分进入沉淀物,上清液中35S的放射性较低;实验结果表明当搅拌时间足够长以后,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DNA进入细菌,在离心过程中随着细菌进入沉淀物中,而蛋白质未进入细菌,主要分布在上清液。
(3)图3中“被侵染细菌”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,以证明细菌没有裂解死亡,子代噬菌体没有释放出来,在离心过程中随着细菌进入沉淀物中,否则细胞外32P放射性会增高。
14.朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子,为验证朊病毒的侵染因子,科研人员按照图示1→2→3→4进行实验。请据图分析并回答下列问题:(题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞)
(1)该实验过程中采用的方法是 ,图中搅拌的目的是 。
(2)T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入 (填物质),利用宿主细胞的 进行自身核酸的复制和蛋白质的合成,而朊病毒可能是向宿主细胞注入 。
(3)按照(2)的推测,离心后上清液中 (填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,沉淀物中 (填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,出现上述结果的原因是 。
(4)如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,同时添加35S标记的(NH4)235SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后离心,检测放射性应主要位于 中,少量位于 中,产生实验误差的原因是 。
【答案】(1) 同位素标记法 将牛脑组织细胞和未侵入的朊病毒分开
(2) DNA 脱氧核苷酸和氨基酸 蛋白质
(3) 几乎不能 几乎不能 朊病毒不含核酸(只含蛋白质),几乎不含P元素,上清液和沉淀物中都几乎不能检测到32P
(4) 沉淀物 上清液 少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞,离心后位于上清液中
【分析】朊病毒不能独立生活,在活细胞内才能增殖,所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞—牛脑组织细胞,再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞,完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸,只有蛋白质,蛋白质中磷含量极低,所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P,即试管4中几乎没有32P;用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞,少量朊病毒不能侵染成功,所以放射性物质主要位于沉淀物中,上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒,它不含有核酸。
【详解】(1)由图可知,本实验用32P和35S标记的朊病毒进行实验,采用了同位素标记法。图中搅拌的目的是将牛脑组织细胞和未侵入的朊病毒分开。
(2)朊病毒是一类非正常的病毒,它不含通常病毒所含有的核酸。一般病毒是将遗传物质送到宿主细胞体内,再进行自身基因的转录、翻译过程。T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入DNA,利用宿主细胞的脱氧核苷酸和氨基酸进行自身核酸的复制和蛋白质的合成,而朊病毒可能是向宿主细胞注入蛋白质。
(3)按照(2)的推测,由于朊病毒不含DNA和RNA,只含蛋白质,蛋白质中磷含量极低,故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P,因此,从理论上讲,离心后试管4的上清液中几乎不能检测到32P,沉淀物中几乎不能检测到32P。
(4)朊病毒的蛋白质中含有S元素,如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,连续培养一段时间后,再提取朊病毒并加入试管3,朊病毒的蛋白质中含有35S,培养适宜时间后离心,由于朊病毒的蛋白质是侵染因子,35S随朊病毒侵入牛脑组织细胞中,离心后放射性应主要位于牛脑组织细胞中,即沉淀物中;少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞,离心后位于上清液中。
1.(2025·河南·高考真题)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是( )
A.C B.S C.P D.N
【答案】B
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。
2、噬菌体侵染细菌的过程: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、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】T2噬菌体侵染大肠杆菌时,只有DNA进入大肠杆菌中并作为模板控制子代T2噬菌体的合成,而合成子代T2噬菌体所需的原料均由大肠杆菌提供,因此子代T2噬菌体外壳中元素全部来自大肠杆菌;但由于DNA复制方式为半保留复制,因此子代噬菌体DNA中一些元素来自亲代噬菌体,一些来自大肠杆菌。已知蛋白质由C、H、O、N、S组成,DNA由C、H、O、N、P组成,综上分析,子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞大肠杆菌的是S,B正确。
故选B。
2.(2024·甘肃·高考真题)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是( )
A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B.肺炎链球菌体外转化实验中,利用自变量控制的“加法原理”,将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中,结果证明DNA是转化因子
C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
【答案】D
【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】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用,在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性,A错误;
B、在肺炎链球菌的体外转化实验中,利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验,通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时,R型菌的转化情况,最终证明了DNA是遗传物质,例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA,B错误;
C、噬菌体为DNA病毒,其DNA进入宿主细胞后,利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制,C错误;
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状,而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状,D正确。
故选D。
3.(2023·天津·高考真题)科学发现中蕴含着值得后人借鉴的方法或原 理。下列探究实践与科学发现运用的方法或原理不一致的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】1、模型构建法:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助具体的实物或其它形象化的手段,有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。
2、同位素标记法:同位素可用于追踪物质运行和变化的规律,例如噬菌体侵染细菌的实验。
【详解】A、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,研究DNA结构时构建了DNA双螺旋的物理模型,研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行物理模型的构建,A正确;
B、鲁宾和卡门用对比实验证明光合作用中氧气的来源是水,探究酵母菌呼吸方式时用的也是对比实验法,分别设置有氧和无氧组进行探究,B正确;
C、在探究DNA是遗传物质的实验中,肺炎链球菌的体外实验中用对应的酶设法去除相应物质,观察其作用,用到了减法原则,研究抗生素对细菌的选择作用时,利用了加法原理,C错误;
D、孟德尔研究完都遗传规律和调查人群中的遗传病都用到了统计学的方法,D正确。
故选C。
4.(2022·海南·高考真题)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
T2噬菌体
大肠杆菌
①
未标记
15N标记
②
32P标记
35S标记
③
3H标记
未标记
④
35S标记
未标记
A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③
【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。该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳没有进入,为了区分DNA和蛋白质,可用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,说明亲代噬菌体的DNA被32P标记,根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中,说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记,即C正确,ABD错误。
故选C。
5.(2022·湖南·高考真题)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生( )
A.新的噬菌体DNA合成
B.新的噬菌体蛋白质外壳合成
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
【答案】C
【分析】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蛋白质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,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。
【详解】A、T2噬菌体侵染大肠杆菌后,其DNA会在大肠杆菌体内复制,合成新的噬菌体DNA,A正确;
B、T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,只有DNA进入大肠杆菌,T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳,B正确;
C、噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA,C错误;
D、T2噬菌体的DNA进入细菌,以噬菌体的DNA为模板,利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA,然后通过转录,合成mRNA与核糖体结合,通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳,因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合,D正确。
故选C。
6.(2022·浙江·高考真题)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。2、噬菌体的繁殖过程: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。
【详解】A、实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质,A错误;
B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离,B错误;
C、大肠杆菌的质量大于噬菌体,离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C正确;
D、该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故选C。
7.(2022·浙江·高考真题)S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
【答案】D
【分析】艾弗里实验将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能够转化为S型细菌,并且DNA的纯度越高,转化就越有效;如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,就不能使R型细菌发生转化。说明转化因子是DNA。题干中利用酶的专一性,研究“转化因子”的化学本质。
【详解】A、步骤①中、酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,A错误;
B、步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同,否则会影响实验结果,B错误;
C、步骤④中,液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C错误;
D、S型细菌有荚膜,菌落光滑,R型细菌无荚膜,菌落粗糙。步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态,判断是否出现S型细菌,D正确。
故选D。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
目录
01 课标达标练
【题型一】肺炎链球菌转化实验
【题型二】T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
【题型三】RNA是遗传物质实验证据
【题型四】DNA是主要的遗传物质
02 能力突破练(新考法+新情境+新角度+新思维)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
【题型一】肺炎链球菌转化实验
1.下列关于格里菲思的肺炎链球菌转化实验和艾弗里的肺炎链球菌转化实验的叙述,错误的是( )
A.肺炎链球菌的R型和S型可以根据它在培养基上形成的菌落表面特征来区分
B.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加酶利用了减法原理
C.两个实验中R型肺炎链球菌均只有部分转化为S型肺炎链球菌
D.格里菲思证明了DNA是转化因子,艾弗里进一步证明了DNA是遗传物质
2.S 型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使 R 型菌转化为 S 型菌。为研究“转化因子”的化学本质,实验人员将加热致死的 S 型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成提取液,将提取液均分为 5 组,进行下图所示实验,其中第 1 - 4 组都有 S 型细菌生长,第 5 组没有 S 型细菌生长。下列叙述正确的是( )
A.对 S 型细菌进行加热处理后,其中的转化因子已失去活性
B.酶处理时间不能过长,以免底物完全水解,影响实验结果
C.在图示转化实验中,运用了控制自变量的中“加法原理”
D.第 2、3、4 组实验可证明蛋白质、RNA 和脂质不是转化因子
3.下图甲是加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化曲线,图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是( )
A.图甲中的实线代表S型细菌,虚线代表R型细菌
B.艾弗里进行的图甲实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
C.噬菌体侵染大肠杆菌后以大肠杆菌内的DNA为原料进行遗传物质的复制
D.乙图中如果噬菌体和细菌混合培养后不经过搅拌,上清液中的放射性减弱
4.肺炎链球菌有R型和S型,科研人员利用肺炎链球菌进行了相关转化实验,如下图所示,下列不正确的是( )
A.能导致小鼠死亡的有a、d两组
B.培养后的d组中所有的肺炎链球菌都具有毒性
C.d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质
D.d组产生的有毒性的肺炎链球菌能将该性状遗传给后代
【题型二】T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
5.赫尔希和蔡斯所做的T2噬菌体侵染细菌实验,在35S、32P两组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系理论上最可能分别是( )
A.③① B.④② C.③② D.④③
6.赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料,利用放射性同位素标记技术,证明了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述,错误的是( )
A.用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染大肠杆菌
B.T2噬菌体蛋白质的合成原料来源于大肠杆菌
C.搅拌是为了使吸附在细菌上的T2噬菌体与细菌分离
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
7.下列关于T2噬菌体侵染细菌实验的相关叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质
B.用含32P培养基培养T2噬菌体,可获得32P标记的噬菌体
C.35S标记组如果搅拌不够充分,沉淀物放射性会增高
D.32P标记组沉淀物放射性强度随保温时间变化可用如图表示
8.下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A.用无放射性的噬菌体侵染3H标记的大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质与DNA都含3H
B.用含32P的培养基培养噬菌体,可得到DNA含有32P标记的噬菌体
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验说明DNA是主要的遗传物质
D.噬菌体侵染大肠杆菌实验中离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
9.T2噬菌体的一步生长曲线如图所示,该曲线将噬菌体的生长划分为以下三个阶段:潜伏期(5~25分钟,宿主细胞裂解前)、裂解期(25~50分钟,宿主细胞大量裂解)和平稳期(50~100分钟,宿主细胞几乎全部裂解)。赫尔希和蔡斯基于此进行了T2噬菌体侵染大肠杆菌的有关实验。下列叙述错误的是( )
A.潜伏期T2噬菌体利用大肠杆菌体内的物质来合成自身组成成分
B.裂解期T2噬菌体增殖到一定数量后会使大肠杆菌裂解
C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的保温时间最好控制在25~50分钟
D.若50分钟以后才进行搅拌,则32P组上清液的放射性会升高
10.赫尔希和蔡斯利用噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA 是遗传物质,其中一组实验用³PP标记噬菌体的DNA,实验过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.完成该组实验需要先用含³²P的培养基培养噬菌体
B.该组实验可以说明噬菌体的 DNA 进入了大肠杆菌
C.只有部分含³²P的新噬菌体获得了亲代的遗传信息
D.保温时间过长或过短,都不会影响上清液的放射性
11.科研人员用三种标记方式进行了“噬菌体侵染细菌”实验:①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌;②用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌;③用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌。保温一段时间后搅拌、离心并检测放射性。下列相关叙述错误的是( )
A.①中放射性主要出现在沉淀中
B.②中放射性主要出现在上清液中
C.③中沉淀与上清液均出现放射性
D.放射性出现的位置与搅拌无关
12.M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个环状单链DNA分子,只侵染某些特定的大肠杆菌。研究人员用M13噬菌体进行“噬菌体侵染细菌的实验”,实验①②③分别用35S、32P和3H标记M13噬菌体,然后用被标记的M13噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,所得放射性情况如图。下列有关叙述正确的是( )
A.实验①②中改用18O分别标记M13噬菌体,实验结果与③相同
B.实验过程中搅拌的目的是加速大肠杆菌裂解释放子代噬菌体
C.实验③可说明M13噬菌体的遗传物质是DNA,而不是蛋白质
D.用3H标记M13噬菌体时,若搅拌不充分则沉淀物放射性升高
【题型三】RNA是遗传物质实验证据
13.最近某科研团队新发现了一种感染A细菌的病毒B,某实验室设计了如图所示两种方法来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。经下图所示的方法处理后,再将甲、乙、丙、丁4组培养皿放在相同且适宜的条件下培养,一段时间后检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关叙述不正确的是( )
A.在方法一中,若换用18O标记上述两种核苷酸不能实现实验目的
B.在方法二中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理
C.若丁组能产生子代病毒B而丙组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是DNA
D.若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有,则说明该病毒的遗传物质是RNA
14.科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是( )
A.通过肺炎链球菌体内转化实验,证明了加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌从无致病性转化为有致病性
B.按“含32P的培养基→培养大肠杆菌→接种T2噬菌体→适当保温→搅拌离心→测量上清液和沉淀物的放射性强度”进行实验操作,即可证明DNA是遗传物质
C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用噬菌体自身携带的原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
15.不同品种烟草对病毒的抗性不同,已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草花叶病毒(PLAMV)均为RNA病毒。甲品种烟草受TMV感染后可表现出敏感症状,受PLAMV感染后无症状,而乙品种烟草与甲品种烟草的表现恰好相反。下表所示的实验中(+代表加入,-代表未加入),烟草可表现出敏感症状的是( )
组别
Ⅰ(甲品种)
Ⅱ(甲品种)
Ⅲ(乙品种)
Ⅳ(乙品种)
TMV的蛋白质外壳+PLAMV的RNA
+
-
+
-
PLAMV的蛋白质外壳+TMV的RNA
-
+
-
+
A.Ⅰ、Ⅲ B.Ⅱ、Ⅳ C.Ⅰ、Ⅳ D.Ⅱ、Ⅲ
【题型四】DNA是主要的遗传物质
16.下列关于“DNA是主要遗传物质”探索历程的叙述,正确的是( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明DNA是转化因子
B.艾弗里的实验中,加入DNA酶后R型菌全部转化为S型菌
C.病毒的遗传物质彻底水解的产物有6种,而原核生物遗传物质彻底水解的产物有8种
D.自然界中所有生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质
17.如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述错误的是( )
A.DNA酶处理后的S型肺炎链球菌提取物,无法使R型菌发生转化
B.肺炎链球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明DNA是主要的遗传物质
C.用32P标记噬菌体,上清液中放射性较高可能是保温时间过长或过短
D.烟草花叶病毒感染实验的思路:分离病毒的RNA和蛋白质,并单独检测其作用
1.在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是( )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
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.用含有³²P的培养基培养未被标记过的M13 噬菌体,即可获得³²P标记的噬菌体
B.若M13噬菌体的DNA分子含有100个碱基,在大肠杆菌中增殖n代,需要A+G 的数量为50(2n-1)
C.M13噬菌体的遗传物质中C和G碱基含量越多,热稳定性越高
D.用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液的放射性强度与保温时间长短关系不大
3.如图为肺炎链球菌不同品系间的转化,在R型菌转化为S型菌的过程中,下列相关叙述正确的是( )
A.加热致死的S型菌DNA氢键被破坏,因而断裂为多个较短的DNA片段
B.由R型菌转化得到的S型菌与原S型菌的遗传物质完全相同
C.S型菌中的caps进入R型菌,使R型转化为S型菌,属于基因重组
D.caps基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以直接控制生物性状
4.在证明 DNA 是遗传物质的实验中 赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的 DNA 和蛋白质,在下图中标记元素所在部位依次是( )
A.①、④ B.②、④ C.①、⑤ D.③、⑤
5.人类对遗传物质本质的探索先后经历了艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验、赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验以及烟草花叶病毒的相关实验,最终探究出了生物体内遗传物质的本质。下列相关叙述正确的是( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验运用了“加法原理”证明DNA是遗传物质
B.艾弗里、赫尔希与蔡斯在探究DNA是遗传物质时的实验均遵循对照原则
C.噬菌体侵染大肠杆菌实验表明DNA是大肠杆菌和噬菌体的遗传物质
D.烟草花叶病毒的核酸+蛋白酶→感染烟草→烟草将不会出现花叶病斑
6.肺炎链球菌的转化实验是探究生物遗传物质的经典实验,如图表示体内转化实验和体外转化实验中 R 型细菌和S型细菌的数量变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.图①中的乙和图②中的甲表示两实验中 R 型细菌的数量变化
B.图①中乙曲线对应的细菌数量先下降后上升与小鼠免疫力的改变相关
C.图②的变化曲线是 R 型细菌培养液与加入蛋白酶的 S型细菌提取物混合后培养的结果
D.图②中两种细菌达到一定数量后不再增加与培养基中营养物质的量有关
7.下列关于赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验叙述,正确的是( )
A.噬菌体每次侵染的大肠杆菌都应该含有不同的放射性原料
B.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌产生的子代病毒都不含35S
C.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌产生的子代病毒都含有32P
D.用32P标记噬菌体侵染的结果说明DNA是主要的遗传物质
8.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,如下图所示。下列说法中不正确的是( )
A.a过程表示用TMV的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,结果说明其具有感染作用
C.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”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症状,并能从中分离出HRV
D.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
9.(不定项)下列关于DNA是主要的遗传物质的叙述,正确的是( )
A.所有生物的遗传物质都是DNA
B.烟草花叶病毒、T2噬菌体的遗传物质均为RNA
C.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,细菌和DNA病毒的遗传物质也是DNA
D.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA
10.(不定项)铜绿假单胞菌是造成医院内感染的主要病原菌之一, 噬菌体是侵染细菌的病毒。研究人员欲利用铜绿假单胞菌噬菌体和宿主的相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体(噬菌体PaP1的DNA 和噬菌体JG的蛋白质外壳)对不同类型(PA1、PAO1)的铜绿假单胞菌的吸附率如图所示。下列叙述正确的是( )
A.噬菌体JG和噬菌体PaP1主要侵染的铜绿假单胞菌类型不同
B.噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附率与其遗传物质DNA直接相关
C.重组噬菌体繁殖产生的子代噬菌体,主要侵染铜绿假单胞菌PA1
D.三种噬菌体都利用铜绿假单胞菌的核糖体合成自身蛋白质外壳
11.(不定项)图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。相关叙述错误的是 ( )
A.图甲中,后期出现的大量S型细菌主要由R 型细菌转化而来,该转化的变异类型是基因重组。
B.图中离心前通常需搅拌,搅拌目的是使大肠杆菌外的T2噬菌体外壳和DNA分离
C.用S标记的 T2噬菌体侵染大肠杆菌,培养时间对B的放射性几乎没有影响
D.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,离心后发现B有较弱的放射性,可能是因为少量 T₂噬菌体未侵染大肠杆菌
12.(不定项)下图为肺炎链球菌的三组转化实验的示意图,相关叙述正确的有( )
A.甲组实验出现S型细菌,说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B.乙组实验中R型细菌可以发生转化,培养后全部为S型细菌
C.丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA,蛋白质不是遗传物质
D.上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验,减少了体内无关变量的干扰
13.图1表示一个无标记的T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌的过程,图2表示赫尔希和蔡斯利用同位素标记的T2噬菌体侵染未标记细菌的部分实验过程。请回答下列问题。
(1)图1中T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌后,在增殖阶段合成子代T2噬菌体蛋白质外壳的场所是 。
(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,得到如下图3所示的实验结果,搅拌的目的是 ,所以搅拌时间少于1min时,上清液中35S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%,证明噬菌体的 进入细菌。
(3)下图3中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组数据的意义是作为 ,以证明 ,否则细胞外 放射性会增高。
14.朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子,为验证朊病毒的侵染因子,科研人员按照图示1→2→3→4进行实验。请据图分析并回答下列问题:(题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞)
(1)该实验过程中采用的方法是 ,图中搅拌的目的是 。
(2)T2噬菌体与朊病毒之间最主要的区别是T2噬菌体侵入细胞是向宿主细胞注入 (填物质),利用宿主细胞的 进行自身核酸的复制和蛋白质的合成,而朊病毒可能是向宿主细胞注入 。
(3)按照(2)的推测,离心后上清液中 (填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,沉淀物中 (填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,出现上述结果的原因是 。
(4)如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,同时添加35S标记的(NH4)235SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后离心,检测放射性应主要位于 中,少量位于 中,产生实验误差的原因是 。
1.(2025·河南·高考真题)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是( )
A.C B.S C.P D.N
2.(2024·甘肃·高考真题)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是( )
A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B.肺炎链球菌体外转化实验中,利用自变量控制的“加法原理”,将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中,结果证明DNA是转化因子
C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
3.(2023·天津·高考真题)科学发现中蕴含着值得后人借鉴的方法或原 理。下列探究实践与科学发现运用的方法或原理不一致的是( )
A.A B.B C.C D.D
4.(2022·海南·高考真题)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
T2噬菌体
大肠杆菌
①
未标记
15N标记
②
32P标记
35S标记
③
3H标记
未标记
④
35S标记
未标记
A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③
5.(2022·湖南·高考真题)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生( )
A.新的噬菌体DNA合成
B.新的噬菌体蛋白质外壳合成
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
6.(2022·浙江·高考真题)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
7.(2022·浙江·高考真题)S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示
下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
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