高中生物课时规范练17　DNA是主要的遗传物质(学生版含答案详解)

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高中生物课时规范练17　
DNA是主要的遗传物质
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022山东章丘期中)下列经典实验不可以作为证据证明核酸是遗传物质的是(　　)
A.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
B.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验
D.烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分别侵染烟草的实验
2.(2022山东泰安期末)1944年,艾弗里等人利用肺炎链球菌的转化实验,证明了在不同肺炎链球菌之间传递的转化因子是DNA。该实验的证据之一来自酶降解实验。对S型菌株分别进行如下处理:①利用脱氧核糖核酸酶降解DNA成分;②利用核糖核酸酶降解RNA成分;③利用蛋白酶降解蛋白质组分。然后分别与R型菌株混合培养,检测R型菌株转化为S型菌株的能力。结果发现,RNA和蛋白质发生降解后菌株的转化能力不受影响,而脱氧核糖核酸酶处理后的S型菌株几乎完全丧失了转化R型菌株的能力。下列说法错误的是(　　)
A.该实验自变量是对S型菌株分别进行的①②③处理
B.该实验中R型菌株转化为S型菌株的原理是基因重组
C.该实验证明DNA是不同肺炎链球菌之间传递的转化因子
D.加热致死的S型菌株转化R型菌株的情况与①相同
3.(2022山东济南期中)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质,下列关于该实验的叙述,正确的是(　　)
A.实验需分别用含32P和35S的培养基培养T2噬菌体
B.搅拌目的是使大肠杆菌破裂,释放出子代T2噬菌体
C.35S标记T2噬菌体的组别,搅拌不充分可致沉淀物的放射性增强
D.32P标记T2噬菌体的组别,放射性同位素主要分布在上清液中
4.(2022山东邹城期中)关于赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,下列叙述正确的是(　　)
A.用35S标记T2噬菌体的侵染实验中,放射性主要存在于沉淀物中
B.合成噬菌体外壳蛋白的原料是大肠杆菌提供的
C.T2噬菌体DNA的合成模板来自大肠杆菌
D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
5.(2022山东烟台模拟)下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验设计方案。下列叙述正确的是(　　)
组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果
甲 35S标记的 大肠杆菌 未被标记的 T2噬菌体 培养一段时间后,搅拌、离心,检测子代T2噬菌体的放射性
乙 未被标记的 大肠杆菌 32P标记的 T2噬菌体
A.甲组的子代T2噬菌体部分含放射性
B.乙组的子代T2噬菌体全部含放射性
C.该实验能证明只有DNA才是T2噬菌体的遗传物质
D.乙组含放射性的子代T2噬菌体个数与培养时间无关
6.为研究搅拌时间对实验结果的影响,科研人员用35S和32P分别标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温,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,实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　)
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
A.通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离
B.进行噬菌体侵染细菌实验时,搅拌时间不能短于3 min
C.搅拌5 min时,上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体
D.32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P
7.(2022山东烟台期中)下列叙述不能说明核酸是遗传物质的是(　　)
A.T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞后能复制并指导合成T2噬菌体的外壳蛋白
B.肺炎链球菌的转化实验中,分离S型细菌的DNA与R型细菌混合培养,在培养基中出现S型细菌的菌落
C.烟草花叶病毒的RNA与霍氏车前草病毒的蛋白质重建而成的新病毒能感染烟草并增殖出完整的烟草花叶病毒
D.肺炎链球菌的转化实验中,加热杀死的S型细菌和活的R型细菌混合后注射到小鼠体内,最终能在小鼠体内分离出活的S型细菌
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
8.(2022山东潍坊期中)人们对遗传物质本质的探索经历了一个复杂而漫长的过程。从最初认为遗传物质是蛋白质到最终认定遗传物质主要是DNA,其中的探索过程非常耐人寻味。下列有关说法错误的是(　　)
A.格里菲思的实验建立在艾弗里实验基础之上,证实了转化因子的存在
B.艾弗里的实验创造性地引入了DNA酶,说明开阔的思路与严谨的思维是成功的必备条件
C.赫尔希和蔡斯根据病毒的组成及独特的增殖方式完成了实验证明,充分体现了实验选材的重要性
D.证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,是对遗传物质内涵的补充,体现了理论的发展和创新
9.(2022山东东营模拟)关于艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验(证明DNA是遗传物质的实验),一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用”。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎链球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗-S,它能产生分解青霉素的酶),提取它的DNA,将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(记为非抗-R)共同培养。结果发现,某些非抗-R型细菌被转化为抗-S型细菌并能稳定遗传,从而否定了一些科学家的错误认识。下列关于哈赤基斯实验的分析,正确的是(　　)
A.抗-S型细菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因
B.实验证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状也能发生转化
C.若用青霉素筛选非抗-R型细菌,则培养基上会出现非抗-R型细菌菌落
D.实验结果表明艾弗里所得DNA是遗传物质的结论是正确的
三、非选择题
10.回答下列关于遗传物质的问题。
(1)由于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,所以DNA是主要的遗传物质。
(2)在遗传物质的探究过程中,虽然艾弗里与赫尔希、蔡斯的实验方法并不相同,但他们的实验设计思路却是一样的,都是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)1953年,科学家沃森和克里克共同发现了DNA分子具有特殊的空间结构,即　　　　　　结构,并建立了DNA的　　　　(填“概念”“数学”或“物理”)模型,DNA分子的基本骨架是由　　　　　　　　　　　　　　　　　而成。
(4)用同位素标记技术研究某病毒遗传物质的种类,需先将宿主细胞在含有放射性标记的核苷酸的培养基中培养,再用该病毒感染培养后的细胞,一段时间后收集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸是否都需要标记 　　　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
11.某生物兴趣小组用模型模拟的T2噬菌体侵染细菌实验的过程如下图,据图回答下列问题。
(1)请将上图T2噬菌体侵染细菌的标号进行排序:　　　　　　　　　　　　。
(2)T2噬菌体的遗传物质的基本单位是　　　　　　　　　　　。子代T2噬菌体的外壳是在大肠杆菌的　　　　　　　　上合成的。
(3)以35S标记组为例,如果　　　　　　　　　　　,可能造成的结果是上清液和沉淀物都出现较强的放射性。
(4)T2噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下,下列关系中最合理的是　　　(甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)。
A.甲组—上清液—①
B.乙组—上清液—②
C.甲组—沉淀物—③
D.乙组—沉淀物—④
答案：
课时规范练
1.A　解析 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验只说明S型细菌中存在转化因子,没有说明DNA是转化因子,即没有证明核酸是遗传物质,A项符合题意;艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了S型细菌中DNA是转化因子,证明了DNA是遗传物质,B项不符合题意;噬菌体侵染细菌实验证明了噬菌体的DNA是遗传物质,C项不符合题意;烟草花叶病毒侵染烟草叶片实验证明了烟草花叶病毒的RNA是遗传物质,D项不符合题意。
2.D　解析 该实验自变量是对S型菌株分别进行不同方式的①②③处理,A项正确;该实验中R型菌株转化为S型菌株的实质是S型菌株的DNA与R型菌株的DNA发生整合,原理是基因重组,B项正确;脱氧核糖核酸酶处理后的S型菌株几乎完全丧失了转化R型菌株的能力,说明DNA的水解产物不能使R型菌株转化为S型菌株,证明DNA是不同肺炎链球菌之间传递的转化因子,C项正确;加热致死的S型菌株能使R型菌株发生转化,①利用脱氧核糖核酸酶降解DNA成分,发现脱氧核糖核酸酶处理后的S型菌株几乎完全丧失了转化R型菌株的能力,两种情况不同,D项错误。
3.C　解析 T2噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此要标记T2噬菌体,需用含35S和32P标记的大肠杆菌分别培养,A项错误;搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体外壳与细菌分离,B项错误;用35S标记T2噬菌体的侵染实验中,蛋白质外壳吸附在细菌表面,如果搅拌不充分,则部分蛋白质外壳不能与细菌分离,沉淀物的放射性增强,C项正确;由于32P标记的T2噬菌体的DNA分子进入了细菌,所以放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中,D项错误。
4.B　解析 用35S标记T2噬菌体的侵染实验中,放射性主要存在于上清液中,A项错误;合成子代T2噬菌体蛋白质外壳所需的原料由大肠杆菌提供,B项正确;实验过程中,T2噬菌体DNA的合成模板来自T2噬菌体自身,C项错误;噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质,但没有证明是主要的遗传物质,D项错误。
5.D　解析 甲组中35S标记的是大肠杆菌中的蛋白质,用未被标记的T2噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌后,合成子代T2噬菌体蛋白质所需的原料全部由大肠杆菌提供,因此甲组的子代T2噬菌体全部含放射性,A项错误;乙组用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,合成子代T2噬菌体DNA时,由大肠杆菌提供原料,由于DNA的复制方式是半保留复制,所以部分子代T2噬菌体因含有亲代T2噬菌体的DNA链而含有放射性,另一部分子代T2噬菌体无放射性,B项错误;该实验不能证明只有DNA才是T2噬菌体的遗传物质,C项错误;乙组中32P标记的是T2噬菌体,子代含放射性的噬菌体的DNA来自亲代,所以子代中含有放射性的噬菌体个体数目是一定的,与培养时间无关,D项正确。
6.B　解析 噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌,由表可知,标记噬菌体蛋白质外壳后,上清液的放射性稳定在80%,而不是100%,说明搅拌并不能使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离,A项错误;由表可知,搅拌时间短于3 min,一方面搅拌不够充分,另一方面噬菌体的DNA没有完全进入大肠杆菌,因此搅拌时间不能短于3 min,B项正确;搅拌5 min时,被侵染细菌成活率依然是100%,说明大肠杆菌没有裂解释放噬菌体,C项错误;DNA复制方式是半保留复制,32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体只有少部分含有32P,D项错误。
7.D　解析 T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞后能复制并指导合成T2噬菌体的外壳蛋白,说明DNA是遗传物质,并能指导蛋白质合成,A项不符合题意;将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养时,R型活细菌繁殖的后代中有少量S型菌体,说明S型细菌的DNA能够指导S型细菌蛋白质合成,说明DNA是遗传物质,B项不符合题意;由于新病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的RNA,故感染后增殖出的新病毒为烟草花叶病毒,说明RNA是遗传物质,C项不符合题意;肺炎链球菌的转化实验中,加热杀死的S型细菌和活的R型细菌混合后注射到小鼠体内,最终能分离出活的S型细菌,这只能说明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,但不能说明核酸是遗传物质,D项符合题意。
8.A　解析 格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌,艾弗里通过体外转化实验证明转化因子是DNA,即艾弗里实验建立在格里菲思的实验基础之上,A项错误;在艾弗里实验中,用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物,并与R型菌混合培养,结果培养基上仅有R型菌生长,该处理组与用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理组形成对照,证明DNA是遗传物质,这样使得肺炎链球菌转化实验更加严谨,说明开阔的思路与严谨的思维是成功的必备条件,B项正确;赫尔希和蔡斯根据T2噬菌体病毒的组成(只有DNA和蛋白质)及独特的增殖方式完成了实验证明,充分体现了实验选材的重要性,C项正确;烟草花叶病毒感染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,是对此前多数生物遗传物质是DNA的实验补充,体现了理论的发展和创新,D项正确。
9.ABD　解析 由题意可知,抗-S型细菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因,A项正确;由非抗-R型细菌转化成的抗-S型细菌能产生分解青霉素的酶,说明与荚膜形成无关的性状也能发生转化,B项正确;非抗-R型细菌对青霉素敏感,在含青霉素的培养基上不会出现非抗-R型细菌菌落,C项错误;将抗-S型细菌的DNA与对青霉素敏感的R型细菌共同培养,结果发现,某些非抗-R型细菌被转化为抗-S型细菌并能稳定遗传,表明艾弗里所得DNA是遗传物质的结论是正确的,D项正确。
10.答案 (1)大部分生物的遗传物质是DNA　(2)设法将DNA和蛋白质分开,单独地、直接地研究它们的作用　(3)双螺旋　物理　脱氧核糖与磷酸交替连接　(4)否
如果对各种核苷酸都进行标记,则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA,在病毒中均能检测到放射性
解析 (1)大部分生物的遗传物质是DNA,少部分生物的遗传物质是RNA,因此DNA是主要的遗传物质。(2)赫尔希和蔡斯的实验与艾弗里的实验设计思路相同,都是将DNA和蛋白质分开,单独研究它们的作用。(3)科学家沃森和克里克共同发现了DNA分子具有特殊的空间结构,即规则的双螺旋结构,并建立了DNA的物理模型,DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖与磷酸交替连接而成的。(4)如果各种核苷酸都进行标记,则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA,在病毒中均能检测到放射性,因此培养基中的各种核苷酸不需要都标记。
11.答案 (1)(a)debfca　(2)脱氧核苷酸　核糖体　(3)搅拌不充分　(4)B
解析 (1)图中a为噬菌体,b表示细菌中噬菌体的核酸与蛋白质的合成,c表示释放,d表示吸附,e表示注入,f表示组装,因此正确的顺序为(a→)d→e→b→f→c→a。(2)T2噬菌体的遗传物质是DNA,其基本单位是脱氧核苷酸;子代T2噬菌体的外壳是在大肠杆菌的核糖体上合成的。(3)35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中,若搅拌不充分,会使部分蛋白质外壳没有与细菌分开,随着细菌离心到沉淀物中,导致上清液和沉淀物都出现较强的放射性。(4)甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌,而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中,且放射性强度与保温时间长短没有关系,对应于曲线④。乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌,而32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,只有DNA进入细菌内,经过搅拌离心后,子代噬菌体DNA随着细菌分布在沉淀物中,若保温时间过短,部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌中,最终会使上清液中的放射性偏高;若保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来,经离心后分布于上清液中,这会使上清液的放射性含量升高,沉淀物中放射性含量降低,对应于曲线②。
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