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練案[17]　DNA是主要的遺傳物質 一、選擇題 1．(2017武漢質檢)肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，均不能證明的是(　D　) A．DNA可以產生可遺傳的變異 B．蛋白質不是遺傳物質 C．DNA可以控制生物的性狀 D．DNA是主要的遺傳物質 [解析]　肺炎雙球菌的轉化實驗可證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質；噬菌體侵染細菌的實驗只能證明DNA是遺傳物質；大多數(shù)生物遺傳物質為DNA，所以DNA是主要的遺傳物質，兩實驗均不能證明此結論，D項正確。 2．下圖甲是將殺死的S型細菌與R型活菌混合注射到小鼠體內后兩種細菌的含量變化，圖乙是噬菌體侵染細菌的部分實驗，下列說法正確的是(　C　) A．甲圖中bc段R型細菌數(shù)量下降是因為小鼠的免疫系統(tǒng)將R型細菌大量殺死 B．甲圖中S型細菌的出現(xiàn)是因為R型細菌基因突變轉化為S型細菌 C．若保溫時間過長，則乙圖中上清液的放射性較高 D．乙圖中產生的子代噬菌體的DNA中都含有放射性 [解析]　bc段R型細菌數(shù)量下降一方面是因為小鼠的免疫系統(tǒng)將其殺死，另一方面是部分R型細菌轉化為S型細菌，A錯誤；R型細菌轉化為S型細菌的原因是基因重組，B錯誤；若保溫時間過長，大腸桿菌裂解，子代噬菌體被釋放出來，而32P存在于部分子代噬菌體中，故上清液能檢測到較高的放射性，C正確；32P標記的是親代噬菌體的DNA，根據DNA的半保留復制方式可知，其產生的少部分子代噬菌體DNA含有放射性，D錯誤。 3．(2017洛陽質檢)赫爾希和蔡斯通過T2噬菌體侵染細菌的實驗證明噬菌體的遺傳物質是DNA，以下實驗步驟的先后順序為(　A　) ①用分別含有35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌 ②利用培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 ③用噬菌體分別與含有35S和32P的細菌混合培養(yǎng) ④用含35S和32P的噬菌體分別與無標記的細菌混合培養(yǎng) ⑤放射性檢測 ⑥離心分離 A．①③④⑥⑤　　　　　 B．①③④⑤⑥ C．①②③④⑤⑥ D．②①③⑤④⑥ [解析]　噬菌體不能用一般培養(yǎng)基培養(yǎng)，應先獲得分別由35S和32P標記的細菌，再讓噬菌體分別侵染被35S和32P標記的細菌，從而獲得分別用35S和32P標記的噬菌體，與無標記的細菌混合培養(yǎng)，再離心分離，最后進行放射性檢測。 4．(2017天津市五區(qū)縣高三期末)DNA能通過玻璃濾器，但細菌不能。在一底部燒結了玻璃濾器的U型管(已滅菌)的左支加入R型肺炎雙球菌活菌菌液，右支加入殺死的S型菌菌液，兩管口用無菌脫酯棉塞緊，在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間后發(fā)現(xiàn)(　D　) A．在U型管的左、右支均能檢測到R型活菌 B．在U型管的左、右支均能檢測到S型活菌 C．在U型管的左支能檢測到S型活菌，遺傳物質和原S型菌完全相同 D．在U型管的左支能檢測到S型活菌，具有R型和S型菌的遺傳物質 [解析]　在U型管的左支加入R型肺炎雙球菌活菌菌液，右支加入殺死的S型菌菌液，而DNA能通過玻璃濾器，但細菌不能。說明U型管右支的S型菌DNA進入到左支，左支的部分R型能轉化成S型菌；而右支沒有R型和S型菌。 5．(2017河南省安陽市高考生物一模)下列有關生物遺傳物質的敘述，錯誤的是(　C　) A．格里菲斯的肺炎雙球菌轉化實驗沒有具體證明哪一種物質是遺傳物質 B．噬菌體感染大腸桿菌實驗能說明“作為遺傳物質能夠指導蛋白質合成” C．遺傳物質復制過程中均會發(fā)生的堿基配對是：A—T、C—G D．利用酶的專一性可探究某未知病毒的遺傳物質是DNA還是RNA [解析]　格里菲斯的肺炎雙球菌轉化實驗證明S型細菌中存在某種“轉化因子”，能將R型細菌轉化為S型細菌，但沒有具體證明哪一種物質是遺傳物質，A正確；噬菌體感染大腸桿菌實驗中進入噬菌體的只是DNA，卻能合成噬菌體的蛋白質外殼，說明DNA能指導蛋白質的合成，B正確；生物的遺傳物質為DNA或RNA，所以其遺傳物質為RNA時復制過程中不會發(fā)生堿基配對A—T，C錯誤；由于酶具有專一性，可利用DNA酶或RNA酶可探究某未知病毒的遺傳物質是DNA還是RNA，D正確。 6．(2017山東省濟寧市高三期末)用32P或35S標記T2噬菌體并分別與無標記的細菌混合培養(yǎng)，保溫一定時間后經攪拌、離心得到上清液和沉淀物，并測量放射性。對此實驗的敘述，不正確的是(　C　) A．實驗目的為研究遺傳物質是DNA還是蛋白質 B．保溫時間過長會使32P標記組上清液的放射性偏高 C．攪拌不充分會使35S標記組沉淀物的放射性偏低 D．實驗所獲得的子代噬菌體不含35S而部分可含有32P [解析]　在噬菌體侵染細菌的過程中，噬菌體只將自身的DNA注入到細菌內，而蛋白質外殼留在外面，所以該實驗目的為研究遺傳物質是DNA還是蛋白質，A正確；如果離心前保溫時間過長，子代噬菌體就會從細菌中釋放出來，會導致32P標記組的上清液中放射性升高，B正確；35S標記的是噬菌體的蛋白質，噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌，蛋白質外殼吸附在表面，而攪拌的目的是使蛋白質外殼和細菌分開，因此攪拌不夠充分會使35S標記組沉淀物的放射性偏高，C錯誤；在噬菌體侵染細菌的過程中，噬菌體只將自身的DNA注入到細菌內，而蛋白質外殼留在外面，所以實驗所獲得的子代噬菌體不含35S而部分可含有32P，D正確。 7．(2017甘肅省酒泉市生物一模)下列是人類探索遺傳奧秘的幾個重要事件，其中表述合理的是(　C　) A．孟德爾通過豌豆雜交實驗發(fā)現(xiàn)了基因 B．薩頓用實驗證明了基因在染色體上 C．艾弗里用肺炎雙球菌體外轉化實驗證明了DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質 D．許多科學家相繼發(fā)現(xiàn)了逆轉錄和RNA復制過程，從而推翻了傳統(tǒng)的中心法則 [解析]　孟德爾通過豌豆雜交實驗提出遺傳因子，但沒有發(fā)現(xiàn)基因，A錯誤；薩頓利用類比推理法提出基因在染色體上的假說，摩爾根用實驗證明了基因在染色體上，B錯誤；艾弗里用肺炎雙球菌體外轉化實驗證明了DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質，C正確；許多科學家相繼發(fā)現(xiàn)了逆轉錄和RNA復制過程，從而對傳統(tǒng)的中心法則進行了補充和完善，D錯誤。 8．(2017山東省濟寧市高三高考一模)下列關于肺炎雙球菌的體內和體外轉化實驗以及T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗的敘述，正確的是(　D　) A．三個實驗的設計思路是一致的 B．三個實驗都用到了同位素標記法 C．三個實驗都不能得出蛋白質不是遺傳物質的結論 D．三個實驗所涉及生物的遺傳物質都是DNA [解析]　三個實驗中，只有肺炎雙球菌的體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的設計思路相同，A錯誤；肺炎雙球菌的體內和體外轉化實驗都沒有用到放射性同位素標記法，B錯誤；肺炎雙球菌的體外轉化實驗能得出蛋白質不是遺傳物質的結論，C錯誤；三個實驗所涉及生物有噬菌體、小鼠、細菌，它們的遺傳物質都是DNA，D正確。 9．在“T2噬菌體侵染大腸桿菌細菌”實驗中，科學家分別用32P、35S標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，其作用是(　D　) A．研究DNA的結構 B．研究蛋白質的結構 C．研究T2噬菌體的結構 D．將DNA和蛋白質區(qū)分開 [解析]　噬菌體由蛋白質和DNA組成，其化學組成和結構簡單，采用同位素標記法用32P、35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質，從而將DNA和蛋白質區(qū)分開，單獨觀察各自作用，并證明噬菌體侵染細菌時只有DNA進入細菌，這是噬菌體侵染細菌實驗獲得成功的原因之一，故本題的正確答案為D。 10．肺炎雙球菌有許多類型，有莢膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患敗血癥死亡，無莢膜的R菌無毒性。下圖為所做的細菌轉化實驗，相關說法錯誤的是(　D　) A．丙組為空白對照，實驗結果為小鼠不死亡 B．能導致小鼠患敗血癥死亡的有甲、丁兩組 C．戊組實驗表明，加S菌的蛋白質后試管中長出的還是無毒性的R菌 D．丁組產生的有毒性的肺炎雙球菌不能將該性狀遺傳給后代 [解析]　含有莢膜的肺炎雙球菌是甲、乙、丁三組，煮沸處理能使有莢膜的肺炎雙球菌失去毒性，所以只有甲、丁兩組能導致小鼠死亡。戊組加S型菌的蛋白質后試管中長出的還是無毒性的R型菌，而丁組產生的有毒性的肺炎雙球菌是由遺傳物質的改變引起的，可以遺傳給后代。 11．在證明DNA是遺傳物質的過程中，T2噬菌體浸染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與噬菌體相關的敘述，正確的是(　C　) A．T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復制和增殖 B．T2噬菌體病毒顆粒內可以合成mRNA和蛋白質 C．培養(yǎng)基中的32P經宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中 D．人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同 [解析]　T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，A錯誤；噬菌體病毒要借助宿主細胞合成mRNA和蛋白質，B錯誤；人體免疫缺陷病毒的遺傳物質是RNA，T2噬菌體的遺傳物質是DNA，D錯誤。 12．下列關于探索DNA是遺傳物質的實驗，敘述正確的是(　C　) A．格里菲斯實驗證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀 B．艾弗里實驗證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 C．赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀中 D．赫爾希和蔡斯實驗中細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標記 [解析]　格里菲斯證明了S型菌中存在轉化因子，能夠使R型菌轉化為S型菌，但沒有提出轉化因子是什么，A錯誤；艾弗里沒有利用小鼠，是將肺炎雙球菌在培養(yǎng)基培養(yǎng)，根據菌落特征進行判斷，證明了DNA是遺傳物質，B錯誤；赫爾希和蔡斯實驗中離心的目的是讓上清液析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的細菌，C正確；DNA復制為半保留復制，復制形成的子代DNA分子中含母鏈的少，所以的都含子鏈，則 32P標記親代噬菌體的DNA，復制形成的子代噬菌體中帶有32P(母鏈)的少，大多數(shù)不含32P，D錯誤。 13．下列關于遺傳物質的說法，錯誤的是(　C　) ①真核生物的遺傳物質是DNA ②原核生物的遺傳物質是RNA ③細胞核的遺傳物質是DNA ④細胞質的遺傳物質是RNA ⑤甲型H1N1流感病毒的遺傳物質是DNA或RNA A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤ [解析]　①項和②項，真核生物和原核生物屬于有細胞結構的生物，遺傳物質均為DNA，故①正確，②錯誤。③項和④項，有細胞核、細胞質結構的生物屬于有細胞結構的生物，遺傳物質均為DNA，故③正確，④錯誤。⑤項，流感病毒的遺傳物質為RNA，故錯誤。綜上所述，因為①③正確，②④⑤錯誤，所以，本題正確答案為C。 14．為了驗證T2噬菌體的遺傳物質，用放射性同位素標記的T2噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，經保溫培養(yǎng)、攪拌離心，檢測放射性，預計上清液中應沒有放射性，但結果出現(xiàn)了放射性。則標記的元素及誤差原因可能是(　B　) A．S：培養(yǎng)時間過長 B．P：培養(yǎng)時間過長 C．P：攪拌不夠充分 D．S：攪拌不夠充分 [解析]　(1)噬菌體侵染細菌時，只有DNA(特征元素是P)進入細菌，并隨著細菌離心到沉淀物中，而蛋白質外殼(特征元素是S)留在細胞外，離心到上清液中，用放射性同位素標記的T2噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，預計上清液中應該沒有放射性物質，說明標記的元素是P；(2)用32P標記的T2噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，預期上清液中沒有放射性物質，但結果上清液中含有大量放射性物質，可能是培養(yǎng)時間過長，子代噬菌體釋放出來，離心到上清液，導致上清液出現(xiàn)放射性。 二、填空題 15．(2018山東省萊蕪市高三上學期期中)現(xiàn)在我們已經知道，DNA是主要的遺傳物質，這是科學家們經過很長時間的探索才得到的結論。請回答： (1)1928年，格里菲斯以小鼠為實驗材料研究肺炎雙球菌的致病原理時，將R型細菌與加熱殺死的S型細菌混合后注射給小鼠，在死亡的小鼠體內分離出S型活細菌，依據此，他得出__加熱殺死的S型細菌體內含有一種轉化因子，使R型細菌轉化為S型細菌，并且這種轉化可以遺傳___的推論。 (2)艾弗里及其同事在格里菲斯實驗啟發(fā)下進行了肺炎雙球菌體外轉化實驗，證明了S型細菌體內的“轉化因子”是__DNA__，該實驗的巧妙之處是__提純鑒定S型細菌的各種組成成分，單獨地研究某一種物質的作用__。根據現(xiàn)代生物學理論，從變異來源角度分析，這種“轉化”實際上屬于__基因重組__。 (3)艾弗里實驗結果公布后，有人對其實驗結論提出質疑，理由是__艾弗里實驗中提取出的DNA含有極少量蛋白質__，最能否定此質疑的是赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗。該實驗以T2噬菌體作為研究材料的優(yōu)勢主要是它由__DNA和蛋白質__(物質)組成，并且這些物質在噬菌體侵染大腸桿菌時能徹底分離，契合了__把DNA和蛋白成分開，單獨研究其作用__的實驗思路。該實驗通過__用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標記的大腸桿菌__的方法獲得32P和35S標記噬菌體，用標記的噬菌體侵染大腸桿菌，從而追蹤__侵染過程中噬菌體DNA和蛋白質位置__的變化，從而證明遺傳物質是DNA而非蛋白質。 16．(2017信陽檢測)1952年，赫爾希和蔡斯進行的噬菌體侵染細菌的實驗，是人類探究“什么是遺傳物質”的最具說服力的實驗。下圖為用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，據圖回答下列問題。 (1)T2噬菌體的組成成分是蛋白質和DNA。如果僅憑猜想，控制其性狀的遺傳物質的情況有__蛋白質和DNA都是遺傳物質；②其遺傳物質是蛋白質，不是DNA；③其遺傳物質是DNA，不是蛋白質__。 (2)你認為怎樣才能得到被32P標記的T2噬菌體？請簡述你的實驗方案：__將宿主細菌在含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得含有32P的細菌；用T2噬菌體去感染被32P標記的細菌，待細菌細胞裂解后，釋放出的噬菌體便被32P標記上了__。 (3)當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是__培養(yǎng)時間過長，復制增殖后的噬菌體從大腸桿菌體內釋放出來__。 (4)一個噬菌體含有一個DNA分子。理論上分析，一個被32P標記的T2噬菌體感染細菌后，復制出n個子代噬菌體，其中攜帶32P的噬菌體有__2__個。復制時用的原材料來自于__大腸桿菌細胞內游離的脫氧核糖核苷酸__。 [解析]　(1)T2噬菌體的組成成分是蛋白質和DNA，故猜想可能是：①蛋白質和DNA都是遺傳物質；②其遺傳物質是蛋白質，不是DNA；③其遺傳物質是DNA，不是蛋白質。(2)由于病毒只能在宿主細胞內生存，故應先獲得含32P的細菌，即將宿主細菌在含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)；獲得含有32P的細菌；用T2噬菌體去感染被32P標記的細菌，待細菌細胞裂解后，釋放出的噬菌體便被32P標記上了。(3)當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，復制增殖后的噬菌體從大腸桿菌體內釋放出來，導致攪拌后的上清液中有放射性。(4)一個噬菌體含有一個DNA分子，一個DNA分子有兩條鏈，所以復制出的n個子代噬菌體，其中攜帶32P的噬菌體只有兩個，復制時用的原材料來自于大腸桿菌細胞內游離的脫氧核糖核苷酸。