3.1核酸是遗传物质同步练习2021-2022学年高一下学期生物浙科版必修2（含答案解析）

第一节　核酸是遗传物质
基础巩固
1.在探索遗传物质就是DNA的过程中,科学家做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列相关叙述正确的是(　　)
A.用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B.该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
2.某研究人员模拟噬菌体侵染细菌的实验,进行了如下实验:①用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌;②用未被标记的噬菌体侵染被35S标记的细菌;③用15N 标记的噬菌体侵染未被标记的细菌。一段时间后进行离心,检测到存在放射性的主要部位依次是(　　)
A.沉淀物、悬浮液、沉淀物和悬浮液
B.沉淀物、沉淀物、沉淀物和悬浮液
C.沉淀物、悬浮液、沉淀物
D.悬浮液、悬浮液、沉淀物和悬浮液
3.加热杀死的S型菌能使某些R型菌发生转化。这个事实能证明(　　)
A.S型菌蛋白质和DNA的结构都很稳定
B.S型菌蛋白质的结构特别稳定
C.S型菌DNA的结构比蛋白质的结构稳定
D.任何条件都不能破坏S型菌DNA的结构
4.噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是(　　)
A.细菌的核苷酸和氨基酸
B.自身的核苷酸和细菌的氨基酸
C.自身的核苷酸和氨基酸
D.自身的氨基酸和细菌的核苷酸
5.下图中甲、乙表示两种不同类型的植物病毒,经重组形成“杂种病毒丙”,用病毒丙侵染植物细胞。经过一段时间后,在植物细胞内增殖产生的新一代病毒是(　　)
6.有人试图通过实验来了解H5N1型禽流感病毒侵染家禽的过程,设计实验如下:
一段时间,检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素,下表对结果的预测中,最可能发生的是(　　)
选项 放射性 S元素 P元素
A 全部无 全部32S 全部31P
B 全部有 全部35S 多数32P、少数31P
C 少数有 全部32S 少数32P、多数31P
D 全部有 全部35S 少数32P、多数31P
7.肺炎链球菌的活体转化实验和离体转化实验有一定的异同点,下列属于两实验的相同点的是(　　)
A.能证明DNA是遗传物质
B.有R型菌转化成S型菌
C.能证实S型菌有一定毒性
D.有S型菌转化成R型菌
8.下图为赫尔希和蔡斯在研究遗传物质时的示意图及实验过程图,请据图回答下列问题。
(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳,标记元素所在部位是图2中的　　　　　　。如果用32P标记噬菌体的DNA,标记元素所在部位是图1中的　　　　　　。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料,其原因之一是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)仅有图3的实验过程,　　　　　　(填“能”或“不能”)说明蛋白质不是遗传物质,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
9.R型肺炎链球菌菌体无多糖类的荚膜,是无毒性细菌,S型肺炎链球菌菌体有多糖类的荚膜,是有毒性细菌,可使人患肺炎或使小鼠患败血症。细菌学家艾弗里及其同事利用肺炎链球菌来探究什么是遗传物质,实验过程如下。
实验材料、用具:S型菌、R型菌、DNA酶、培养基、培养皿等。
艾弗里等人先做了以下3组实验。
第一组:S型菌的蛋白质+R型活菌培养基→R型菌落;
第二组:S型菌的荚膜多糖+R型活菌培养基→R型菌落;
第三组:S型菌的DNA+R型活菌培养基→S型菌落、R型菌落。
请回答下列问题。
(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密,于是又做了第四组实验,请写出第四组实验方法和结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)从上述实验可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)从第三组实验可知,S型菌的DNA或基因能否通过R型菌的细胞膜 　　　　　　。
(4)有人认为,上述4个实验并不能说明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质,理由是 　。
(5)实验中涉及的S型菌和R型菌可以通过观察培养基上的菌落来区分,区分的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升
1.在证明DNA是遗传物质的肺炎链球菌转化实验中,细菌学家用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA后将其与R型菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是(　　)
A.证明R型菌的生长并不需要S型活细菌的DNA
B.用以补充R型菌生长过程中所需要的营养物质
C.直接证明S型菌的DNA不是促进R型菌转化为S型菌的因素
D.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照
2.对甲、乙、丙、丁四种生物进行分析比较,结果如下表所示:
比较项目 甲 乙 丙 丁
细胞膜 有 无 有 无
遗传物质 DNA RNA DNA DNA
是否遵循孟德尔遗传定律 否 否 是 否
其中最可能表示肺炎链球菌的是(　　)
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
3.科学家通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,而非蛋白质,其实验步骤的先后顺序为 (　　)
①用分别含有35S和32P的培养基培养细菌　②利用培养基培养噬菌体　③用噬菌体分别与含有35S和32P的细菌混合培养　④放射性检测　⑤离心分离　⑥用分别被32P、35S标记的噬菌体与未标记的细菌混合培养
A.①③⑥⑤④
B.①③④⑤⑥
C.①②③④⑥⑤
D.②①③⑤④⑥
4.在“噬菌体侵染细菌的实验”中,如果对35S标记的噬菌体一组(甲组)不进行搅拌、32P标记的噬菌体一组(乙组)保温时间延长,其结果是(　　)
A.甲组沉淀物中也会出现较强放射性,乙组悬浮液中也会出现较强放射性
B.甲组悬浮液中也会出现较强放射性,乙组悬浮液中也会出现较强放射性
C.甲组沉淀物中也会出现较强放射性,乙组沉淀物中也会出现较强放射性
D.甲组悬浮液中也会出现较强放射性,乙组沉淀物中也会出现较强放射性
5.根据下面的材料回答问题。
材料一　用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记。
项目 噬菌体 大肠杆菌
脱氧核苷酸 32P 31P
氨基酸 32S 35S
材料二
(1)用32P标记噬菌体的大致操作过程。
① 　;
② 　。
(2)若材料一中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶细胞,则能说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)分析材料二,A~D的结果中,哪项不正确 　　　　。说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)材料一、材料二共同说明的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.下图是噬菌体侵染细菌示意图,请据图回答下列问题。
(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是　　　　。
(2)图中D表明噬菌体侵染细菌时,留在细菌外的是　　　　　　　　　　　　,注入细菌体内的物质是　　　　　　。
(3)图中E表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)噬菌体侵染细菌实验得出了　　　　　　是遗传物质的结论。
答案解析
基础巩固
1.在探索遗传物质就是DNA的过程中,科学家做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列相关叙述正确的是(　　)
A.用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B.该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
答案:B
解析:应用32P、35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质,A项错误。该实验先标记噬菌体,然后用标记的噬菌体侵染细菌培养噬菌体,之后进行搅拌和离心,最后检测悬浮液和沉淀物中的放射性,B项正确。T2噬菌体只能用活的细胞培养,不能用培养基培养,C项错误。该实验证明了DNA是遗传物质,而不能证明DNA是主要的遗传物质,D项错误。
2.某研究人员模拟噬菌体侵染细菌的实验,进行了如下实验:①用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌;②用未被标记的噬菌体侵染被35S标记的细菌;③用15N 标记的噬菌体侵染未被标记的细菌。一段时间后进行离心,检测到存在放射性的主要部位依次是(　　)
A.沉淀物、悬浮液、沉淀物和悬浮液
B.沉淀物、沉淀物、沉淀物和悬浮液
C.沉淀物、悬浮液、沉淀物
D.悬浮液、悬浮液、沉淀物和悬浮液
答案:B
解析:①放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸(沉淀物)中;②放射性主要集中在子代噬菌体的蛋白质外壳(沉淀物)中;③放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸和留在细菌外的蛋白质外壳(悬浮液和沉淀物)中。
3.加热杀死的S型菌能使某些R型菌发生转化。这个事实能证明(　　)
A.S型菌蛋白质和DNA的结构都很稳定
B.S型菌蛋白质的结构特别稳定
C.S型菌DNA的结构比蛋白质的结构稳定
D.任何条件都不能破坏S型菌DNA的结构
答案:C
解析:加热杀死的S型菌仍能使某些R型菌发生转化,说明S型菌的蛋白质虽然失去了活性,但DNA仍具有生物活性,从而说明S型菌DNA的结构比蛋白质的结构稳定。
4.噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是(　　)
A.细菌的核苷酸和氨基酸
B.自身的核苷酸和细菌的氨基酸
C.自身的核苷酸和氨基酸
D.自身的氨基酸和细菌的核苷酸
答案:A
解析:噬菌体属于寄生病毒,只能寄生在活的细胞中,在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板,用宿主细胞的核苷酸和氨基酸作原料,进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成。
5.下图中甲、乙表示两种不同类型的植物病毒,经重组形成“杂种病毒丙”,用病毒丙侵染植物细胞。经过一段时间后,在植物细胞内增殖产生的新一代病毒是(　　)
答案:D
解析:题图中经过重组的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒,而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙中来自乙病毒的核酸侵染植物细胞,所以在植物细胞内增殖产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。
6.有人试图通过实验来了解H5N1型禽流感病毒侵染家禽的过程,设计实验如下:
一段时间,检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素,下表对结果的预测中,最可能发生的是(　　)
选项 放射性 S元素 P元素
A 全部无 全部32S 全部31P
B 全部有 全部35S 多数32P、少数31P
C 少数有 全部32S 少数32P、多数31P
D 全部有 全部35S 少数32P、多数31P
答案:D
解析:先用含32P的培养液培养家禽体细胞,再培养H5N1病毒使其RNA被32P标记,然后将这些H5N1病毒用35S标记的家禽体细胞进行培养。这些家禽体细胞中的P均为31P,因此子代H5N1病毒的蛋白质全部被35S标记,但其DNA中只有少数带有32P,而大多数带有31P。
7.肺炎链球菌的活体转化实验和离体转化实验有一定的异同点,下列属于两实验的相同点的是(　　)
A.能证明DNA是遗传物质
B.有R型菌转化成S型菌
C.能证实S型菌有一定毒性
D.有S型菌转化成R型菌
答案:B
解析:活体细菌转化实验只能证明加热杀死的S型菌存在能使R型菌转化成S型菌的转化因子,同时也证实S型菌有一定毒性。离体细菌转化实验证明了转化因子是DNA,即证明了DNA是遗传物质。所以这两个实验都能证实有R型菌转化成S型菌。
8.下图为赫尔希和蔡斯在研究遗传物质时的示意图及实验过程图,请据图回答下列问题。
(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳,标记元素所在部位是图2中的　　　　　　。如果用32P标记噬菌体的DNA,标记元素所在部位是图1中的　　　　　　。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料,其原因之一是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)仅有图3的实验过程,　　　　　　(填“能”或“不能”)说明蛋白质不是遗传物质,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)④　①
(2)噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成
(3)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离
(4)不能　蛋白质外壳没有进入细菌体内
9.R型肺炎链球菌菌体无多糖类的荚膜,是无毒性细菌,S型肺炎链球菌菌体有多糖类的荚膜,是有毒性细菌,可使人患肺炎或使小鼠患败血症。细菌学家艾弗里及其同事利用肺炎链球菌来探究什么是遗传物质,实验过程如下。
实验材料、用具:S型菌、R型菌、DNA酶、培养基、培养皿等。
艾弗里等人先做了以下3组实验。
第一组:S型菌的蛋白质+R型活菌培养基→R型菌落;
第二组:S型菌的荚膜多糖+R型活菌培养基→R型菌落;
第三组:S型菌的DNA+R型活菌培养基→S型菌落、R型菌落。
请回答下列问题。
(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密,于是又做了第四组实验,请写出第四组实验方法和结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)从上述实验可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)从第三组实验可知,S型菌的DNA或基因能否通过R型菌的细胞膜 　　　　　　。
(4)有人认为,上述4个实验并不能说明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质,理由是 　。
(5)实验中涉及的S型菌和R型菌可以通过观察培养基上的菌落来区分,区分的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)S型菌的DNA+DNA酶+R型活菌培养基→R型菌落
(2)DNA是肺炎链球菌的遗传物质
(3)能
(4)本实验未能证实蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况
(5)S型菌形成的菌落表面光滑,R型菌形成的菌落表面粗糙
解析:(1)本题直接考查教材内容,第四组实验方法是用DNA酶处理S型菌的DNA后,再与R型活菌混合培养,观察结果,应该只有R型菌落,因为S型菌的DNA水解后其活性丧失。(2)比较题述4组实验可以得出DNA是肺炎链球菌的遗传物质。(3)部分R型菌能转化为S型菌,说明S型菌的DNA进入R型菌内并与它的DNA实现重组,即能说明S型菌的DNA能通过R型菌的细胞膜。(4)由于该实验没有证明蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况,所以有人认为该实验不能证明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质。(5)S型菌有荚膜,菌落表面光滑,R型菌无荚膜,菌落表面粗糙。
能力提升
1.在证明DNA是遗传物质的肺炎链球菌转化实验中,细菌学家用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA后将其与R型菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是(　　)
A.证明R型菌的生长并不需要S型活细菌的DNA
B.用以补充R型菌生长过程中所需要的营养物质
C.直接证明S型菌的DNA不是促进R型菌转化为S型菌的因素
D.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照
答案:D
解析:用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA后将其与R型菌混合培养的目的是与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照。
2.对甲、乙、丙、丁四种生物进行分析比较,结果如下表所示:
比较项目 甲 乙 丙 丁
细胞膜 有 无 有 无
遗传物质 DNA RNA DNA DNA
是否遵循孟德尔遗传定律 否 否 是 否
其中最可能表示肺炎链球菌的是(　　)
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
答案:A
解析:肺炎链球菌属于原核生物,具有细胞膜,其遗传物质是DNA,由于不能进行有性生殖,所以不遵循孟德尔遗传定律。
3.科学家通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,而非蛋白质,其实验步骤的先后顺序为 (　　)
①用分别含有35S和32P的培养基培养细菌　②利用培养基培养噬菌体　③用噬菌体分别与含有35S和32P的细菌混合培养　④放射性检测　⑤离心分离　⑥用分别被32P、35S标记的噬菌体与未标记的细菌混合培养
A.①③⑥⑤④
B.①③④⑤⑥
C.①②③④⑥⑤
D.②①③⑤④⑥
答案:A
解析:该实验先标记细菌,再用正常的噬菌体去侵染被标记的细菌,然后用被标记的噬菌体去侵染正常的细菌,离心处理,检测放射性。
4.在“噬菌体侵染细菌的实验”中,如果对35S标记的噬菌体一组(甲组)不进行搅拌、32P标记的噬菌体一组(乙组)保温时间延长,其结果是(　　)
A.甲组沉淀物中也会出现较强放射性,乙组悬浮液中也会出现较强放射性
B.甲组悬浮液中也会出现较强放射性,乙组悬浮液中也会出现较强放射性
C.甲组沉淀物中也会出现较强放射性,乙组沉淀物中也会出现较强放射性
D.甲组悬浮液中也会出现较强放射性,乙组沉淀物中也会出现较强放射性
答案:A
解析:两组实验的正常现象是甲组的放射性主要出现在悬浮液中,乙组的放射性主要出现在沉淀物中。如果没有对甲组进行搅拌,则吸附在细菌表面的噬菌体外壳和细菌一起经离心进入沉淀物,导致沉淀物中放射性较强。如果对乙组保温时间延长,则感染了噬菌体的细菌会裂解,释放出其中的子代噬菌体,经搅拌、离心后会导致悬浮液中放射性较强。
5.根据下面的材料回答问题。
材料一　用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记。
项目 噬菌体 大肠杆菌
脱氧核苷酸 32P 31P
氨基酸 32S 35S
材料二
(1)用32P标记噬菌体的大致操作过程。
① 　;
② 　。
(2)若材料一中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶细胞,则能说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)分析材料二,A~D的结果中,哪项不正确 　　　　。说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)材料一、材料二共同说明的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌　再用上述大肠杆菌培养噬菌体
(2)RNA是遗传物质
(3)D　S型细菌的DNA分子被DNA酶分解掉,R型细菌不能转化成S型细菌,小鼠正常
(4)DNA是遗传物质
解析:(1)由于噬菌体是病毒不能独立培养,必须寄生在活细胞中,所以应先用培养基培养大肠杆菌,再用大肠杆菌培养噬菌体。(2)烟草花叶病毒的核酸是RNA,它可以侵染烟草叶细胞,说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。(3)由于DNA酶能够分解DNA分子,不存在有荚膜菌的DNA时就不能使R型细菌转化成S型细菌,所以小鼠不会死亡。(4)材料一、材料二共同说明的是DNA是遗传物质。
6.下图是噬菌体侵染细菌示意图,请据图回答下列问题。
(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是　　　　。
(2)图中D表明噬菌体侵染细菌时,留在细菌外的是　　　　　　　　　　　　,注入细菌体内的物质是　　　　　　。
(3)图中E表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)噬菌体侵染细菌实验得出了　　　　　　是遗传物质的结论。
答案:(1)BDAEC
(2)蛋白质外壳　噬菌体DNA
(3)噬菌体复制完成(产生性状完全相同的噬菌体后代)
(4)DNA
解析:噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤:①吸附,噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面;②注入,噬菌体通过尾轴把DNA全部注入细菌细胞内,蛋白质外壳留在细胞外面不起作用;③生物合成,在细菌体内,在噬菌体DNA的指导下,利用细菌细胞内的物质合成噬菌体DNA和蛋白质分子;④组装,新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体(结构、成分相同);⑤释放,子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来,再去侵染其他细菌(功能相同)。由此可见,在子代噬菌体的复制过程中,只有亲代的DNA参与了(蛋白质未参与),说明亲代的性状通过DNA传给后代,所以说DNA是遗传物质。