2019-2020学年新突破同步人教版生物必修二练习：第3章第1节　DNA是主要的遗传物质

2019-2020学年新突破同步人教版生物必修二练习：第3章第1节　DNA是主要的遗传物质

[基础全练] 1．1928 年，英国科学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验。下列关于此实 验的分析，错误的是( ) 第一组 第二组 第三组 第四组 实验处理 注射活的 R 型细菌 注射活的 S 型细 菌 注射加热杀 死的 S 型细 菌 注射活的 R 型细菌与 加热杀死的 S 型细菌 混合液 实验结果 小鼠不死 亡 小鼠死亡，从小 鼠体内分离出 S 型活细菌 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内 分离出了 S 型活细菌 和 R 型活细菌 A.对实验结果的分析，四组实验必须相互对照 B．实验说明 R 型活细菌发生了某种类型的转化 C．该实验结论为“DNA 是使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子” D．获得该实验结论的关键步骤是第四组小鼠死亡并分离出了 S 型活细菌 解析：第一组实验结果说明 R 型细菌无毒性；第二组实验结果说明 S 型细菌有毒 性；第三组实验结果说明加热杀死的 S 型细菌失去毒性；第四组实验结果说明加 热杀死的 S 型细菌中含有使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子，但并没有证明 DNA 是转化因子。 答案：C 2．艾弗里体外转化实验证明，促使 R 型菌转化为 S 型菌的“转化因子”是( ) A．S 型菌的蛋白质 B．S 型菌的 DNA C．R 型菌的 DNA D．S 型菌的荚膜多糖 解析：艾弗里通过体外转化实验证明，促使R型菌转化为S型菌的是S型菌的DNA。 答案：B 3．将下列混合物加入培养基中，在适宜条件下培养一段时间，只出现表面光滑的 一种菌落的是( ) A．65 ℃加热杀死的 S 型菌与 R 型活菌 B．S 型菌的 DNA 与 R 型活菌 C．DNA 酶处理的 S 型菌 DNA 与 R 型活菌 D．DNA 酶处理的 R 型菌 DNA 与 S 型活菌 解析：65 ℃加热杀死的 S 型菌与 R 型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，部 分 R 型活菌转化成 S 型活菌，A 错误；S 型菌的 DNA 与 R 型活菌混合，在适宜条 件下培养一段时间，部分 R 型活菌转化成 S 型活菌，B 错误；DNA 酶处理的 S 型 菌 DNA 与 R 型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，不发生转化，只有表面粗 糙的菌落，C 错误；DNA 酶处理的 R 型菌 DNA 与 S 型活菌混合，在适宜条件下 培养一段时间，S 型活菌繁殖，所以只有表面光滑的 S 型菌的菌落，D 正确。 答案：D 4．在 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，正确的技术手段是( ) A．用化学方法把 DNA 和蛋白质分开 B．用 32P 和 35S 分别标记 T2 噬菌体和大肠杆菌 C．用 32P 和 35S 同时标记 T2 噬菌体 D．用标记过的大肠杆菌培养 T2 噬菌体 解析：噬菌体侵染细菌实验通过同位素标记法，实现 DNA 和蛋白质的间接分离， A 错误；该实验中用 32P 和 35S 分别标记 T2 噬菌体的 DNA 和蛋白质，然后分别进 行实验，B、C 错误；T2 噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，不能利用培养基培养，因 此用标记过的大肠杆菌培养 T2 噬菌体获得具有标记的 T2 噬菌体，D 正确。 答案：D 5．如图是烟草花叶病毒的遗传过程实验，由此可以判断( ) A．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白质和 RNA B．烟草花叶病毒的蛋白质不能进入烟草细胞中 C．注入烟草细胞的 RNA 起到了遗传物质的作用 D．RNA 是烟草花叶病毒的主要遗传物质 解析：烟草花叶病毒放在水和苯酚中振荡后，其组成成分 RNA 和蛋白质能分开， 水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和 RNA，A 错误；将烟草花叶病毒的蛋白质 注入烟草细胞中，不能使正常烟草感染病毒，B 错误；题图中结果说明注入烟草细 胞的 RNA 起到了遗传物质的作用，C 正确；RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质，没 有体现它是主要遗传物质，D 错误。 答案：C 6．下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是( ) A．过程①→④和格里菲思实验中的转化组相同 B．本实验的因变量是有无表面粗糙的 S 型细菌菌落出现 C．②→③→④是艾弗里的实验操作过程，将 S 型细菌的蛋白质和 DNA 等物质一 起加入有 R 型活细菌的培养基中进行培养 D．本实验只能证明 DNA 是遗传物质，而不能证明 DNA 是主要的遗传物质 解析：格里菲思的体内转化实验中，发生转化的一组是将杀死的 S 型细菌与 R 型 活细菌混合培养，观察小鼠的存活情况，图中的①→④无论是操作方法还是观察 指标都与格里菲思的实验不同，A 项错误。从图中可以看出，该实验的因变量为 是否出现了 S 型细菌菌落，但 S 型细菌菌落是光滑的而不是粗糙的，B 项错误。 艾弗里的体外转化实验中，是将 S 型细菌的各种成分分别加入到 R 型活细菌中， 而不是将没有分离的各种成分混合加入到 R 型活细菌中，C 项错误。无论是肺炎 双球菌转化实验还是噬菌体侵染细菌的实验，都仅证明 DNA 是遗传物质，并未证 明 DNA 是主要的遗传物质，D 项正确。 答案：D 7．艾弗里等人所做的肺炎双球菌体外转化实验以及赫尔希和蔡斯所做的 T2 噬菌体 侵染大肠杆菌的实验在设计思路上的共同点是( ) A．都应用了同位素标记法进行实验 B．都对蛋白质和 DNA 等物质进行了提纯和分离 C．都证明 DNA 是主要的遗传物质 D．都是设法将 DNA 与蛋白质分开，研究各自的遗传效应 解析：两个实验中只有 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的实验应用了同位素标记法；只有 艾弗里等人所做的实验对肺炎双球菌所含的物质进行了提纯；两个实验都证明了 DNA 是遗传物质，而不能证明 DNA 是主要的遗传物质；两个实验的共同想法都 是设法把 DNA 与蛋白质分开，研究各自的遗传效应。 答案：D 8．如果用 15N、32P、35S 共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬 菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为( ) A．在外壳中找到 15N 和 35S B．在 DNA 中找到 15N 和 32P C．在外壳中找到 15N D．在 DNA 中找到 15N、32P 和 35S 解析：用 15N、32P、35S 共同标记噬菌体，其中 15N 标记了噬菌体的 DNA 和蛋白质 外壳，32P 标记了噬菌体的 DNA,35S 标记了噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体侵染细菌 的过程中，蛋白质外壳留在细菌外面，DNA 进入细菌内部，在细菌中以噬菌体 DNA 为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和 DNA，所以在子代噬菌 体中能找到 15N 和 32P 标记的 DNA，不能找到 35S 标记的蛋白质。 答案：B 9．请结合探究遗传物质的相关实验回答下列问题： (1)格里菲思利用肺炎双球菌进行了________(填“体内”或“体外”)转化实验，其 中第四组的对照组是________。 (2)艾弗里及其同事设计实验的关键是_____________________，为驳斥“艾弗里实 验中提取出的 DNA 混有 0.02%的蛋白质”，在艾弗里实验的基础上还应增加一组， 其操作是________________。 (3)噬菌体侵染细菌实验中，所用大肠杆菌的类型有________________(是否标记及 用何标记)。 (4)烟草花叶病毒是一种 RNA 病毒，将之注入烟草的叶片细胞中，叶片会出现花叶 病斑。欲探究烟草花叶病毒的遗传物质，你的实验思路是_________。 解析：(1)格里菲思利用肺炎双球菌进行的是体内转化实验；第一组与第二组对照 说明 S 型细菌可致小鼠死亡，第二组与第三组对照说明加热杀死的 S 型菌不能导 致小鼠死亡，这三组与第四组对照才可得出 S 型菌内存在转化因子的结论。(2)艾 弗里设计实验的关键是将 S 型菌的 DNA、蛋白质和多糖等物质进行提纯和鉴定后 与活的 R 型菌混合；蛋白酶可分解蛋白质，故可用蛋白酶处理从 S 型菌提取出的 DNA，然后与活的 R 型菌混合，即可排除提取物中混有蛋白质的干扰。(3)噬菌体 侵染细菌实验中，标记噬菌体需要使用标记的大肠杆菌，故所用大肠杆菌有 3 种 类型，即未标记、32P 标记、35S 标记。(4)烟草花叶病毒是一种 RNA 病毒，主要组 成成分是蛋白质和 RNA，可以从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和 RNA，分别 注入烟草叶片细胞中，观察烟草叶片是否出现花叶病斑，以判断烟草花叶病毒遗 传物质是蛋白质还是 RNA。 答案：(1)体内 第一组、第二组和第三组 (2)对 S 型菌中的 DNA、蛋白质和多糖 等物质提纯和鉴定，然后与活的 R 型菌混合 用蛋白酶处理 S 型菌的 DNA，然后 与活的 R 型菌混合 (3)未标记、32P 标记和 35S 标记 (4)从烟草花叶病毒中分别提 取出蛋白质和 RNA，分别注入烟草叶片细胞中，观察烟草叶片是否出现花叶病斑 10．如图甲为肺炎双球菌转化实验的一部分图解。请据图回答： (1)该实验是________________及其同事所做的肺炎双球菌转化的实验图解。 (2)该实验是在________________实验的基础上进行的，其目的是证明________的 化学成分。 (3)在对 R 型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是_____________。 (4)依据上面图解的实例，可以做出__________________的假设。 (5)为验证上面的假设，他们设计了下面的实验(如图乙所示)，该实验中加 DNA 酶 的目的是___________________________________________， 他们观察到的实验现象是_______________________________________。 (6)通过上述两步实验，仍然不能说明____________________，为此他们设计了另 一实验(如图丙所示)，他们观察到的实验现象是___________________， 该实验能够说明__________________________________________。 解析：(1)实验过程表明是用 S 型细菌的 DNA 和 R 型细菌混合培养，观察实验结 果，属于艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验。(2)该实验是在格里菲思的体内转化 实验的基础上进行的，目的是证明转化因子的化学本质。(3)为了证明转化因子的 化学本质，在实验前应分离出肺炎双球菌中的各种成分，进行单独观察。(4)该实 验可以得出的结论是 DNA 是转化因子，即 DNA 是遗传物质。(5)为了进一步证明 DNA 是遗传物质，可以加入 DNA 酶，DNA 水解后不具有遗传效应，实验结果应 是 R 型细菌没有发生转化，培养基中只有 R 型细菌，没有出现 S 型细菌。(6)为了 证明荚膜多糖和蛋白质不是遗传物质，实验设计思路应和前面的实验一样，加入 荚膜多糖和蛋白质看是否能使 R 型细菌转化为 S 型细菌，实验结果是不能转化， 证明了蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质。 答案：(1)艾弗里 (2)格里菲思的肺炎双球菌转化 转化因子 (3)分离并提纯 S 型 细菌的 DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质 (4)DNA 是遗传物质 (5)催化从 S 型细 菌中提取的 DNA 分解 培养基中只长 R 型细菌 (6)蛋白质、荚膜多糖等不是遗 传物质 培养基中只长 R 型细菌 蛋白质、荚膜多糖不是遗传物质 [素养提升] 11．在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的 S 型细菌与 R 型活细菌相混合后， 注入小鼠体内，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？( ) 解析：无毒性的 R 型活细菌与加热杀死的 S 型细菌混合后，部分 R 型细菌转化为 有毒性的 S 型细菌。S 型细菌数量应该先增加后稳定。开始小鼠的免疫力较强，R 型细菌数量减少，后来 S 型细菌在小鼠体内大量繁殖，导致小鼠免疫力下降，R 型细菌逐渐增加后稳定。 答案：B 12．R 型肺炎双球菌无荚膜，菌落粗糙，对青霉素敏感。S 型肺炎双球菌有荚膜， 菌落光滑，对青霉素敏感。在多代培养的 S 型细菌中分离出一种抗青霉素的 S 型(记 为 Penr S 型)突变菌株。现用 S 型细菌、Penr S 型细菌与 R 型细菌进行一系列实验， 其中对实验结果的预测，完全正确的是( ) 甲组 乙组 丙组 丁组 培养基 含青霉素的培 养基 普通培养基 含青霉素的培 养基 普通培养基 实验处理 S 型细菌的 DNA 和活的 R 型细菌 Penr S型细菌的 DNA 和活的 R 型细菌 Penr S 型细菌的 DNA 和活的 R 型细菌 Penr S 型细菌的 DNA、DNA 酶 和活的 R 型细 菌 结果预测 同时出现光滑 型和粗糙型两 种菌落 同时出现光滑 型和粗糙型两 种菌落 两种菌落都不 可能出现 仅出现粗糙型 菌落 A.甲、丙 B．乙、丁 C．乙、丙 D．甲、丁 解析：从题干中可知，R 型细菌和 S 型细菌对青霉素都敏感，因此在添加青霉素 的培养基上，两种细菌都不能存活，故甲错误；由于 Penr S 型细菌的 DNA 可促使 R 型活细菌转化成能抗青霉素的 Penr S 型细菌，故乙正确、丙错误；DNA 酶会分 解 Penr S 型细菌的 DNA，故丁正确。 答案：B 13．如图所示为赫尔希和蔡斯实验中的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的过程示意图。下 列说法正确的是( ) A．过程⑤释放的噬菌体都不含有亲代的成分 B．培养 T2 噬菌体和大肠杆菌可用相同的培养基 C．T2 噬菌体和大肠杆菌含有的核酸种类相同 D．T2 噬菌体增殖需要大肠杆菌的核糖体参与 解析：子代噬菌体以亲代 DNA 为模板复制而来，故过程⑤释放的噬菌体中含有亲 代的 DNA，A 错误；T2 噬菌体是 DNA 病毒，营寄生生活，故培养 T2 噬菌体的培 养基中必须用活细胞，而培养大肠杆菌可用营养物质齐全的培养基，B 错误；T2 噬菌体含有的核酸是 DNA，大肠杆菌含有的核酸是 DNA 和 RNA，C 错误；T2 噬 菌体没有细胞结构，增殖需要大肠杆菌的核糖体参与，合成蛋白质，D 正确。 答案：D 14．下图表示 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验，据图分析下列总结出的四个结 论中正确的是( ) 图 1 图 2 A．甲处的噬菌体一定含有放射性，乙处的噬菌体部分含放射性 B．图 1 能证明 DNA 是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质 C．如果图 2 增设一组 35S 标记的噬菌体做对照，能证明蛋白质不是遗传物质 D．如果培养 2 代以上，乙处噬菌体的核酸都不含放射性 解析：分析图 1 可知，培养噬菌体的大肠杆菌已被 32P 或 35S 标记，故甲处的噬菌 体一定含有放射性，用含有 32P 标记的 1 个噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，释 放的子代噬菌体乙中，有 2 个含有放射性，A 正确；图 1 中用含有 32P 或 35S 的大 肠杆菌培养噬菌体，获得被标记的噬菌体，证明了噬菌体增殖时的原料来自大肠 杆菌，不能证明 DNA 是遗传物质，B 错误；如果图 2 增设一组 35S 标记的噬菌体 做对照，可说明在噬菌体增殖过程中，起遗传效应的物质是 DNA，被 35S 标记的 蛋白质没有进入大肠杆菌中，故不能证明蛋白质不是遗传物质，C 错误；如果培养 2 代以上，乙处部分噬菌体的核酸含放射性，D 错误。 答案：A 15．研究发现少数病毒(如烟草花叶病毒，简称 TMV)体内仅有蛋白质和 RNA 两种 化学成分，这类生物性状(如 TMV 能感染正常的烟草叶片，使之出现相应的病斑) 的遗传是受蛋白质还是受 RNA 控制？请设计实验探究 TMV 的遗传物质是蛋白质 还是 RNA。 Ⅰ.实验原理： (1)利用水—苯酚溶液可以将 TMV 分离，获得 TMV 的蛋白质和 RNA。 (2)_____________________________________________________________。 (3)_____________________________________________________________。 实验材料：烟草花叶病毒、正常生长的烟草、苯酚、试管、玻璃棒等必需的实验 仪器。 Ⅱ.主要实验步骤： (1)利用水—苯酚溶液分离 TMV，获得纯净的 TMV 的蛋白质和 RNA。 (2)取正常生长的烟草植株，选取__________________________________。 (3)______________________________________________________________。 (4)正常培养烟草植株，并注意观察______________。 Ⅲ.实验结果预测及结论： (1)__________________ ______________________________________________， 说明 TMV 中蛋白质是遗传物质。 (2)______________________________________________________________， 说明 TMV 中 RNA 是遗传物质。 解析：根据实验目的“探究 TMV 的遗传物质是蛋白质还是 RNA”及实验原理(1)， 可以确定本实验设计的主要思路是：首先将烟草花叶病毒进行分离，获得病毒蛋 白质和 RNA，再分别探究它们是否在遗传中起作用。根据题干信息“TMV 能感染 正常的烟草叶片，使之出现相应的病斑”，可以确定本实验的实验指标是：能否 使正常烟草叶片感染，出现相应病斑。同时作为遗传物质，还应能使生物性状如 病毒的感染性在传宗接代中保持连续和稳定。根据上述分析，可确定实验中涉及 的另两个原理分别为：TMV 能使正常的烟草叶片感染出现相应病斑；遗传物质能 使生物性状保持相对稳定。 答案：Ⅰ.(2)TMV 能感染正常的烟草叶片使之出现相应的病斑 (3)遗传物质能使生物性状保持相对稳定 Ⅱ.(2)生长状态基本相同的三片叶片，编号为 A、B、C (3)分别用完整的 TMV、TMV 的蛋白质、TMV 的 RNA 感染 A、B、C 三片叶片 (4)相应叶片的表现症状 Ⅲ.(1)A、B 叶出现病斑，C 叶正常，并且用 B 病斑组织感染正常的烟草叶片，仍 出现相同病斑 (2)A、C 叶出现病斑，B 叶正常，并且用 C 病斑组织感染正常的烟草叶片，仍出现 相同病斑