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2022版高考生物一轮复习 课后集训18 DNA是主要的遗传物质苏教版

2022版高考生物一轮复习 课后集训18 DNA是主要的遗传物质苏教版

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- 10 -

课后限时集训(十八)　DNA是主要的遗传物质
(建议用时：40分钟)

1．(2020·深圳检测)S型肺炎双球菌具有多糖类荚膜，R型肺炎双球菌则不具有，在含有R型活细菌的培养基中添加某些物质后进行培养，下列相应的培养结果，错误的是(　　)
选项
添加物
具有荚膜的细菌
A
S型细菌的多糖类物质
有
B
S型细菌DNA
有
C
S型细菌DNA的完全水解产物
无
D
S型细菌的蛋白质
无
A　[S型细菌的多糖类物质不能使R型细菌转化成S型细菌。]
2．(2020·皖南八校联考)肺炎双球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段进入R型菌内使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌，下列叙述正确的是(　　)
A．R型菌转化成S型菌的过程中，R型菌发生了染色体变异
B．进入R型菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶的结合位点
C．R型菌转化成S型菌前后的DNA中，嘌呤所占比例发生了改变
D．该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B　[原核细胞不含染色体，R型菌转化成S型菌的过程中，R型菌发生了基因重组而不是染色体变异，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶的结合位点，B正确；R型菌和S型菌的DNA都是双链结构，其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则，因此R型菌转化为S型菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然占50%，C错误；荚膜多糖不属于蛋白质，所以该实验不能体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D错误。]
3．(2020·郑州模拟)某同学模拟赫尔希和蔡斯做了如图所示的实验，下列有关分析正确的是(　　)

A．被35S标记的噬菌体中35S标记的是DNA
B．图示实验过程并不能证明DNA是遗传物质
C．上清液a中放射性较低，沉淀物b中放射性较高
D．沉淀物b中放射性的高低，与②过程中的离心程度无关
B　[被35S标记的噬菌体中，35S标记的是蛋白质，A错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细菌细胞外，本题缺乏一个DNA标记的对照实验，因此图示实验过程并不能证明DNA是遗传物质，B正确；因细菌的质量重于噬菌体的，所以离心后，细菌主要存在于沉淀物中，蛋白质外壳主要集中在上清液中，可见，图示上清液a中放射性较高，沉淀物b中放射性较低，C错误；②过程中离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的细菌，若离心程度低，则会导致部分T2噬菌体颗粒在沉淀物中，使沉淀物中含较高的放射性，因此沉淀物b中含放射性的高低，与②过程中的离心程度有关，D错误。]
4．(2019·衡水中学五调)格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有毒性的S型活细菌失去毒性
D　[本题主要考查遗传物质的探索历程，考查学生的理解能力和实验与探究能力。四组实验相互对照，均为实验组，A项错误；实验2中小鼠体内只存在S型细菌，B项错误；该实验只能证明转化因子的存在，但不能证明其化学成分，C项错误。]
5．(2020·北京101中学检测)对于噬菌体侵染大肠杆菌的实验，下列相关分析中正确的是(　　)
A．可分别用含有35S、32P的培养基来培养噬菌体
B．35S标记组中沉淀物也有一定的放射性，与保温时间过长有关
C．该实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D．该实验能够说明DNA是主要的遗传物质
C　[应分别用含有35S、32P的培养基来培养大肠杆菌，然后分别用两类大肠杆菌来培养噬菌体，A项错误；35S标记组中沉淀物也有一定的放射性，与搅拌不充分有关，与保温时间无关，B项错误；该实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，C项正确；该实验能够说明DNA是遗传物质，不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。]
6．(2020·南通检测)如图是用32P标记噬菌体并侵染细菌的过程，有关叙述正确的是(　　)

A．过程①32P标记的是噬菌体外壳的磷脂分子和内部的DNA分子
B．过程②应短时保温，有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C．过程③离心的目的是析出噬菌体外壳，使被感染的大肠杆菌沉淀
D．过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA是遗传物质
C　[过程①32P标记的是噬菌体内部的DNA分子，A项错误；过程②应短时保温的目的是让噬菌体侵入细菌细胞，B项错误；过程③离心的目的是析出噬菌体外壳，使被感染的大肠杆菌沉淀 ，C项正确；过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA进入了细菌细胞中，在子代噬菌体中检测到放射性，才能说明噬菌体的DNA是遗传物质，D项错误。]
7．(2020·百校联考)研究人员将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、离心得到上清液和沉淀物。下列叙述正确的是(　　)
A．该实验可证明T2噬菌体的蛋白质外壳留在了大肠杆菌外
B．该实验完成后所得的全部子代噬菌体中均含有32P
C．若不进行搅拌处理，则沉淀物中的放射性会明显增强
D．若混合培养时间过长，则上清液中的放射性会增强
D　[32P标记的是T2噬菌体的DNA，该实验不能证明T2噬菌体的蛋白质外壳留在了大肠杆菌外，A项错误；因为每次侵染释放出很多噬菌体，因此该实验完成后所得的全部子代噬菌体中并不是均含有32P，B项错误；32P标记的是T2噬菌体的DNA，因此若不进行搅拌处理，则沉淀物中的放射性不会增强，C项错误；若混合培养时间过长，子代噬菌体释放出来，则上清液中的放射性会增强，D项正确。]
8．(2020·之江教育评价检测)核酸在遗传上的重要地位的确立，凝结了几代科学家的奋力拼搏，下列关于核酸是遗传物质的证据实验的叙述中，错误的是(　　)
A．噬菌体侵染细菌实验中，35S标记实验中通过搅拌减少了沉淀物中的放射性
B．肺炎双球菌转化实验证明，DNA的纯度和细菌的转化效率呈正相关
C．TMV的感染实验中单用病毒RNA也可使烟草出现感染病毒的症状
D．噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌离体转化实验都是将有机物分开研究
B　[噬菌体侵染实验中，搅拌的目的是把噬菌体的蛋白质外壳和宿主细胞分离，32S标记的噬菌体的蛋白质外壳在离心时保留在上清液中，减少了沉淀物中的放射性，A正确；肺炎双球菌的体内转化实验没有证明DNA的纯度和细菌的转化效率的关系，B错误；烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMA的RNA和蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV的遗传物质，C正确；噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌离体转化实验的原理都是将各有机物分开进行单独的研究，D正确。]
9．请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验，证明DNA是遗传物质。
实验过程：
步骤一：分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中，并分别编号为甲、乙；
步骤二：在两个培养皿中接种____________________，在适宜条件下培养一段时间；
步骤三：放入____________，培养一段时间，分别获得含________和________标记的噬菌体；
步骤四：用上述噬菌体分别侵染________的大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌，放入离心管内离心；
步骤五：检测放射性同位素存在的主要位置。
预测实验结果：

(1)用在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，经搅拌、离心后结果如________图所示。
(2)用在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，经搅拌、离心后结果如________图所示。
[解析]　在标记T2噬菌体时，应先用32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸培养大肠杆菌，然后用被放射性同位素标记的大肠杆菌培养T2噬菌体。获得被32P和35S标记的噬菌体后，分别去侵染未被标记的大肠杆菌。甲培养皿中获得的噬菌体被32P标记；乙培养皿中获得的噬菌体被35S标记，因此用甲、乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，经搅拌、离心后结果分别是沉淀物放射性较高(B图)和上清液放射性较高(A图)。
[答案]　等量的大肠杆菌菌液　T2噬菌体　32P　35S　未被标记　(1)B　(2)A
10．(2020·吉林调研)赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染细菌的实验：分别用含35S和32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性。搅拌时间不同，上清液中的放射性强度不同，得下表数据。请分析回答下列问题：
搅拌时间(min)
1
2
3
4
5
上清液35S百分比(%)
50
70
75
80
80
上清液32P百分比(%)
21
25
28
30
30
被侵染细菌成活率(%)
100
100
100
100
100
(1)获得含有35S标记的噬菌体的具体操作是__________________________
________________________________________________________________。
(2)实验过程中，搅拌的目的是________________________________。
(3)搅拌5 min后，结果是细菌的成活率为100%，上清液中仍有32P放射性出现，请解释此现象：_____________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，细菌裂解后释放出100个子代噬菌体，其中带有32P标记的噬菌体有2个，出现该数目说明DNA的复制方式是________。
[解析]　(1)噬菌体是病毒，只能寄生在活的细胞中，不能用一般培养基培养，所以要获得被35S标记的噬菌体，就要先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。(2)用带标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。(3)搅拌5 min后，被侵染细菌的成活率为100%，而上清液中仍有32P放射性出现，说明有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体，放射物仍在沉淀物中。(4)由于DNA的复制方式是半保留复制，最初带有32P标记的噬菌体DNA的两条链只参与形成两个DNA分子，所以100个子代噬菌体中，只有2个噬菌体带有32P标记。
[答案]　(1)在含有35S的培养基中培养大肠杆菌，再用T2噬菌体侵染上述大肠杆菌　(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　(3)成活率100%说明被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体， 放射性物质还在沉淀物中；有部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，所以在上清液有放射性出现　(4)半保留复制

11．(2020·江淮十校第一次联考)细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落粗糙不致病；另一种是抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下列实验，下面分析合理的是(　　)

A．甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B．乙组中仅观察到一种菌落
C．丙组培养基中会出现R型和S型两种菌落
D．丁组培养基中无菌落生长
D　[甲组中部分R型菌被转化为PenrS型菌，PenrS型菌可使小鼠患败血症且对青霉素具有抗性，故注射青霉素治疗后不可康复，A错误；PenrS型菌的DNA只能使部分R型菌转化为PenrS型菌，所以乙组中可观察到R型菌和PenrS型菌两种菌落，B错误；R型菌对青霉素敏感，故在含青霉素的培养基上不会出现R型菌落，C错误；丁组中PenrS型菌的DNA被DNA酶水解，所以无S型菌落出现，又由于培养基含有青霉素，因此R型菌落也不能生长，D正确。]
12．将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内S型、R型细菌含量的变化情况如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．实验过程中，R型细菌内DNA发生了重组
B．曲线ab段，小鼠体内还没形成大量的相应抗体
C．曲线bc段，绝大多数的R型细菌转化成了S型细菌
D．cd段上升的原因可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力
C　[R型细菌转化为S型细菌，是S型细菌的DNA进入R型细菌体内，使R型细菌内DNA发生了重组，A正确；曲线ab段上升的原因是小鼠体内还没有形成大量的免疫R型细菌的抗体，因而R型细菌能进行大量繁殖，B正确；曲线bc段下降的原因是一部分R型细菌被小鼠的免疫系统消灭，且只有少数R型细菌转化成S型细菌，C错误；从曲线中看出，S型细菌数量逐渐上升，可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力，从而导致cd段R型细菌的数量上升，D正确。]
13．下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　　)
A．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明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可直接使小鼠死亡
C．用含32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，子代噬菌体均含放射性
D．用含35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，子代噬菌体不含放射性
D　[格里菲思的肺炎双球菌转化实验没有证明DNA是遗传物质，A错误；从S型肺炎双球菌中提取的DNA不具有毒性，不能直接使小鼠死亡，B错误；噬菌体侵染细菌实验中，噬菌体以细菌细胞内的物质为原料，合成子代噬菌体，用含32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，子代噬菌体不一定都含放射性，C错误；噬菌体侵染细菌实验中，噬菌体以细胞内的物质为原料，合成子代噬菌体，用含35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，子代噬菌体均不含放射性，D正确。]
14．(2020·天津一中月考)埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的，EBV与宿主细胞结合后，将其核酸—蛋白复合体释放至细胞质，通过如图途径进行增殖。如直接将EBV的RNA注入人体细胞，则不会引起EBHF。下列推断正确的是 (　　)

A．分别用32P和35S标记EBV的核酸和蛋白质不能证明谁是遗传物质
B．过程①所需的所有成分都由宿主细胞提供
C．过程①所需嘌呤数与过程③所需嘌呤数相同
D．参与过程②的RNA只有2种
A　[本题考查确定遗传物质的实验设计。由题意知，由于EBV的蛋白质和RNA都进入宿主细胞，因此分别用32P和35S标记EBV的核酸和蛋白质不能证明谁是遗传物质，A正确；过程①中的模板来自埃博拉病毒，B错误；RNA是单链结构，①③过程是以RNA为模板合成RNA的过程，按照碱基互补配对原则，①过程形成的mRNA的嘌呤数＝模板RNA中的嘧啶数，③过程形成RNA的嘌呤数＝模板RNA的嘌呤数，因此过程①所需嘌呤数与过程③所需嘌呤数不一定相同，C错误；②过程是翻译过程，该过程需要tRNA、mRNA、rRNA 3种RNA参与，D错误。]
15．(2020·湖南常德期末)朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物。按照图示1→2→3→4的步骤进行实验，验证朊病毒的侵染因子是蛋白质，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。

(1)本实验采用的研究方法是_______________________________________。
(2)从理论上讲，经1→2→3→4步骤离心后上清液中__________(填“能大量”或“不能”)检测到32P，沉淀物中________(填“能大量”或“不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是________________________________________。
(3)如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于________中，少量位于________中，原因是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)一般病毒的增殖同朊病毒的最主要区别是：一般的病毒侵染细胞是向宿主细胞提供________(填物质)，利用宿主细胞的________等物质进行增殖。
[解析]　(1)由图可知，本实验采用了同位素标记法。(2)由于朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中不含P，故试管2中提取的朊病毒不含32P。因此，从理论上讲，经1→2→3→4步骤离心后上清液中不能检测到32P，沉淀物中也不能检测到32P。(3)朊病毒的蛋白质中含有S，如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，朊病毒的蛋白质中含有35S；再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，被35S标记的朊病毒(蛋白质)大部分进入牛脑组织细胞中，因此检测放射性应主要位于沉淀物中，同时有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞，使上清液中含有少量的放射性。(4)一般病毒的增殖同朊病毒的最主要区别是：一般病毒侵入细胞是向宿主细胞提供核酸(和酶)，利用宿主细胞的核苷酸和氨基酸进行自身核酸的复制和蛋白质的合成。
[答案]　(1)同位素标记法　(2)不能　不能　朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质不含P，故从试管2中提取的朊病毒不含32P　(3)沉淀物　上清液　被35S标记的朊病毒(蛋白质)大部分进入牛脑组织细胞中，只有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞　(4)核酸(和酶)　核苷酸和氨基酸