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2020-2021学年高中生物 第二章 遗传的分子基础 1 DNA是主要的遗传物质检测苏教版必修2

2020-2021学年高中生物 第二章 遗传的分子基础 1 DNA是主要的遗传物质检测苏教版必修2

年级：
姓名：

- 11 -

DNA是主要的遗传物质
(20分钟·70分)
一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)
1.下列关于遗传物质探索历程的叙述,错误的是(　　)
A.烟草花叶病毒的感染实验证明了RNA是遗传物质
B.有多糖荚膜的S型菌能在培养基上形成表面光滑的菌落
C.肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据来源
D.艾弗里的实验和赫尔希、蔡斯的实验均要分离提纯DNA、蛋白质
【解析】选D。烟草花叶病毒的感染实验证明了RNA是遗传物质,A正确;有多糖荚膜的S型菌能在培养基上形成表面光滑的菌落,B正确;肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据来源,C正确;艾弗里的实验要分离提纯DNA、蛋白质,但赫尔希、蔡斯的实验不需要分离提纯DNA、蛋白质,D错误。
2.肺炎链球菌有两种类型,一种是无毒的R型细菌,一种是有毒的S型细菌。将无毒的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。下列说法中正确的是(　　)
A.在死亡的小鼠体内既能分离出S型细菌又能分离出R型细菌
B.在死亡的小鼠体内只能分离出S型细菌
C.这个实验证明了RNA是肺炎链球菌的遗传物质
D.在死亡的小鼠体内只能分离出R型细菌
【解析】选A。加热杀死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌,因此在死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种细菌,A正确;在死亡的小鼠体内既能分离出S型细菌又能分离出R型细菌,B错误;这个实验证明了S型细菌中存在某种转化因子,C错误;在死亡的小鼠体内既能分离出S型细菌又能分离出R型细菌,D错误。
3.如图所示为噬菌体侵染细菌实验中的一组,下列叙述正确的是(　　)

A.本组实验中的细菌先用含32P的培养基培养一段时间
B.子代噬菌体中具有放射性的个体占大多数
C.上清液中放射性较高的原因可能是搅拌不充分
D.沉淀物中放射性偏低的原因可能是保温时间过长
【解析】选D。由于亲代噬菌体已用32P标记,所以细菌不能先用含32P的培养基培养一段时间,A错误;子代噬菌体中具有放射性的个体只占少数,B错误;上清液中放射性较高的原因可能是离心时间短,C错误;如果保温时间过长,子代噬菌体会从细菌中释放出来,导致上清液中也会出现放射性,沉淀物中放射性偏低,D正确。
4.1952年赫尔希和蔡斯运用同位素标记法进行了噬菌体侵染细菌的实验。下列有关该实验的叙述,正确的是(　　)
A.该实验证明了DNA是噬菌体主要的遗传物质
B.对噬菌体进行标记的方法是用含有放射性同位素的培养基培养噬菌体
C.用35S标记的噬菌体侵染细菌,实验结果是离心管中的沉淀物放射性高
D.用被标记的噬菌体侵染细菌时,两者混合后保温的时间过长可能影响实验效果
【解析】选D。噬菌体侵染细菌的实验只证明了DNA是遗传物质,A错误;噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此不能用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体,B错误;由于35S标记蛋白质,不能进入细菌体内,所以被35S标记的噬菌体与细菌混合后离心,上清液的放射性很高,C错误;噬菌体侵染细菌的实验,搅拌离心操作前的保温时间不宜过短或过长,若过短则噬菌体的DNA没有完全进入细菌,若过长则细菌裂解后释放出噬菌体,都会导致上清液中放射性升高,D正确。
5.赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,实验包括六个步骤:
①噬菌体侵染细菌　 ②用35S或32P标记噬菌体
③上清液和沉淀物的放射性检测　 ④离心分离
⑤子代噬菌体的放射性检测
⑥噬菌体与大肠杆菌混合培养
最合理的实验步骤顺序为 (　　)
A.⑥①②④③⑤
B.②⑥①③④⑤
C.②⑥①④③⑤
D.②⑥①④⑤③
【解析】选C。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。所以最合理的实验步骤顺序为②⑥①④③⑤。
6.探索核酸是遗传物质的过程中,科学家进行了一系列实验。下列叙述错误的是 (　　)
A.用烟草花叶病毒(TMV)的RNA感染烟草,就可出现感染症状
B.肺炎链球菌活体转化实验中,能从死亡小鼠中获得S型肺炎链球菌
C.肺炎链球菌离体转化实验说明蛋白质和RNA不是遗传物质
D.噬菌体侵染细菌实验中标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体全部具有放射性
【解析】选D。烟草花叶病毒是RNA病毒,遗传物质为RNA,因此用其RNA感染烟草,就可出现感染症状,A正确;肺炎链球菌活体转化实验中,R型细菌不能使小鼠致死,S型细菌能使小鼠致死,由R型菌转化而来的S型菌的有荚膜性状可以遗传,后代都是S型菌,因此能从死亡小鼠中获得S型肺炎链球菌,B正确;肺炎链球菌离体转化实验分离了蛋白质、RNA和DNA分子,蛋白质和RNA都不能使小鼠死亡,说明蛋白质和RNA不是遗传物质,C正确;噬菌体侵染细菌时,只有DNA注入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成,而合成子代噬菌体所需的原料均由细菌提供,因此子代噬菌体中都不含35S,部分子代噬菌体中含32P,D错误。
7.在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是:(　　)
①艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验
②格里菲斯的肺炎链球菌的体内转化实验
③T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
④烟草花叶病毒感染烟草的实验
A.①④ B.②③
C.①③ D.②④
【解析】选C。艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA是遗传物质,①正确;格里菲斯的肺炎链球菌的体内转化实验说明S型细菌中存在转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,②错误;T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质,③正确;烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是遗传物质,④错误。
8.如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类,其中与实际情况相符的是(　　)

A.T2噬菌体 B.乳酸菌
C.酵母菌 D.家兔
【解析】选A。T2噬菌体是DNA病毒,含有1种五碳糖,4种碱基和4种脱氧核苷酸,A正确;乳酸菌含有DNA和RNA两种核酸,但其遗传物质是DNA,因此含有1种五碳糖,4种碱基和4种脱氧核苷酸,B错误;酵母菌含有DNA和RNA两种核酸,但其遗传物质是DNA,因此含有1种五碳糖,4种碱基和4种脱氧核苷酸,C错误;家兔含有DNA和RNA两种核酸,但其遗传物质是DNA,因此含有1种五碳糖,4种碱基和4种脱氧核苷酸,D错误。
9.某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA,重新组合为“杂合”噬菌体,然后分别感染大肠杆菌,并对子代噬菌体的表现型作出预测,见下表。其中预测正确的是 (　　)
“杂合”噬菌体
的组成
实验预期结果
预期结果序号
子代表现型
甲的DNA+乙
的蛋白质
1
与甲一致
2
与乙一致
乙的DNA+
甲的蛋白质
3
与甲一致
4
与乙一致
A.1、3 B.1、4 C.2、3 D.2、4
【解析】选B。由题可知,两种噬菌体均为DNA病毒,即DNA决定了病毒的遗传性状,甲的DNA+乙的蛋白质组成“杂合”噬菌体,“杂合”噬菌体的子代表现型与甲一致;乙的DNA+甲的蛋白质组成“杂合”噬菌体,“杂合”噬菌体的子代表现型与乙一致。
【补偿训练】
病毒是一种非细胞生物,它没有独立的酶系统和能量代谢系统。下列关于病毒的说法中,正确的是(　　)
A.病毒不能独立生活,在寄主细胞外它仅是无生命的核酸和蛋白质复合体
B.病毒的遗传物质主要是DNA
C.病毒个体很小,只有用光学显微镜才能观察到
D.病毒的遗传信息流动方向是DNA→RNA→蛋白质
【解析】选A。病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的结构,不能独立生活,只有在寄主细胞中才能进行生命活动,A正确;一种病毒只有一种核酸,遗传物质是DNA或RNA,B错误;病毒个体微小,只有用电子显微镜才能观察到,C错误;DNA病毒的遗传信息流动方向是DNA→RNA→蛋白质,D错误。
二、非选择题(共2小题,共25分)
10.(12分)下面两幅图为肺炎链球菌转化实验的图解。请分析并回答下列问题:

(1)分析图一可知,加热杀死的有毒S型细菌与活的R型无毒细菌混合注入小鼠体内,小鼠将________,原因是__ __。 
(2)分析图二可知,能使R型活细菌发生转化的是__________________________。该实验最关键的设计思路是__ __。 
(3)S型细菌的遗传物质主要存在于________中。 
【解题指南】根据图二中各组实验的对比分析、判断能使R型活细菌发生转化的是S型细菌的DNA。
【解析】(1)加热杀死的有毒S型细菌蛋白质变性失活,但其DNA保持活性,与活的R型无毒细菌混合后注入小鼠体内,S型细菌的DNA可以将部分R型细菌转化成活的、有毒的S型细菌,使小鼠死亡。(2)据图二可知,只有S型细菌的DNA与R型细菌混合培养,才会出现S型细菌,且S型细菌的DNA被水解后,则不能使R型细菌发生转化,说明S型细菌的DNA才能使R型活细菌发生转化。本题实验设计的关键思路是将S型细菌的DNA与蛋白质等其他物质分开,单独地、直接地观察它们的作用。(3)S型细菌的遗传物质主要存在于拟核中,也存在于质粒中。
答案:(1)死亡　加热杀死的S型细菌可以将部分R型细菌转化成活的、有毒的S型细菌,使小鼠死亡
(2)S型细菌的DNA　把S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等成分分开,单独地、直接地观察它们在细菌转化过程中的作用　(3)拟核
11.(13分)如图是赫尔希和蔡斯完成的实验的部分步骤,请据图分析:

(1)本实验用噬菌体作为实验材料,原因之一是其结构仅由________组成。实验所用的研究方法是________。若要大量制备用35S标记的噬菌体,能否用含有35S的培养基培养噬菌体?______________。上图中锥形瓶内的培养液中能否含有32P或35S?__________________________。 
(2)完成以上实验的部分操作步骤:
第一步:用________(填“32P”或“35S”)标记噬菌体。 
第二步:__________________________________________________________。 
(3)在本实验中,理论上沉淀物中放射性应该为0,而实验的实际结果显示:沉淀物中也有一定的放射性,可能的原因是______________________________。 
(4)本实验若改用未被标记的噬菌体侵染被32P、35S标记的细菌,理论上沉淀物和上清液中的放射性分布情况如何?____________________________________。 
【解析】(1)噬菌体没有细胞结构,仅由DNA和蛋白质组成。噬菌体侵染细菌实验采用了同位素标记法、离心法等;噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立生存,因此不能用含有35S的培养基培养噬菌体;由于噬菌体已经被标记,因此上图中锥形瓶内的培养液中不能含有32P或35S。(2)由图可知,上清液中放射性强,说明标记的是噬菌体的蛋白质外壳,而噬菌体的蛋白质外壳用35S标记。因此,首先用35S标记噬菌体,其次标记的噬菌体与(未标记的)细菌混合(用35S标记的噬菌体感染未被标记的细菌)。
(3)在本实验中,理论上沉淀物中放射性应该为0,而实验的实际结果显示:沉淀物中也有一定的放射性,可能的原因是搅拌不充分,部分未与细菌分离的具有放射性的蛋白质外壳随细菌在沉淀物中。
(4)由于离心后细菌分布在沉淀物中,因此本实验若改用未被标记的噬菌体侵染被32P、35S标记的细菌,理论上沉淀物中有放射性,上清液中没有放射性。
答案:(1)DNA和蛋白质　同位素标记法(离心法等)　不能　不能
(2)35S　把35S标记的噬菌体与(未标记的)细菌混合(用35S标记的噬菌体感染未被标记的细菌)
(3)搅拌不充分,部分未与细菌分离的具有放射性的蛋白质外壳随细菌在沉淀物中
(4)沉淀物中有放射性,上清液中没有放射性
(10分钟·30分)
1.(10分)在肺炎链球菌的转化实验中,将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,小鼠死亡,则此过程中小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是 (　　)

【解析】选B。加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后,注射小鼠体内时,由于小鼠体内的免疫系统的存在,杀死一部分R型细菌,同时在S型细菌的DNA作用下出现S型细菌,破坏小鼠体内的免疫系统,直至小鼠死亡,导致两种细菌的数量均增加,所以只有B正确。
【实验·探究】
2.(20分)一科研小组对某病毒遗传物质进行了如下实验:
实验原理:略。
实验目的:探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA。
材料用具:显微注射器、某病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶。
实验步骤:
第一步:取等量活鸡胚两组,分别编号A、B,用显微注射技术分别向两组活鸡胚中注射核酸提取物和DNA酶的混合物,__。 
第二步:在适宜条件下培养。
第三步:分别从培养后的活鸡胚中抽取样品,检测是否产生该种病毒。
实验现象及预测结论:
(1)  __。 
(2)  __。 
【解析】由实验目的分析,该实验的单一变量是某病毒的核酸,观察该病毒能否再繁殖出新的个体,从而确定遗传物质是DNA还是RNA。由给出的实验材料分析将某病毒提取物分别用DNA酶、RNA酶处理,再分别注射到活鸡胚细胞中,进行培养后,根据酶具有专一性,检测鸡胚细胞中是否有病毒产生。
答案:实验步骤:核酸提取物和RNA酶的混合物
实验现象及预测结论:
(1)如果A组有病毒,而B组无病毒,则RNA是遗传物质
(2)如果A组无病毒,而B组有病毒,则DNA是遗传物质
【补偿训练】
图1所示的是噬菌体侵染细菌过程示意图,图2所示的是赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染细菌实验的部分实验过程。请回答下列问题:

(1)根据图1写出噬菌体侵染细菌的正确顺序是:B→________→________
→________→C。 
(2)根据图2实验结果可知,用于标记噬菌体的同位素是__________,标记的是噬菌体的________。 
(3)若要大量制备用35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养________。 
(4)图2实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,请分析该现象出现的可能原因 (答一种即可)。 
(5)噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳所需的原料来源于________。 
(6)噬菌体侵染细菌的实验得出了________是遗传物质的结论。 
【解析】(1)根据图1可知,噬菌体侵染细菌的正确顺序是:B(亲代噬菌体吸附在细菌表面)→D(亲代噬菌体将遗传物质DNA注入细菌细胞内)→A(在细菌细胞内,以噬菌体DNA为模板,利用宿主细胞内的原料、能量、场所等进行噬菌体DNA的复制和相关蛋白质的合成)→E(将新合成的噬菌体的DNA和蛋白质组装成子代噬菌体)→C(宿主细胞裂解死亡,将子代噬菌体释放出来)。
(2)根据图2实验结果可知,离心后沉淀物中的放射性很高,而沉淀物中主要是被噬菌体侵染的、里面含有噬菌体注入的DNA分子的细菌,所以,该实验标记的是噬菌体的DNA,由此推知用于标记噬菌体的同位素是32P。
(3)病毒没有细胞结构,必须依赖宿主的活细胞才能生存,所以不能用配制的普通培养基来培养病毒。若要大量制备含35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养细菌,然后再用被35S标记的细菌来培养噬菌体。
(4)图2实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,可能的原因有:①培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内被释放出来。
(5)噬菌体侵染细菌后,噬菌体需利用细菌体内的原料合成自身的DNA和蛋白质外壳。
(6)噬菌体侵染细菌的实验得出了DNA是遗传物质的结论。
答案:(1)D　A　E　(2)32P　DNA
(3)细菌
(4)①培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来(答一种即可)
(5)细菌　(6)DNA
【互动探究】
(1)合成子代噬菌体蛋白质外壳的场所是什么?
提示:细菌体内的核糖体。
(2)若用35S标记噬菌体,经培养、搅拌、离心后,正常情况下放射性将会出现在哪一部位?为什么?
提示:上清液。噬菌体的蛋白质外壳留在细菌外面,经培养、搅拌、离心后存在于上清液中。