2019秋 金版学案 生物·必修2（人教版）练习：第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质

2019秋 金版学案 生物·必修2（人教版）练习：第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质

1．在生命科学发展过程中，证明 DNA 是遗传物质的实验是( ) ①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验 ③肺炎双 球菌转化实验 ④T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：实验①证明了遗传的基本规律，实验②说明了基因在染色 体上。 答案：C 2．肺炎双球菌转化实验中，使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化 因子是( ) A．荚膜多糖 B．S 型细菌的蛋白质 C．R 型细菌的 DNA D．S 型细菌的 DNA 解析：S 型细菌的多糖荚膜＋R 型细菌→小鼠→存活，说明 S 型 细菌的荚膜不是能使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子，A 错误； S 型细菌的蛋白质＋R 型细菌→小鼠→存活，说明 S 型细菌的蛋白质 不是能使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子，B 错误；R 型细菌的 DNA 控制合成的性状是 R 型细菌的性状，不可能转化为 S 型细菌，C 错误；S 型细菌的 DNA＋R 型细菌→小鼠→死亡，说明 S 型细菌的 DNA 是能使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子，D 正确。 答案：D 3．将噬菌体的 DNA 和蛋白质分别注入甲细菌和乙细菌细胞中， 能繁殖出新的噬菌体的是( ) A．甲细菌 B．乙细菌 C．甲或乙细菌 D．甲和乙细菌 答案：A 4．赫尔希和蔡斯用 32P 标记的 T2 噬菌体与无 32P 标记的大肠杆菌 混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙 述不正确的是( ) A．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 B．32P 主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性 C．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低 D．本实验结果说明 DNA 在亲子代之间的传递具有连续性 解析：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，A 正确；32P 用来标记噬菌体的 DNA，噬菌体 DNA 注入到大肠杆 菌细胞内，所以 32P 主要集中在沉淀物中，若混合时间较长，噬菌体被 释放，则上清液中也能检测到少量放射性，B 正确；如果离心前混合 时间过长，会导致部分细菌裂解，上清液放射性升高，C 错误。 答案：C 5．下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述正确的是( ) A．格里菲思的体内转化实验证明了 DNA 是遗传物质 B．艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养 等技术 C．赫尔希和蔡斯的实验证明了 DNA 是生物界中主要的遗传物质 D．烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了蛋白质和 RNA 是遗传物 质 答案：B 6．下图为肺炎双球菌转化实验的图解。请回答： (1)分析图 A 可以看出，将加热杀死的有毒的 S 型细菌与活的无毒 的 R 型细菌混合注入小鼠体内，小鼠将________，原因是________。 (2)若用同位素标记法分别对蛋白质和 DNA 进行标记，可选用下 列哪一组？( ) A．14C 和 18O B．35S 和 32P C．14C 和 32P D．35S 和 18O (3) 分 析 图 B 可 以 看 出 ， 该 实 验 获 得 成 功 的 最 关 键 设 计 是 ________________。 解析：(1)此题考查肺炎双球菌的转化实验和结论，分析图 A 可以 看出，加热杀死有毒的 S 型细菌与活的无毒的 R 型细菌混合后，可转 化为有毒性的 S 型活细菌，小鼠将死亡。(2)蛋白质含有 S 元素，不含 P 元素，核酸含有 P 元素而不含 S 元素，因此可用 35S 和 32P 分别对蛋 白质和 DNA 进行标记。(3)分析图 B 可知，加入 S 型细菌的 DNA，无 毒的 R 型细菌发生转化，表现了 S 型细菌的性状，这说明 S 型细菌的 DNA 进入了 R 型细菌中，实现对其性状的控制，也说明 DNA 是遗传 物质。该实验获得成功的最关键设计是设法将 DNA 与蛋白质分开，单 独地、直接地去观察它们的作用。 答案：(1)死亡 S 型细菌的 DNA 将 R 型细菌转化成活的有毒的 S 型细菌，使小鼠死亡 (2)B (3)设法将 DNA 与蛋白质分开，单独地、 直接地去观察它们的作用 A 级 基础巩固 1．下列①②③④均是遗传物质应具有的特点。噬菌体侵染细菌实 验能够直接证实 DNA 作为遗传物质具有的特点是( ) ①分子结构具有相对的稳定性 ②能够自我复制，保持前后代的 连续性 ③能通过指导蛋白质合成控制生物性状 ④能产生可遗传的 变异 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 解析：此实验产生的子代噬菌体与亲代噬菌体相似，无可遗传的 变异产生。因亲代噬菌体的 DNA 进入细菌体内，蛋白质外壳留在外面， 所以完成 DNA 复制、指导子代噬菌体蛋白质外壳的形成等过程都是亲 代噬菌体 DNA 分子的作用，同时证明了 DNA 是遗传物质，实验无法 说明 DNA 分子结构具有相对的稳定性。 答案：D 2．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上清液和沉淀物的放射性检测 ②分别用含 35S 或 32P 的培养基 培养细菌 ③噬菌体与未标记的细菌混合培养 ④充分搅拌后离心分离 ⑤子代噬菌体的放射性检测 ⑥噬菌体 与标记的细菌混合培养 最合理的实验步骤顺序为 ( ) A．⑥①②④③⑤ B．②⑥①③④⑤ C．②⑥③④①⑤ D．②⑥③④⑤① 答案：C 3．艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细 菌实验，都能证明 DNA 是遗传物质，这两个实验的研究方法可能有① 设法让 DNA 与蛋白质分开，研究各自的效应；②同位素标记法。下列 有关叙述正确的是( ) A．两者都运用了①和② B．前者运用了①，后者运用了② C．前者只运用了②，后者运用了①和② D．前者只运用了①，后者运用了①和② 解析：艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把 DNA 与蛋白质分 开，研究各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把 DNA 与蛋白质分开，研究各自的效应，并且运用了同位素标记法。 答案：D 4．下图表示 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 答案：A 5．某科学家做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个 噬菌体和细菌的有关结构或物质(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。 分类 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？并说明原因。_______________________ _____________________________________________________。 解析：(1)因为噬菌体增殖是以自身的 DNA 为模板，以细菌体内 的核苷酸为原料，所以 32P 和 31P 都会在子代噬菌体中出现。(2)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以 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 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 不能用 14C和 3H标记，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 B 级 能力训练 6．“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要 过程如下：①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心 →④检测放射性。下列叙述正确的是( ) A．①需要分别利用含有 35S 和 32P 的细菌 B．②中少量噬菌体未侵染细菌会导致实验失败 C．③的作用是加速细菌的解体 D．④是在沉淀物中检测到放射性 解析：②中少量噬菌体未侵染细菌不会导致实验失败；③搅拌、 离心的作用是使噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离；④是在沉淀物中或 上清液中检测到放射性。 答案：A 7．生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验如下 图。有关分析不正确的是 ( ) A．理论上，b 中不应具有放射性 B．b 中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关 C．若 b 中含有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关 D．上述实验过程并不能证明 DNA 是遗传物质 解析：用 35S 只能标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时， 其蛋白质外壳留在细菌的细胞外，而搅拌的目的是使吸附在细菌细胞 外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体 颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，因此，搅拌越充分，蛋白质 外壳与细菌分离得越彻底，b 中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细 菌彻底分离，则 b 中不含放射性。上述实验并没有“示踪”DNA 在遗 传中的作用，因此不能证明 DNA 是遗传物质。若 b 中有放射性，与① 过程中培养时间的长短无关，与搅拌不充分有关。 答案：C 8．针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治 疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是( ) A．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 B．以宿主菌 DNA 为模板合成子代噬菌体的核酸 C．外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡 D．能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解 解析：噬菌体侵入宿主细胞后，在亲代噬菌体 DNA 的指导下，以 宿主菌细胞中的氨基酸和脱氧核糖核苷酸为原料合成子代噬菌体的蛋 白质、DNA，A 正确、B 错误。噬菌体不具有细胞结构，不能以二分 裂方式增殖，二分裂是原核生物的增殖方式；噬菌体以复制方式进行 增殖，在宿主菌体内合成噬菌体的 DNA 和蛋白质后，组装成子代噬菌 体，子代噬菌体消耗细菌细胞内的物质使细菌裂解、死亡，故 C、D 错误。 答案：A 9．下列关于遗传物质的叙述中，错误的是( ) A．只含有 DNA 的生物，遗传物质是 DNA B．只含有 RNA 的生物，遗传物质是 RNA C．有细胞结构的生物，遗传物质是 DNA D．既含有 DNA 又含有 RNA 的生物，遗传物质主要是 DNA 解析：既含有 DNA 又含有 RNA 的生物，遗传物质是 DNA。 答案：D 10．请分析以下实验并回答问题： (1)有人曾重复做了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下： a．将一部分 S 型细菌加热杀死； b．制备符合要求的培养基并均匀分为若干组，将相应菌种分别接 种到各组培养基上(如下图中文字说明部分)； c．将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间后，观察菌落 生长情况，实验结果如下图所示。 本实验可得出的结论是_________________________________。 (2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是 DNA。请用 DNA 酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案， 验证“促使 R 型细菌转化成 S 型细菌的物质是 DNA”，并预测实验结 果，得出实验结论。 ①实验方案如下。 第一步：从 S 型细菌中提取出其 DNA。同时，制备符合要求的培 养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号 A、B、C； 第二步：_____________________________________________； 第三步：_____________________________________________； 第四步：______________________________________________。 ②请预测实验结果并得出合理结论。______________________ _____________________________________________________。 ③通过本实验，还有得出的新的结论。______________________ ____________________________________________________。 解析：第(2)题是验证实验。欲证明促进 R 型细菌转化的物质是 DNA，可用 DNA 酶将 S 型细菌的 DNA 破坏，看其是否还能使 R 型细 菌转化为 S 型细菌。解答时可考虑以下几个方面：①设置对照实验， 在实验组中加入提取的 S 型细菌的 DNA；在对照组中，一组中不加任 何提取物，另一组中加入提取的 S 型细菌的 DNA 和 DNA 酶。②单一 变量的控制，即只有培养细菌的培养基中是否加入 S 型细菌的 DNA 这 一个实验变量，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等) 应基本相同。 答案：(1)S 型细菌中的“某种物质”(转化因子)能使 R 型细菌转 化成 S 型细菌，而且这种转化是可遗传的 (2)①第二步：A 中不加任 何提取物，B 中加入提取的 S 型细菌的 DNA，C 中加入提取的 S 型细 菌的 DNA 和 DNA 酶(顺序可变) 第三步：在三组培养基上分别接种 等量的 R 型细菌 第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养 一段时间后，观察菌落生长情况 ②结果预测：A 中只有 R 型细菌菌 落；B 中出现 R 型细菌和 S 型细菌两种菌落；C 中只有 R 型细菌菌落。 结论：S 型细菌的 DNA 可以使 R 型细菌转化为 S 型细菌 ③DNA 只 有在结构保持完整、未被破坏的前提下才具有促使 R 型细菌转化为 S 型细菌的功能 11．1952 年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白 质和 DNA 在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题： (1)如何获得分别被 32P 和 35S 标记的噬菌体：_____________。 (2)用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。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 到如上图所示的实验结果。搅拌的目的是______________________， 所以搅拌时间应至少大于________min，否则上清液中的放射性较低。 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%，说明____________________________________； 但 上 清 液 中 32P 的 放 射 性 仍 达 到 30% ， 其 原 因 可 能 是 __________________________________。图中“被侵染细菌”的存活 率曲线的意义是作为对照，如果明显低于 100%，则上清液放射性物质 32P 的含量会________。 答案：(1)用含 32P 和 35S 的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体 分别侵染被 32P 和 35S 标记的大肠杆菌 (2)使噬菌体和细菌分离 1.5 DNA 进入细菌，蛋白质没有进入 细菌 部分噬菌体未侵染进入细菌 增高 C 级 拓展提升 12．某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验。 实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA。 材料用具：显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA 酶、RNA 酶。 实验步骤： 第一步：取等量活鸡胚两组，用显微注射技术分别向两组活鸡胚 中注射有关物质。 第二步：在适宜条件下培养。 第三步：分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测是否产生禽流感 病毒。 (1)完成下表中的填空。 实验 组别 注射的物质 实验现象预测(有无 禽流感病毒产生) 相关判断(禽流感病 毒的遗传物质) 第一组 ______ 如果________ 则______是遗传物质 如果________ 则______是遗传物质 第二组 ______ 如果________ 则______是遗传物质 如果________ 则______是遗传物质 (2)从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是酶具有 ____________；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学 原理是____________控制生物的性状。 (3)若禽流感病毒的遗传物质为 RNA，经 RNA 酶初步水解后的产 物分别是腺嘌呤核糖核苷酸、__________、__________和__________。 解析：(1)可根据题干中提供的材料用具设计实验。利用 DNA 酶 和 RNA 酶分别处理病毒的核酸提取物，然后注射到活鸡胚中培养，从 而判断 DNA 还是 RNA 是遗传物质。DNA 酶是用来破坏提取物中的 DNA，而 RNA 酶则是用来破坏提取物中的 RNA，若用 DNA 酶处理 后，还能有禽流感病毒产生，则说明它的遗传物质是 RNA，反之则是 DNA。 (2)因为酶具有专一性，DNA 酶只能水解 DNA，RNA 酶只能水解 RNA。控制生物性状的是核酸，即 DNA 或 RNA。 (3)RNA 的初步水解产物是 4 种核糖核苷酸。 答案：(1) 第一组 核酸提取物＋DNA 酶 有 RNA 无 DNA 第二组 核酸提取物＋RNA 酶 有 DNA 无 RNA (2)专一性 核酸(DNA 或 RNA)(只填 DNA 或者只填 RNA 都不对) (3)鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸