内容正文:
DNA是主要的遗传物质
课时微练(十七)
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一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述,正确的是( )
A.生物圈所有生物的遗传物质都是DNA
B.烟草花叶病毒等少部分病毒的遗传物质是RNA,其他生物的遗传物质是DNA
C.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,其他生物的遗传物质是RNA
D.真核生物、原核生物的遗传物质是DNA,其他生物的遗传物质是RNA
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RNA病毒(如烟草花叶病毒)的遗传物质是RNA,其他生物的遗传物质是DNA,B项正确,A、C、D三项错误。
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2.为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎链球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:
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下列叙述正确的是( )
A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性
B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质
C.丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNA
D.该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA
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高温加热会使DNA双链解开,温度降低DNA双链会恢复,故甲组培养皿中应该既有S型菌落,也有R型菌落,A项错误。乙组中S型细菌提取物中的蛋白质被蛋白酶催化水解了,所以转化物质不是蛋白质,B项错误。该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA,
D项错误。
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3.(2025·重庆调研)在野生状态下细菌常自发进行基因重组,Lederberg曾做过一个经典的实验:他将含噬菌体(能同时侵染图中两种缺陷菌)和DNA酶的培养液置于U形管,在U形管中有滤膜(仅允许病毒及大分子物质等通过,如图所示)。一段时
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间后,将右侧的菌液涂布在培养基A上,长出了野生型细菌。研究发现,噬菌体在宿主细胞中合成装配子代噬菌体时,其外壳会偶然错误包装宿主细菌的部分DNA片段,释放后再侵染其他细菌时,所携带的原细菌DNA片段与后者发生基因重组。下列相关叙述正确的是( )
A.培养基A中需额外添加苯丙氨酸
B.接种在培养基A上的细菌均能生长为菌落
C.噬菌体侵染宿主细胞后,便会杀死宿主细胞
D.实验中培养液添加DNA酶是为了排除转化的可能性
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该实验中由于DNA酶的加入,his-菌不能通过类似于肺炎链球菌的转化方式将DNA转移至phe-菌,只能以病毒为载体完成基因的转移。培养基A需筛选出能合成苯丙氨酸的细菌,不能添加苯丙氨酸,A项错误;只有具有苯丙氨酸相关酶合成基因的细菌才能在培养基A中生长,B项错误;若噬菌体侵染使得宿主细胞全部死亡,则培养基A上将不会出现菌落,C项错误;实验中培养液添加DNA酶是为了排除外源DNA转化的可能性,D项正确。
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4.如图表示了在“肺炎链球菌转化实验”(搅拌强度、时长等都合理)和
“噬菌体侵染细菌的实验”中相关含量的变化。下列相关叙述正确的是( )
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A.图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌的实验”中,沉淀物放射性含量的变化
B.图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中,沉淀物放射性含量的变化
C.图丙表示“艾弗里肺炎链球菌转化实验”中,R型细菌与S型细菌的数量变化
D.图丁表示“艾弗里肺炎链球菌转化实验”中,R型细菌与S型细菌的数量变化
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“32P标记的噬菌体侵染细菌的实验”中,随着时间的推移,细菌被裂解,子代噬菌体释放,导致沉淀物放射性含量不断降低,A项错误。“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中,沉淀物放射性含量很低,B项错误。据题图丙可知,S型细菌曲线的起点为0,且在R型细菌之后,故该图表示“艾弗里肺炎链球菌转化实验”中R型细菌+S型细菌DNA组,R型细菌与S型细菌的数量变化,C项正确。在
“格里菲思肺炎链球菌转化实验”中,开始时,R型细菌在小鼠体内
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大部分会被免疫系统消灭,所以曲线在开始段有所下降,后随着小鼠免疫系统的破坏,R型细菌数量又开始增加,所以曲线上升;而加热致死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌,并通过繁殖使数量增多,曲线上升,故题图丁表示“格里菲思肺炎链球菌转化实验”中R型细菌+S型细菌DNA组,R型细菌与S型细菌的数量变化,D项错误。
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5.科研人员将感染了烟草花叶病毒的烟草叶片的提取液分成甲、乙、丙、丁四组,甲组不做处理,乙组加入蛋白酶,丙组加入RNA酶,丁组加入DNA酶。然后分别接种到正常烟草叶片上一段时间,观察并记录烟草叶片上病斑的数量。能正确表示结果的图示是( )
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感染了烟草花叶病毒的叶片提取液中含有烟草花叶病毒,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,在甲、乙、丙、丁四组实验中,只有丙组加入了RNA酶,破坏了其遗传物质,故其接种后的子代病斑数量最少,甲、乙、丁三组实验均未破坏烟草花叶病毒的遗传物质RNA,故这三组实验病斑数量多且数量应一致,B项符合题意。
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6.(2025·沧州模拟)如果用3H、15N、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌(无放射性),下列分析正确的是( )
A.只有噬菌体的蛋白质被标记了,DNA没有被标记
B.子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S
C.子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N
D.子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、15N、35S
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DNA分子中含有H、N元素,所以用3H、15N、35S标记噬菌体后,噬菌体的蛋白质和DNA都被标记了,A项错误;由于子代噬菌体蛋白质外壳是以无放射性的细菌中的物质为原料合成的,所以子代噬菌体的外壳中没有放射性,B项错误;由于3H、15N标记了噬菌体DNA分子,DNA复制方式是半保留复制,所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N,C项正确;子代噬菌体的DNA分子中不含有S元素,D项错误。
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二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求
7.(2025·沧州联考)为研究肺炎链球菌中的R型
细菌转化为S型细菌时是否需要二者直接接触,
研究人员利用如图所示装置进行实验。将两类
菌株分别加入U形管左、右两臂内,U形管中
间隔有微孔滤板。在U形管右臂端口对培养液缓慢吸压,让两菌株共享培养液。已知吸压过程会导致两臂内少量菌体破裂。一段时间后
取U形管两臂菌液分别培养,观察菌落形态。下列说法正确的是( )
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A.装置中的微孔滤板应允许DNA分子通过而不允许肺炎链球菌通过
B.左臂菌液和右臂菌液培养后都产生两种菌落才能证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触
C.R型细菌没有多糖类的荚膜导致其形成的菌落比S型细菌形成的菌落粗糙
D.S型细菌的DNA可能与R型细菌发生基因重组从而使S型细菌转化为R型细菌
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装置中的微孔滤板应允许DNA分子通过而不允许肺炎链球菌通过,因此吸压导致少量菌体破裂后,释放的少量DNA可通过微孔滤板,
A项正确;若左臂菌液培养后产生一种菌落(S型细菌的菌落)、右臂菌液培养后产生两种菌落(S型和R型细菌的菌落),则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触,B项错误;R型细菌没有多糖类的荚膜,S型细菌有多糖类的荚膜,因此R型细菌形成的菌落比S型细菌形成的菌落粗糙,C项正确;S型细菌的DNA能诱导R型细菌发生基因重组从而使R型细菌转化为S型细菌,D项正确。
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8.在进行T2噬菌体侵染细菌实验时,用含14C标记的尿嘧啶培养基培养细菌,待细菌裂解后,分离出含有14C的RNA。实验人员把该RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交,发现RNA可与噬菌体的DNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子,但不能与细菌的DNA形成杂交分子。下列叙述正确的是( )
A.用含14C的胸腺嘧啶代替尿嘧啶进行实验,结果完全相同
B.含C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子
C.获得14C噬菌体,需先用含14C的培养基培养细菌,再用噬菌体侵染细菌
D.据结果推测,被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质
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尿嘧啶是组成RNA的特有碱基,而胸腺嘧啶是组成DNA的特有碱基,所以不能用含14C的胸腺嘧啶代替尿嘧啶进行实验,A项错误;噬菌体的DNA分子能与该RNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子,因此含14C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子,B项正确;噬菌体是病毒,营寄生生活,需先培养细菌,再用标记的细菌培养病毒,C项正确;被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质,以噬菌体的DNA为模板控制合成的,D项正确。
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9.(2025·南昌模拟)“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验如图所示,其中亲代噬菌体已被放射性同位素35S标记。下列有关叙述正确的是( )
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A.用含放射性同位素35S的普通培养基直接培养T2噬菌体,即可获得含有35S标记的亲代噬菌体
B.②表示搅拌过程,其目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌充分分离
C.C中仍然含有少量放射性,其可能原因是搅拌不充分
D.欲证明T2噬菌体的遗传物质是DNA,则还需设计一组用32P标记噬菌体的实验
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噬菌体属于病毒,营寄生生活,必须在活细胞内才能生长和繁殖,因此要先用含放射性同位素35S的普通培养基培养大肠杆菌,然后让噬菌体侵染含35S标记的大肠杆菌,这样才能获得含有35S标记的亲代噬菌体,A项错误;②表示搅拌过程,其目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌充分分离,B项正确;本实验是用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有少量放射性的原因
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是搅拌不充分,噬菌体的蛋白质外壳未能与细菌完全分离,C项正确;欲证明T2噬菌体的遗传物质是DNA,则还需设计一组用放射性同位素32P标记噬菌体的实验,两者相互对比,才能得出结论,
D项正确。
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10.(2025·南京模拟)为了研究噬菌体的遗传物质,研究人员分别用35S或32P标记的噬菌体与未标记的大肠杆菌进行保温,一段时间后搅拌、离心,得到上清液和沉淀物,研究人员预测的上清液放射性强度随保温时间的变化曲线如图。下列叙述正确的是( )
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A.搅拌是否充分会影响两组实验上清液的放射性
B.理论上35S标记组的上清液有放射性,沉淀物无放射性
C.32P标记组上清液的放射性与保温时间的关系如图a
D.35S标记组上清液的放射性与保温时间的关系如图c
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噬菌体的蛋白质外壳不会侵入细菌体内,会吸附在细菌外表,而噬菌体的DNA会侵入细菌体内,故搅拌是否充分会影响35S标记组的上清液的放射性,不会影响32P标记组,A项错误;理论上蛋白
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质外壳不进入大肠杆菌,搅拌后外壳全部进入上清液,沉淀物大肠杆菌中不含有噬菌体的蛋白质外壳,因此上清液中有放射性,沉淀物中没有,B项正确;用32P标记噬菌体的DNA,然后用噬菌体侵染大肠杆菌,实验开始一段时间,DNA逐渐进入大肠杆菌,上清液中放射性逐渐降低,但随着时间的延长,大肠杆菌逐渐裂解,释放出的噬菌体离心后进入上清液,上清液中的放射性逐渐增强,即题图b,C项错误;35S标记噬菌体的蛋白质外壳,其外壳经离心后一直存在于上清液中,上清液的放射性不会随着保温时间而变化,即题图c,D项正确。
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三、非选择题
11.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:
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(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__________。
蛋白质和DNA
DNA
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(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_____________________________
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(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”)。
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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)
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
沉淀物
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(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______________
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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
用35S标记的T2噬菌体重复题述实验
上清液放射性很高,沉淀物放射性很低
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(1)T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成,其中有磷元素的是DNA。(2)T2噬菌体是病毒,不能独立生活,必须寄生在活细胞中,所以要获得32P标记的T2噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养。(3)实验过程中,通过搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。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。(4)接种噬菌体后培养时间过长,
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子代噬菌体从细菌体内释放出来,使上清液中放射性增强。(5)赫尔希和蔡斯还设计用35S标记的T2噬菌体重复题述实验,由于35S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。
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12.(科学探究)(2025·蚌埠联考)某科研机构发现了一种新型病毒,并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。请回答下列问题:
(1)据研究人员介绍,该病毒的遗传物质比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测,该病毒的遗传物质是________,理由是__________
_________________________________________________________。
(2)通过化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究,分析其五碳糖或碱基种类均可作出判断,如果____________________________,
则为DNA;如果__________________________,则为RNA。
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DNA
DNA是双链而RNA是单链,DNA的结构相比RNA更稳定,不易发生变异
五碳糖是脱氧核糖或含碱基T
五碳糖是核糖或含碱基U
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(3)也可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类,将宿主细胞置于含有放射性标记核苷酸的培养基中培养,再用病毒感染该宿主细胞,一段时间后搜集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸是否都需要标记?_________,理由是_______________________________
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不需要
如果对各种核苷酸都进行标记,则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA,在病毒中均能检测到放射性
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(1)HIV的遗传物质是RNA,易发生变异,而题中病毒的遗传物质比HIV的遗传物质稳定,说明其遗传物质是DNA,DNA具有独特的双螺旋结构,不易发生变异。(2)两种核酸中,DNA特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶,RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶。(3)如果对各种核苷酸都进行标记,则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA,在病毒中均能检测到放射性,因此培养基中的核苷酸不需要都标记。
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方法技巧 “遗传物质”探索的4种方法
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