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2020-2021学年高中生物 第3章 基因的本质 1 DNA是主要的遗传物质同步作业新人教版必修2

2020-2021学年高中生物 第3章 基因的本质 1 DNA是主要的遗传物质同步作业新人教版必修2

年级：
姓名：

- 10 -

DNA是主要的遗传物质
[基础达标]
题组一　肺炎链球菌的转化实验
1．下列有关探究遗传物质的实验方法的叙述正确的是(　　)

A．肺炎链球菌体外转化实验设法将DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独直接地观察它们的作用，利用了直接分离法
B．噬菌体侵染细菌实验利用了同位素标记法
C．烟草花叶病毒感染烟草实验利用了同位素标记法
D．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均能证明DNA是主要的遗传物质
【答案】B　
【解析】艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，在S型细菌的提取物中，利用酶解法分别去除某种物质，观察能否使R型细菌发生转化，从而鉴定出DNA是遗传物质，该实验中没有利用直接分离法，A错误；噬菌体侵染细菌实验利用了同位素标记法，分别标记DNA和蛋白质并单独观察它们的遗传特点，B正确；烟草花叶病毒感染烟草实验利用了直接分离法，C错误；肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均能证明DNA是遗传物质，但不能能证明DNA是主要的遗传物质，D错误。
2．(2018·山西大同期末)下列关于格里菲思的细菌转化实验的叙述中，错误的是(　　)
A．证明了DNA是遗传物质
B．将S型菌杀死后与R型菌混合注入小鼠体内仍然会出现S型菌
C．加热杀死的S型菌注入小鼠体内不会导致小鼠死亡
D．注射活的或死亡的R型菌都不会引起小鼠死亡
【答案】A　
【解析】格里菲思的实验只能证明S型菌含有转化因子，但不能证明DNA是遗传物质。
3．(2019·黑龙江哈尔滨期中)下图是科研工作者重复“肺炎链球菌转化实验”的步骤，分析有关描述中不正确的是(　　)

A．该实验证明起转化作用的物质是DNA
B．1、2、3组为该实验的对照组
C．2、4组可观察到S型活菌
D．重复做1、4实验，得到同样的结果，可排除S型活细菌由R型活细菌突变而来
【答案】A　
【解析】该实验并未将S型菌的各成分分开研究，因此不能证明起转化作用的是S型菌的哪一种物质，A错误；1、2组为该实验的对照组，3、4组为该实验的实验组，B正确；4组加热杀死的S型细菌与正常R型细菌混合培养，S型细菌的遗传物质可将R型细菌转化为S型细菌，C正确；重复实验可排除突变等偶然因素造成的差错，D正确。
4．在肺炎链球菌的转化实验中，R型细菌转化成S型细菌的转化因子是(　　)
A．细菌荚膜 B．细菌蛋白质
C．R型细菌的DNA D．S型细菌的DNA
【答案】D　
【解析】S型细菌的DNA进入R型细菌体内，整合到R型细菌的DNA上，使R型细菌转化为S型细菌。
题组二　噬菌体侵染细菌的实验
5．(2019·江苏赣榆期末)下列有关噬菌体和侵染实验的叙述，正确的是(　　)
A．噬菌体是寄生在细菌体内的原核生物
B．T2噬菌体含有DNA和RNA两种核酸
C．在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用14C和18O可以达到相同效果
D．噬菌体是由DNA和蛋白质组成
【答案】D　
【解析】噬菌体是寄生在细菌体内的病毒，没有细胞结构，由DNA和蛋白质组成，A、B错误，D正确；在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，用14C和18O不能起到相同的效果，14C和18O存在于DNA和蛋白质中，不能分别标记两者，C错误。
6．(2019·湖北襄阳期中)以下是赫尔希和蔡斯实验的过程和结果，关于此实验的分析和结论不正确的是(　　)
①
②
A．上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳，沉淀物的主要成分是细菌菌体
B．此实验表明DNA是遗传物质
C．①实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌
D．②实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌
【答案】C　
【解析】上清液主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳，质量较重的沉淀物的主要成分是细菌菌体，A正确；此实验表明：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外面，DNA才是真正的遗传物质，B正确；①实验说明标记物未进入细菌，出现在上清液中，②实验说明标记物进入了细菌，出现在沉淀物中，C错误，D正确。
题组三　DNA是主要的遗传物质
7．下列关于生物遗传物质的叙述，不正确的是(　　)
A．牛的遗传物质是DNA
B．除部分病毒以外，生物的遗传物质都是DNA
C．绝大多数生物的遗传物质是DNA
D．生物细胞内DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
【答案】D　
【解析】病毒的遗传物质是DNA或RNA，有细胞结构的生物，其遗传物质是DNA，因此可以说绝大多数生物的遗传物质是DNA，A、B、C正确；“DNA是主要的遗传物质”中，“主要”二字的含义是“绝大多数”生物，不是指DNA含量，D错误。
8．(2019·辽宁沈阳期中)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)同属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是(　　)
A．能检测到TMV的RNA和蛋白质
B．能检测到HRV的RNA和蛋白质
C．能检测到TMV的RNA和HRV的蛋白质
D．能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质
【答案】A
[能力提升]
9．1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：

第一组
第二组
第三组
第四组
实验处理
注射活的R型菌
注射活的S型菌
注射加热杀死的S型菌
注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
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S型活细菌
下列关于此实验的分析错误的是(　　)
A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌
B．对第4组实验的分析必须是以1～3组的实验为参照
C．本实验说明R型肺炎链球菌发生了某种类型的转化
D．本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”
【答案】D　
【解析】本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出。
10．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及噬菌体、细菌的有关叙述正确的是(　　)

A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐
B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组
C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律
D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质
【答案】B　
【解析】从题干中可知，亲代噬菌体已用32P标记，大肠杆菌不能用32P标记，因此图中锥形瓶中的培养液中不能加入32P标记的无机盐，A错误；根据题干中给出的实验目的，是要探究蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，是一个“不知”结果的探究性实验，因此，两组相互对照，都是实验组，B正确；噬菌体和大肠杆菌都没有染色体，也没有等位基因，所以都不遵循基因分离定律，C错误；本组实验离心后得到的B(上清液)中正常情况下也会出现少量放射性，可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中，也可能是培养时间过长，噬菌体从大肠杆菌体内释放出来造成的，D错误。
11．(原创)如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质结构模式图及实验过程图，请回答下列问题。

(1)该实验运用了放射性同位素标记法，一组如图3标记的是噬菌体的蛋白质外壳，其中的35S标记的应是图2中的______(填数字)。另一组使用的同位素是________，标记的是图1中的______(填数字)。
(2)标记噬菌体的方法是先用含放射性的培养基培养________，然后再用噬菌体侵染被标记的细菌。之所以不能直接用培养基标记噬菌体的原因是______________ __________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)如果图3中的搅拌过程不充分，则会出现的异常现象是_________________ _______________________________________________________。
(4)本实验需要设计另一小组实验作为对照，该小组实验如果保温时间过长或过短都会导致异常现象发生，请说明理由：___________________________________________ _____________________________。
【答案】(1)④　32P　①
(2)大肠杆菌(或细菌)　噬菌体无细胞结构，只有在宿主细胞中才能增殖
(3)沉淀物中的放射性增强　
(4)如果保温时间过短，一些被标记的噬菌体未来得及侵入细菌；如果保温时间过长，细菌裂解释放出带有放射性的噬菌体，两方面的因素都导致沉淀物中放射性降低而上清液中放射性增强
【解析】(1)图3中的噬菌体标记的是蛋白质外壳，其中的S元素应位于氨基酸的R基即图2中的④。本实验有两个分组实验，另一组应标记DNA，所用的同位素为32P，标记的是脱氧核苷酸的磷酸基，即图1中的①。(2)由于噬菌体属于病毒，无细胞结构，所以不能用含放射性的培养基直接培养病毒，应先标记噬菌体的宿主细胞——大肠杆菌(或细菌)，再用噬菌体侵染被标记的细菌。(3)如果图3中的实验搅拌不充分，则没有侵入细菌的蛋白质外壳会附着在大肠杆菌的表面，再经过离心会使得沉淀物中的放射性增强。(4)另一组实验是用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，正常情况下该实验的结果是沉淀物中的放射性较高而上清液中的放射性很低。如果保温时间过短或过长均会使上清液中的放射性增强，而沉淀物中的放射性减弱，原因见答案。
12．1952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)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。噬菌体作为实验材料具有____________的特点。
(2)通过____________________________________的方法分别获得被32P或35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中________________变化。
(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是____________________，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性________。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，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%，证明____________________。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明____________________，否则细胞外________放射性会增高。
(4)本实验证明在病毒遗传物质的复制和传递过程中____________起着重要作用。
【答案】(1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)
(2)用分别含32P或35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P或35S标记的大肠杆菌　DNA和蛋白质的位置
(3)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　较低　DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌　细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来　32P　(4)DNA
【解析】(1)噬菌体属于病毒，病毒是生物界最小的一种非细胞生物，并且结构简单，组成物质中只含有蛋白质和核酸。(2)赫尔希和蔡斯在实验时，由于噬菌体不能直接生活在培养基中，因此用含32P或35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P或35S标记的大肠杆菌，分别获得被32P或35S标记的噬菌体。其中32P标记噬菌体的DNA,35S标记噬菌体的蛋白质，从而追踪在侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化。(3)搅拌的目的是将噬菌体与细菌分离，所以搅拌时间过短时，含有放射性的蛋白质外壳就会留在细菌表面，留在沉淀物中，从而使得上清液中的放射性较低。由于32P标记噬菌体的DNA,35S标记噬菌体的蛋白质，实验结果表明当搅拌时间足够长以后，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%，证明DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来，否则细胞外32P放射性会增高。(4)本实验证明在病毒遗传物质的复制和传递的过程中DNA起着重要作用。
13．某研究小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验，请你完成相关内容。
(1)实验原理：________________________________________________________。
(2)材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等渗生理盐水、注射器等。
(3)实验步骤如下，将空白处补充完整。
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②按下表所示配制等量注射溶液，然后分别将等量的溶液注射入小白鼠体内。

组别
A
B
C
D
注射溶液
__________和RNA酶
________和________
__________
生理盐水
③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
(4)结果预测及结论：
①A、C组发病，B、D组未发病，说明DNA是该病毒的遗传物质。
②________________________________________________________________________，
说明_____________________________________________________________________。
(5)实验分析：
①__________组和__________组对照，能说明DNA是否是其遗传物质。
②A组和C组对照，能说明__________________________________________________ ______________________。
③C组和D组在实验对比时起到________作用。
【答案】(1)酶具有专一性
(3)②该病毒核酸提取物　该病毒核酸提取物　DNA酶　该病毒核酸提取物
(4)②B、C组发病，A、D组未发病　RNA是该病毒的遗传物质　(5)①B　C　②RNA是否是其遗传物质　③对照
【解析】(1)根据酶的专一性，用不同的酶去处理遗传物质，找出可以使其失去活性的酶，即可以得出该物质的本质。
(3)根据实验原理，A中应加RNA酶和核酸提取物，B中加DNA酶和核酸提取物，C、D为对照实验，应该分别加核酸提取物和生理盐水。(4)根据可能的情况得出相应的结论。①中结论是DNA是该病毒的遗传物质，②中结论就应该是RNA是其遗传物质，由结论得出实验结果应该是B、C发病，A、D未发病。(5)根据题意应该用加DNA酶和核酸的组和只加核酸的组，进行对照可说明DNA是否是遗传物质。用加RNA酶和核酸的组和只加核酸的组可说明RNA是否是其遗传物质。
14．某生物兴趣小组学习了“肺炎链球菌转化实验”后，对实验进行了改进，设法将DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独直接地观察它们的作用。实验过程如下图，请据图回答：

(1)图中①②表明：将S型细菌的多糖和蛋白质分别与R型活细菌混合培养，后代中的细菌类型为________型。
(2)图中③表明：将S型细菌的________与R型活细菌混合培养，后代中的细菌类型为________型。
(3)图中④表明，转化成的细菌的后代是________型细菌。
(4)如将S型细菌的DNA与DNA酶混合一段时间后，再与R型活细菌混合培养，后代中的细菌类型为________型。
(5)该实验说明：__________是该生物的遗传物质，________不是该生物的遗传物质。
【答案】(1)R　(2)DNA　R和S　(3)S　(4)R　(5)DNA　蛋白质和多糖
【解析】(1)图中①和②表明：将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养，其后代都为R型细菌，没有发生转化现象。(2)图中③表明：将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，其后代有R型细菌和S型细菌，说明有部分R型细菌转化为S型细菌，所以后代中的细菌类型为R型和S型。(3)图中④表明：转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌。(4)该兴趣小组发现以上的实验步骤并不严谨，仍不足以完全说明DNA是转化因子即遗传物质，又做了一组对照实验，其设计为将经过DNA酶处理的S型细菌的DNA加入到含有R型细菌的培养基中，结果没有出现S型细菌，后代中的细菌类型仍为R型。(5)该实验说明：DNA是该生物的遗传物质，蛋白质和多糖不是该生物的遗传物质。