高考生物一轮复习课时分层作业十九基因的本质和表达DNA是主要的遗传物质新人教版

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课时分层作业 十九 DNA是主要的遗传物质 ‎(30分钟　100分)‎ 一、选择题(共8小题，每小题5分，共40分)‎ ‎1.(2019·阜阳模拟)下列有关肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验相同点的叙述，正确的是 (　　)‎ A.实验材料都是原核生物 B.都利用了放射性同位素标记法 C.都能证明DNA是主要的遗传物质 D.实验设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开 ‎【解析】选D。肺炎双球菌转化实验中利用的肺炎双球菌属于原核生物中的细菌，而噬菌体侵染细菌实验中的噬菌体属于病毒，病毒没有细胞结构，故A错误；只有噬菌体侵染细菌的实验中利用了放射性同位素标记法，故B错误；这两个实验均只能证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，故C错误；肺炎双球菌转化实验中，设法将S型细菌的蛋白质和DNA分开，然后单独地和R型细菌混合；噬菌体在侵染细菌的过程中，DNA注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，故D正确。‎ ‎【加固训练】‎ 下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述中，正确的是 (　　)‎ A.加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性 B.在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化 C.在转化过程中，加热杀死后的S型细菌的DNA没有进入R型活细菌的细胞中 D.加热杀死的S型细菌也能使小鼠的体细胞发生转化 ‎【解析】选B。加热杀死的S型细菌的DNA仍具有活性；DNA酶能将DNA水解成脱氧核苷酸，DNA不再存在，因此不能使R型细菌发生转化；加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌的细胞中，使之转化成了S型细菌；由于真核细胞结构的复杂性和保护机制，加热杀死的S型细菌一般不能使小鼠的体细胞发生转化。‎ ‎2.某人在琼脂固体培养基上利用肺炎双球菌做了系列实验，实验结果如图所示。下列说法中不正确的是 (　　)‎ A.该实验能够证明加热杀死的S型细菌体内有某种物质仍然具有生理活性 B.该实验证明了S型细菌体内的DNA是遗传物质 C.第1、2、3组实验是该实验的对照组 D.第3组与第4组进行对照可说明S型细菌体内有某种物质能使正常R型细菌转化成S型细菌 ‎【解析】选B。该实验证明加热杀死的S型细菌体内有某种物质仍然具有生理活性，能将R型细菌转化为S型细菌；该实验证明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；该实验中，1、2、3组是对照组，4组是实验组；第3组与第4组对照说明了S型细菌体内有某种物质能使R型细菌转化成S型细菌。该实验只能证明S型细菌体内存在某种物质(即转化因子)能使正常R型细菌转化成S型细菌，但不能确定该转化因子究竟是何种物质。‎ ‎【易错提醒】有关肺炎双球菌转化实验的两个易误点：‎ ‎(1)误认为体内转化实验中“S型细菌的DNA可使小鼠致死”：S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内，结果在S型细菌DNA的控制下，在R型细菌体内合成了S型细菌的DNA和荚膜成分，从而组装成了具有毒性的S型细菌。‎ ‎(2)误认为加热杀死的S型细菌可使所有R型细菌实现转化：并非所有的R型细菌都转化为S型细菌，事实上转化的效率很低，并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响，只有少部分R型细菌被转化为S型细菌。‎ ‎3.(2019·衡水模拟)赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌，离心后，甲组上清液放射性低，沉淀物放射性高；乙组刚好相反。下列说法正确的是(　　)‎ A.甲组的T2噬菌体是用35S标记其蛋白质 B.乙组的T2噬菌体是用32P标记其蛋白质 C.甲组产生的子代噬菌体均含有放射性 D.乙组产生的子代噬菌体均不含放射性 ‎【解析】选D。由于离心后，甲组上清液放射性低，沉淀物放射性高，所以甲组的T2噬菌体是用32P标记其DNA，A错误；由于乙组上清液放射性高，沉淀物放射性低，所以乙组的T2噬菌体是用35S标记其蛋白质，B错误；甲组产生的子代噬菌体只有少部分含有放射性，C错误；由于蛋白质外壳不进入细菌，所以乙组产生的子代噬菌体均不含放射性，D正确。‎ ‎4.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是(　　)‎ A.T2噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 B.搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体未与细菌分离 C.离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 D.32P标记了T2噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 ‎【解析】选A。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，如果保温时间稍长，就会使大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，使上清液中也出现放射性，A正确；搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体的蛋白质外壳未与细菌分离，而32P标记噬菌体的DNA，因此上清液中不会出现较多的放射性，B错误；离心时间过长，可能会导致 T2噬菌体的蛋白质外壳也会进入到沉淀物中，不会出现上述实验现象，C错误；蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，有的含有P、S，而且P的含量很少，因此不用P标记蛋白质，D错误。‎ ‎5.(2019·邯郸模拟)下列哪项事实能说明DNA是主要的遗传物质 (　　)‎ A.人们确认绝大多数生物的遗传物质是DNA之后，发现某些病毒的遗传物质是RNA B.T2噬菌体侵染细菌的实验表明DNA在亲子代噬菌体之间起桥梁作用 C.艾弗里的体外转化实验表明，只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转化为S型菌 D.人们得出染色体与生物的遗传有关之后，发现染色体的主要成分是DNA和蛋白质 ‎【解析】选A。人们确认绝大多数生物的遗传物质是DNA之后，发现某些病毒的遗传物质是RNA，因此DNA是主要的遗传物质，A正确；T2噬菌体侵染细菌的实验表明DNA在亲子代噬菌体之间起桥梁作用，这说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，B错误；艾弗里的体外转化实验表明，只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转化为S型菌，这说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；人们得出染色体与生物的遗传有关之后，发现染色体的主要成分是DNA和蛋白质，这不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误。‎ ‎6.(2019·江苏高考)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　　)‎ A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状 B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中 D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的T2噬菌体都带有32P标记 ‎【解析】选C。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，但没有证明“转化因子”是什么，即没有证明DNA可以改变生物体的遗传性状，A项错误；艾弗里实验证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，该实验属于肺炎双球菌体外转化实验，并没有涉及肺炎双球菌对小鼠的作用，B项错误；在赫尔希和蔡斯实验中，细菌质量较大，离心后细菌主要存在于沉淀中，C项正确；32P标记T2噬菌体的DNA，由于DNA的半保留复制，只有含亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体才带有32P标记，D项错误。‎ ‎【知识总结】格里菲思实验(实验一)与艾弗里实验(实验二)的比较 ‎(1)区别：‎ ‎(2)联系。‎ ‎①所用材料相同。‎ ‎②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸。‎ ‎③两实验都遵循对照原则、单一变量原则。‎ ‎7.如图所示，甲、乙为两种不同的病毒，经人工重建形成“新型病毒丙”，用丙病毒去侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒可表示为 ‎【解析】选D。重组病毒的核酸来自乙病毒，则新一代病毒的性状与乙病毒相同。‎ ‎8.(2019·牡丹江模拟)对①～⑤这五种生物进行分析比较，结果如表所示：‎ 导学号14120353‎ 比较项目 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ 细胞壁 无 无 有 有 无 所含核 酸种类 DNA DNA或 RNA DNA和 RNA DNA和 RNA DNA和 RNA 是否遵循 孟德尔遗 传定律 否 否 是 否 是 其中最可能表示肺炎双球菌和T2噬菌体的分别是 (　　)‎ A.①和②　　　　　　　 B.⑤和①‎ C.④和② D.④和①‎ ‎【解析】选D。肺炎双球菌属于原核生物，具有细胞壁，含有DNA和RNA；T2噬菌体属于病毒，不具有细胞结构，仅含有DNA一种核酸；两种生物均不遵循孟德尔遗传定律，故D项符合题意。‎ 二、非选择题(共2小题，共30分)‎ ‎9.(16分)某科学家做T2噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。‎ 结构或物质 T2噬菌体 细菌 DNA或核苷酸 ‎32P标记 ‎31P标记 蛋白质或氨基酸 ‎35S标记 ‎32S标记 ‎(1)子代T2噬菌体的DNA应含有表中的__________元素。 ‎ ‎(2)子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有______________元素，由此说明______________________________________；子代T2噬菌体的蛋白质分子都含________元素，这是因为__________________________。 ‎ ‎(3)实验中用放射性同位素标记T2噬菌体时，选取35S和32P这两种同位素分别标记蛋白质和DNA的原因是______________________。可否用‎14C和3H标记？__________，为什么？________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)因为T2噬菌体增殖是以自身DNA为模板，用细菌体内的核苷酸为原料，所以32P和31P都会在子代噬菌体中出现。‎ ‎(2)T2噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌，因此子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有35S；子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用32S标记的氨基酸为原料合成的，子代噬菌体的蛋白质分子都含32S。‎ ‎(3)因为S仅存在于蛋白质外壳中，而P则几乎都存在于DNA中，所以实验中用放射性同位素标记T2噬菌体时，选取35S和32P这两种同位素分别标记蛋白质和DNA。因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有C和H这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源，所以不能用‎14C和3H标记。‎ 答案：(1)32P和31P ‎(2)35S　T2噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌细胞中　32S　子代T2噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内以32S标记的氨基酸为原料合成的 ‎(3)S仅存在于蛋白质外壳中，而P则几乎都存在于DNA中　否　因为T2噬菌体的蛋白质和DNA都含有C和H这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源 ‎【方法技巧】“二看法”判断子代噬菌体标记情况 ‎【加固训练】‎ 在赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，理论上，上清液中不应含放射性物质，下层沉淀物中应具有很高的放射性；而实验的最终结果显示：离心后，上清液具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。‎ ‎(1)在赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，用32P标记T2噬菌体的DNA所体现的实验方法是___________________________。‎ ‎(2)在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是__________________________。‎ ‎(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析：‎ ‎①在实验中，从T2噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性物质含量__________，其原因是_________。‎ ‎②在实验中，如果有一部分T2噬菌体没有侵染大肠杆菌细胞，是否属于误差的来源？______，理由是______________________________________________。‎ ‎(4)在实验中，赫尔希和蔡斯同时用被35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，结果发现沉淀物中也出现少量放射性物质，为排除 T2噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能，应进一步采取的措施是_______________________。‎ ‎(5)请设计一个方案，来大量制备用35S标记的T2噬菌体(简要说明)：__________。‎ ‎【解析】(1)赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染大肠杆菌的方法是同位素标记法，分别用32P和35S标记T2噬菌体。‎ ‎(2)在用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，理论上，上清液中放射性应为0，因为T2噬菌体将DNA全部注入大肠杆菌内，在离心时会随着大肠杆菌而沉淀。‎ ‎(3)若在上清液中出现放射性，原因有两种可能：T2噬菌体侵染时间太短，部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌中，或者T2噬菌体侵染时间太长，部分大肠杆菌已裂解，子代T2噬菌体被释放出来。‎ ‎(4)可以通过检测新形成的T2噬菌体中是否含有35S予以排除。‎ ‎(5)由于T2噬菌体寄生在活细胞中，因此不能用含35S的培养基直接培养，而应先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用T2噬菌体侵染大肠杆菌，即可得到大量含有35S的噬菌体。‎ 答案：(1)同位素标记法(同位素示踪法)‎ ‎(2)T2噬菌体将自己的DNA全部注入大肠杆菌内 ‎(3)①升高　T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中 ‎②是　没有侵入大肠杆菌的T2噬菌体经离心后分布于上清液中 ‎(4)在新形成的噬菌体中检测是否含有35S ‎(5)用含35S的培养基培养大肠杆菌，然后用T2噬菌体侵染该大肠杆菌，即可以得到含有35S标记的T2噬菌体 ‎ ‎10.(14分)(2019·宝鸡模拟)某生物兴趣小组在学习了“肺炎双球菌转化实验”后也重复了相关实验，并提出了新的问题进行探究。 导学号14120354‎ ‎(1)配制培养基：通常加入琼脂或明胶以便形成固体培养基。‎ ‎(2)重复实验：A组实验接种正常R型菌；B组接种正常S型菌；C组接种加热杀死的S型菌，D组接种加热杀死的S型菌和正常的R型菌的混合液，培养结果如下。‎ ‎(3)①本实验中设置的对照组是________，D组出现的变异类型属于________，转化形成的S型菌和野生型S型菌的遗传物质________(填“相同”或“不相同”)。 ‎ ‎②观察D组实验结果后，有同学提出D组实验的结果出现可能是实验时对S型菌加热杀死不彻底造成的，根据________组实验结果即可否定此假设。 ‎ ‎③根据实验结果可推测出________型菌种存在着某种________。 ‎ ‎(4)兴趣小组又进行了以下4个实验，则小鼠存活的情况依次是________。 ‎ ‎①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注入小鼠 ‎②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注入小鼠 ‎③R型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠 ‎④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注入小鼠 A.存活、存活、存活、死亡 B.存活、死亡、存活、死亡 C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、存活 ‎【解析】(3)①依据单一变量原则，本实验中设置的对照组是A、B、C组，D组出现的变异是基因重组，转化形成的S型菌遗传物质来源于R型菌和S型菌，和野生型S型菌的遗传物质不相同。‎ ‎②根据C组实验结果，即可否定D组实验结果的出现是实验时对S型细菌加热杀死不彻底造成的。‎ ‎③根据实验结果可推测出S型菌中存在着某种转化因子。‎ ‎(4)只要能产生S型菌，就可能致死，所以选D。‎ 答案：(3)①A、B、C　基因重组　不相同 ‎②C　③S　转化因子　(4)D ‎ ‎1.(6分)在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是哪种导学号14120355(　　)‎ ‎【解析】选B。无毒性的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后，部分转化为有毒性的S型细菌。S型细菌数量应该先增加后稳定；开始小鼠的免疫能力较强，R型细菌数量减少，后来S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠免疫力下降，R型细菌逐渐增加后稳定，故B正确。‎ ‎2.(6分)(2019·淮南模拟)如图为T2噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T2噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果，下列叙述错误的是 导学号14120356(　　)‎ A.可在培养基中加入3H-尿嘧啶用以标记RNA B.参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物 C.第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T2噬菌体及大肠杆菌的转录 D.随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制 ‎【解析】选C。尿嘧啶是RNA中特有的碱基，可以用3H-尿嘧啶标记RNA，放射性含量的多少表示RNA的百分比，A正确；RNA能与DNA杂交，说明RNA为相应的DNA的转录产物，B正确；在第0 min时，大肠杆菌还没有被T2噬菌体感染，所以在大肠杆菌体内不存在T2噬菌体的DNA，其也就不会转录，C错误；‎ 随着感染时间增加，与T2噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，说明噬菌体DNA的转录增加，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明其转录受到抑制，D正确。‎ ‎3.(18分)(2019·衡水模拟)人类对遗传的认知逐步深入。请回答下列问题： 导学号14120357‎ ‎(1)在孟德尔豌豆杂交实验中，纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交，若将F2中黄色皱粒豌豆自交，其子代中表现型为绿色皱粒的个体占____。进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉分支酶少了末端61个氨基酸，推测r基因转录的mRNA提前出现____________。试从基因表达的角度解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中，所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现，隐性性状不体现的原因是显性基因能正常表达，而隐性基因________________ (说出两种情况)。 ‎ ‎(2)摩尔根用灰身长翅(BBVV)与黑身残翅(bbvv)的果蝇杂交，将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交，子代出现四种表现型，比例为2∶2∶48∶48，说明F1中雄果蝇产生了________种配子。实验结果不符合自由组合定律，原因是这两对等位基因不满足该定律中“______”这一基本条件。 ‎ ‎(3)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌种，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型菌突变产生的。利用加热杀死的SⅢ型菌与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为________型，否定了这种说法。 ‎ ‎【解析】 (1)纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交，F2中的黄色皱粒为1/3YYrr和2/3Yyrr，F2中黄色皱粒豌豆自交，只有2/3Yyrr自交后代会出现绿色皱粒(yyrr)，因此F2子代中表现型为绿色皱粒(yyrr)的个体占2/3×1/4=1/6。若r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸，可以推测r基因转录的mRNA提前出现终止密码子，观察的7种性状的F1中显性性状得以体现，隐性性状不体现的可能原因是显性基因表达，隐性基因不转录或不翻译，或隐性基因编码的蛋白质无活性或活性低。‎ ‎(2)F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交，如果符合自由组合定律，测交后代表现型之比应为1∶1∶1∶1，说明这两对等位基因没有位于非同源染色体上，即位于一对同源染色体上，少量配子形成时发生了交叉互换。‎ ‎(3)变异是不定向的，实验中出现的S型菌全为SⅢ，说明不是突变产生的，从而否定了前面的说法。‎ 答案：(1)1/6　终止密码(子)　不转录、不翻译、编码的蛋白质无活性或编码的蛋白质活性低 ‎(2)4　非同源染色体上非等位基因　(3)SⅢ