高中生物人教版(2019)必修二3.1DNA是主要的遗传物质 同步练习(A)
一、单选题
1.(2020高二上·运城开学考)下列为肺炎双球菌转化实验中的两组实验,相关分析正确的是( )
甲组:R型活细菌+加热杀死的S型细菌 小鼠 S型活细菌 S型活细菌
乙组:R型活细菌+S型细菌的DNA S型活细菌+R型活细菌
A.加热杀死的S型细菌的DNA和蛋白质都失去原有功能
B.甲组中,从小鼠身上分离出的肺炎双球菌只有S型细菌
C.甲组中,R型活菌获得杀死的S型细菌的荚膜而变成S型细菌
D.乙组中,DNA的纯度越高,培养基上S型活菌的比例越大
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、加热杀死的S型细菌的蛋白质变性生活丧失原有的功能,其DNA具有转化R型细菌的能力,说明DNA并未完全丧失原有的功能,A错误;
B、甲组中,加热杀死的的S型细菌的DNA具有转化能力,但只能将部分R型细菌转化为S型细菌,所以能从小鼠身上分离出R型细菌和S型细菌,B错误;
C、甲组中,加热杀死的S型细菌的荚膜没有转化能力,R型活菌是获得了杀死的S型细菌的DNA而变成S型细菌的,C错误;
D、乙组中,提纯了S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养进行转化,DNA的纯度越高,转化能力越强,培养基上S型活菌的比例越大,D正确。
故答案为:D。
【分析】肺炎双球菌中的R型菌无毒,没有转化能力;S型菌有毒,其体内物质只有DNA有转化能力,能使R型菌转化为S型菌。若将S型菌的DNA水解,则S型菌的DNA丧失转化能力。
甲组实验中,加热杀死的S型细菌的DNA有转化能力,将之与R型活细菌混合,能获得S型细菌。乙组实验中,提纯的S型细菌的DNA同样具有转化能力,与R型细菌混合培养,可获得S型细菌。
2.(2020高一下·七台河期末)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B.荚膜的成分是蛋白质
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、S型肺炎双球菌的菌落为光滑的,R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的,A错误;
B、荚膜的成分是多糖类,不是蛋白质,B错误;
C、S型细菌中的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌,因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌,C错误;
D、该实验证明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,但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、图示为格里菲思的体外转化实验:①将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。②将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。③将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。④将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。2、结论:加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”,促使R型细菌转化为S型细菌。
3.(2020高一下·西安期末)下列有关“肺炎双球菌转化实验”的结果中,可获得活的S型细菌的是( )
A.加入S型细菌DNA的培养基
B.注射加热杀死的S型细菌的小鼠
C.注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合液的小鼠
D.添加经DNA酶处理后的S型细菌的DNA和R型活细菌的培养基
【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、培养基中只加入S型细菌的DNA而没有加入R型活细菌,不会产生活的S型细菌,A项不符合题意;
B、加热杀死的S型细菌失去毒性,不会使小鼠死亡,小鼠体内不会产生活的S型细菌,B项不符合题意;
C、将R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合液注射给小鼠,部分R型细菌转化为S型细菌,引起小鼠死亡,C项符合题意;
D、经DNA酶处理后的S型细菌的DNA已被分解,即使加入了含有R型活细菌的培养基中也不会产生活的S型细菌,D项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】加热杀死的S型细菌的蛋白质变性失活,不能表现生命现象,但其DNA可以使R型菌发生转化,产生活的S型菌。
4.(2020·浙江选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是( )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、
活体转化实验中,小鼠体内有大量 S型菌,说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传,A错误;
B、活体转化实验中,无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B错误;
C、离体转化实验中,只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;
D、离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型菌转化成 S型菌,D正确。
故答案为:D。
【分析】活体转化实验是以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验,将活的、无毒的R型(无荚膜,菌落粗糙型)肺炎双球菌或加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌注入小白鼠体内,结果小白鼠安然无恙;将活的、有毒的S型(有荚膜,菌落光滑型)肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌和少量无毒、活的R型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内,结果小白鼠患病死亡,并从小白鼠体内分离出活的S型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用,实验表明,S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌。离体转化实验是艾弗里等人从S型活菌体内提取DNA,RNA,蛋白质和荚膜多糖,将它们分别和R型活菌混合培养,结果只有S型菌DNA和R型活菌的混合培养的培养基中既有R型菌,也有S型菌,这就是是一部分R型菌转化产生有毒的、有荚膜的S型菌所致,并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。
5.(2020高二上·双鸭山开学考)艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”,进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列叙述错误的是( )
A.肺炎双球菌的细胞结构中没有核膜包被的成形细胞核
B.该实验的设计思路是单独观察S型细菌的DNA和蛋白质等成分的作用
C.在培养R型菌的培养基中添加S菌的DNA后出现的菌落只有S型
D.该实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不遗传物质
【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A.肺炎双球菌的细胞为原核细胞,细胞结构中没有核膜包被的成形细胞核,A不符合题意;
B.该实验的设计思路是单独观察S型细菌的DNA和蛋白质等成分的作用,B不符合题意;
C.在培养R型菌的培养基中添加S菌的DNA后出现的菌落既有R型菌也有S型菌,C符合题意。
D.该实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】艾佛里的体外转化实验
结论:S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
6.(2020高一下·天津期末)赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌”的实验表明( )
A.病毒中只有DNA, 但没有蛋白质
B.DNA是遗传物质
C.遗传物质包括 DNA和蛋白质
D.细菌中只有DNA,但没有蛋白质
【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质,B正确。
故答案为:B。
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
7.(2020高一下·天津期末)用同位素35S和32p分别标记噬菌体的蛋白质和DNA,然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在产生的子代噬菌体的组成结构中,能够检测到的放射性元素是( )
A.35S B.32P
C.35S和32P D.均检测不到35S和32P
【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌中,蛋白质外壳留在细菌外。因此,用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA,然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验,进入细菌体内的有32P,根据DNA半保留复制特点,少量子代噬菌体DNA分子含有32P。
故答案为:B。
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。2、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
8.(2020高一下·焦作期末)下列有关T2噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A.子代噬菌体DNA的合成原料来自亲代噬菌体
B.子代噬菌体合成蛋白质外壳的场所是噬菌体的核糖体
C.子代噬菌体蛋白质的合成模板是亲代噬菌体蛋白质外壳
D.子代噬菌体DNA的合成过程遵循碱基互补配对原则
【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、子代噬菌体DNA的合成原料来自宿主大肠杆菌,A错误;
B、子代噬菌体合成蛋白质外壳的场所是大肠杆菌的核糖体,B错误;
C、子代噬菌体的蛋白质是由亲代噬菌体的DNA经转录和翻译后合成的,C错误;
D、子代噬菌体DNA的合成过程遵循碱基互补配对原则,即A与T配对,G与C配对,D正确。
故答案为:D。
【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成,头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌时,将DNA注入大肠杆菌中,在亲代T2噬菌体DNA的控制下,利用大肠杆菌的脱氧核苷酸和氨基酸等原料,并利用大肠杆菌的酶、核糖体等,合成子代噬菌体的DNA和蛋白质,经过组装后增殖。
9.(2020高一下·宜宾期末)下列关于T2噬菌体侵染细菌的实验的叙述,错误的是( )
A.分别用含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体
B.T2噬菌体可利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分
C.搅拌的目的是让吸附在细胞上的T2噬菌体与细菌分离
D.离心后,离心管的沉淀物中主要是被感染的大肠杆菌
【答案】A
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体是病毒,不能独立生存,不能用培养基去培养噬菌体,A错误;
B、噬菌体增殖除自身注入最初模板DNA分子外,其余所需原料、ATP、酶、场所等均是由细菌细胞提供的,B正确;
C、搅拌的目的是让吸附在细胞上的T2噬菌体与细菌分离,C正确;
D、离心后,离心管的沉淀物中主要是被感染的大肠杆菌,上清液主要是噬菌体的蛋白质外壳,D正确。
故答案为:A。
【分析】噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P);噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。实验结论:DNA是遗传物质。
10.(2020高一下·眉山期末)下列关于DNA是遗传物质的相关实验的叙述,正确的是( )
A.格里菲思的实验充分证明了DNA是转化因子
B.艾弗里的实验中,转化效果与DNA纯度无关
C.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.32P标记的噬菌体侵染未标记细菌,子代噬菌体可不含32P
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、格里菲思的实验证明了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,但没有证明DNA是转化因子,A错误;
B、艾弗里的实验中,转化效果与DNA纯度有关,B错误;
C、赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质,但没有证明DNA是主要的遗传物质,C错误;
D、32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌,并指导子代噬菌体的合成,而合成子代噬菌体的原料由细菌提供,但由于DNA分子复制方式为半保留复制,因此32P标记的噬菌体侵染未标记细菌,子代噬菌体中可不含32P,D正确。
故答案为:D。
【分析】1.肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
11.(2020高一下·成都期末)下列叙述正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌的实验中搅拌的目的是为细菌提供更多的氧气
B.转化形成的S型细菌的遗传物质中含有R型细菌的遗传信息
C.将 S 型菌的DNA注射到活的小鼠体内可以分离得到S型活菌
D.若用噬菌体侵染3H标记的细菌,离心后可检测到放射性主要分布在上清液中
【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染细菌的实验中搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分离,A错误;
B、肺炎双球菌转化的实质是基因重组,因此转化形成的S型细菌的遗传物质中含有R型细菌的遗传信息,B正确;
C、S型菌的DNA能可R型细菌转化为S型细菌,而将S型菌的DNA注射到活的小鼠体内是不能分离得到S型活菌的,C错误;
D、上清液中是亲代噬菌体的蛋白质外壳,沉淀物中是被侵染的大肠杆菌,因此若用噬菌体侵染3H标记的细菌,离心后可检测到放射性主要分布在沉淀物中,D错误。
故答案为:B。
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验:
研究者:1952年,赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究,
方法如下:实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。 实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
12.(2020高一下·抚顺期末)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下4个实验:①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌;②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌;③用未标记的致噬菌体侵染3H标记的细菌;④用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上4个实验,经过一段时间后搅拌、离心,检测到放射性的主要部位分别是( )
A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B.沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
C.上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液
D.沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,细菌经过离心后分布在沉淀物中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体侵染细菌后,只有DNA进入细菌并随着细菌离心到沉淀物中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌,细菌经过离心后分布在沉淀物中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
④用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌,由于3H可标记噬菌体的DNA和蛋白质,蛋白质外壳出现在上清液中,3H标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性。
综上分析,D正确,ABC错误。
故答案为:D。
【分析】噬菌体是由蛋白质和DNA构成的,根据元素组成可确定,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,32P标记的是噬菌体的DNA。当噬菌体侵染细菌时,DNA注入到细菌内,而蛋白质外壳留在外面,因此离心时,细菌沉在底部,蛋白质外壳在上清液中。
13.(2020高一下·绥化期末)下列能说明DNA是主要遗传物质的是( )
A.肺炎双球菌转化实验 B.绝大多数生物的遗传物质是DNA
C.噬菌体侵染细菌的实验 D.DNA是染色体的主要成分
【答案】B
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,并没有证明DNA是主要的遗传物质,A错误;
B、绝大多数生物的遗传物质是DNA,这证明DNA是主要的遗传物质,B正确;
C、噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质,并没有证明DNA是主要的遗传物质,C错误;
D、DNA是染色体的主要成分,这说明染色体是DNA的载体,但不能证明DNA是主要的遗传物质,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
14.(2020高一下·绥化期末)在噬菌体侵染细菌实验中,关于在细菌体内合成蛋白质的叙述正确的是( )
A.原料、模板和酶都来自细菌
B.模板和酶来自噬菌体,核糖体和原料来自细菌
C.指导蛋白质合成的DNA来自细菌,核糖体、原料和酶来自噬菌体
D.指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、原料和酶来自细菌
【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染细菌的过程中,原料和酶来自细菌,模板来自噬菌体,A错误;
B、模板来自噬菌体,酶、核糖体和氨基酸原料来自细菌,B错误;
C、指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,氨基酸原料来自细菌,C错误;
D、噬菌体侵染细菌的过程中,只有DNA进入细菌,所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、氨基酸原料和酶,由细菌提供,D正确。
故答案为:D。
【分析】噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
15.(2020高一下·绥化期末)在肺炎双球菌的转化实验中,将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡,则小鼠体内S型。R型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后,注射到小鼠体内时,由于小鼠体内的免疫系统的存在,杀死一部分R型细菌,同时在S型细菌的DNA作用下出现S型细菌,破坏小鼠体内的免疫系统,直至小鼠死亡,导致两种细菌的数量均增加,所以B正确。
故答案为:B。
【分析】R型和S型肺炎双球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑).由肺炎双球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。
二、综合题
16.1928年,英国科学家利用小鼠做了如下的实验:
实验1:R型活细菌+小鼠→小鼠存活;
实验2:S型活细菌+小鼠→小鼠死亡→分离出S型活细菌;
实验3:加热后杀死的S型细菌+小鼠→小鼠存活;
实验4:加热后杀死的S型细菌+R型活细菌+小鼠→小鼠死亡。
请回答下列相关问题:
(1)在实验4中从死亡的小鼠体内能够分离出 细菌。
(2)除了用注射法,通过观察小鼠的生活情况来区分R型细菌和S型细菌外,还可以在显微镜下观察细菌有无荚膜,有荚膜者为 型细菌。
(3)如图为实验4中小鼠体内R型细菌的增长曲线,请在图中绘出S型细菌的增长情况。(用虚线绘制)
(4)本实验得出的结论是: 型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌。
【答案】(1)S型细菌和R型
(2)S型
(3)
(4)S型
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】(1)实验3和实验4可看作对照实验,自变量是否加R型活细菌.S型细菌中存在某种“转化因子”,能将部分R型细菌转化成S型细菌,因此,在实验4中死亡的小鼠中能够分离出S型和R型细菌.(2)S型细菌的特点:含有多糖类的荚膜、有毒性、菌落光滑,而R型细菌的特点:无多糖类的荚膜、无毒性、菌落粗糙.因此,除了用上述注射法,通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,你还可以通过显微镜下观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若表面光滑,则为S型;若菌落表面粗糙,则为R型细菌.(3)绘图时需要注意:①曲线的初始数量应为0,体现转化从无到有的过程;②S型细菌种群将呈现“S”型增长;③S型细菌的曲线应先于R型细菌曲线开始增长,且最后数量要高于R型细菌.如图:
( 4 )与艾弗里的实验相比该实验是肺炎双球菌的体内转化实验,通过该实验获得的结论是S型细菌中存在某种“转化因子”.
【分析】(1)肺炎双球菌的类型及特点
特点
类型 菌落 荚膜 毒性
S型 光滑 有 有
R型 粗糙 无 无
(2)比较两个转化实验
体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思 用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 将物质提纯分离后,直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
实验结论 加热杀死的S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
17.(2019高一下·韶关期末)下图是赫尔希和蔡斯完成的实验的部分步骤,请据图分析:
(1)本实验用噬菌体作为实验材料,原因之一是其结构仅由 组成。实验所用的研究方法是 。若要大量制备用35S标记的噬菌体,能否用含有35S的培养基培养噬菌体? 。上图中锥形瓶内的培养液中能否含有32P或35S? 。
(2)完成以上实验的部分操作步骤: 第一步:用 (填32P或35S)标记噬菌体;第二步: 。
(3)在本实验中,理论上沉淀物中放射性应该为0,而实验的实际结果显示:沉淀物中也有一定的放射性,可能的原因是 。
(4)本实验若改用未被标记的噬菌体侵染被32P、35S标记的细菌,理论上沉淀和上清液中的放射性分布情况如何 。
【答案】(1)DNA和蛋白质;同位素标记法(离心法等);不能;不能
(2)35S;把35S标记的噬菌体与(未标记的)细菌混合(或用35S标记的噬菌体感染未被标记的细菌)
(3)搅拌不充分,部分未与细菌分离的具有放射性的蛋白质外壳随细菌在沉淀物中
(4)沉淀中有放射性,上清液中没有放射性
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】(1) 噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒,其结构简单,仅由DNA和蛋白质构成。赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验,是用32P标记一部分噬菌体的DNA,用35S标记另一部分噬菌体的蛋白质,再让这两类标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌,因此实验所用的研究方法是同位素标记法。噬菌体只有依赖活细胞才能生活,因此若要大量制备用35S标记的噬菌体,则不能用含有35S的培养基培养噬菌体。在该实验过程中,经搅拌、离心后,细菌存在于沉淀物中,噬菌体的蛋白质外壳主要集中在上清液中,据此并结合图示呈现的“上清液的放射性很高”可推知:图示是将被35S 标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养,检测的因变量是上清液与沉淀物中的放射性强度,而在培养过程中,细菌能够从培养液中吸收物质,所以上图中锥形瓶内的培养液中不能含有32P或35S,否则会对实验结果产生干扰。(2) 图示的实验的部分操作步骤为:第一步:用35S标记噬菌体;第二步:把35S标记的噬菌体与未标记的细菌混合(用35S标记的噬菌体感染未被标记的细菌)。 (3) 实际结果显示:沉淀物中也有一定的放射性,可能的原因是:搅拌不充分,部分未与细菌分离的具有放射性的蛋白质外壳随细菌离心到沉淀物中。(4) 本实验若改用未被标记的噬菌体侵染被32P、35S标记的细菌,因搅拌、离心后,细菌存在于沉淀物中,噬菌体的蛋白质外壳主要集中在上清液中,所以理论上沉淀中有放射性,上清液中没有放射性。
【分析】噬菌体侵染细菌时,DNA进入到细菌的细胞中,而蛋白质外壳则留在细菌细胞外;在噬菌体DNA的指导下,利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。噬菌体侵染细菌的实验过程是:用32P标记一部分噬菌体的DNA,用35S标记另一部分噬菌体的蛋白质,再让这两类标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌;在搅拌、离心后,检测上清液和沉淀物中的放射性强度。因细菌的质量重于噬菌体,所以离心后,细菌存在于沉淀物中,蛋白质外壳主要集中在上清液中。图示信息显示:离心之后,上清液的放射性很高,说明图示是将已被35S 标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养。
18.烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者致病斑不同,如图所示,据图回答
(1)从c组实验中分离得到的病毒,蛋白质外壳是以 为模板,以 为场所合成的.所需的氨基酸、酶和ATP均来自 .
(2)本实验证明 .
【答案】(1)HRV的RNA;烟叶细胞的核糖体;烟叶细胞
(2)RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
【知识点】证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】解:(1)从c组实验中分离得到的病毒,蛋白质外壳是以HRV的RNA为模板,以烟叶细胞的核糖体为场所合成的.所需的氨基酸、酶和ATP均来自烟叶细胞.(2)据以上分析可知,本实验证明RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质.
【分析】分析题图信息可知,用TMV的蛋白质外壳、HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒感染烟叶,用TMV的蛋白质外壳感染的烟叶没有出现病斑,其他两组烟叶上出现的病斑是HRV的病斑,结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用,HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒有感染作用.
1 / 1高中生物人教版(2019)必修二3.1DNA是主要的遗传物质 同步练习(A)
一、单选题
1.(2020高二上·运城开学考)下列为肺炎双球菌转化实验中的两组实验,相关分析正确的是( )
甲组:R型活细菌+加热杀死的S型细菌 小鼠 S型活细菌 S型活细菌
乙组:R型活细菌+S型细菌的DNA S型活细菌+R型活细菌
A.加热杀死的S型细菌的DNA和蛋白质都失去原有功能
B.甲组中,从小鼠身上分离出的肺炎双球菌只有S型细菌
C.甲组中,R型活菌获得杀死的S型细菌的荚膜而变成S型细菌
D.乙组中,DNA的纯度越高,培养基上S型活菌的比例越大
2.(2020高一下·七台河期末)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B.荚膜的成分是蛋白质
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
3.(2020高一下·西安期末)下列有关“肺炎双球菌转化实验”的结果中,可获得活的S型细菌的是( )
A.加入S型细菌DNA的培养基
B.注射加热杀死的S型细菌的小鼠
C.注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合液的小鼠
D.添加经DNA酶处理后的S型细菌的DNA和R型活细菌的培养基
4.(2020·浙江选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是( )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
5.(2020高二上·双鸭山开学考)艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”,进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列叙述错误的是( )
A.肺炎双球菌的细胞结构中没有核膜包被的成形细胞核
B.该实验的设计思路是单独观察S型细菌的DNA和蛋白质等成分的作用
C.在培养R型菌的培养基中添加S菌的DNA后出现的菌落只有S型
D.该实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不遗传物质
6.(2020高一下·天津期末)赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌”的实验表明( )
A.病毒中只有DNA, 但没有蛋白质
B.DNA是遗传物质
C.遗传物质包括 DNA和蛋白质
D.细菌中只有DNA,但没有蛋白质
7.(2020高一下·天津期末)用同位素35S和32p分别标记噬菌体的蛋白质和DNA,然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在产生的子代噬菌体的组成结构中,能够检测到的放射性元素是( )
A.35S B.32P
C.35S和32P D.均检测不到35S和32P
8.(2020高一下·焦作期末)下列有关T2噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A.子代噬菌体DNA的合成原料来自亲代噬菌体
B.子代噬菌体合成蛋白质外壳的场所是噬菌体的核糖体
C.子代噬菌体蛋白质的合成模板是亲代噬菌体蛋白质外壳
D.子代噬菌体DNA的合成过程遵循碱基互补配对原则
9.(2020高一下·宜宾期末)下列关于T2噬菌体侵染细菌的实验的叙述,错误的是( )
A.分别用含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体
B.T2噬菌体可利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分
C.搅拌的目的是让吸附在细胞上的T2噬菌体与细菌分离
D.离心后,离心管的沉淀物中主要是被感染的大肠杆菌
10.(2020高一下·眉山期末)下列关于DNA是遗传物质的相关实验的叙述,正确的是( )
A.格里菲思的实验充分证明了DNA是转化因子
B.艾弗里的实验中,转化效果与DNA纯度无关
C.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.32P标记的噬菌体侵染未标记细菌,子代噬菌体可不含32P
11.(2020高一下·成都期末)下列叙述正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌的实验中搅拌的目的是为细菌提供更多的氧气
B.转化形成的S型细菌的遗传物质中含有R型细菌的遗传信息
C.将 S 型菌的DNA注射到活的小鼠体内可以分离得到S型活菌
D.若用噬菌体侵染3H标记的细菌,离心后可检测到放射性主要分布在上清液中
12.(2020高一下·抚顺期末)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下4个实验:①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌;②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌;③用未标记的致噬菌体侵染3H标记的细菌;④用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上4个实验,经过一段时间后搅拌、离心,检测到放射性的主要部位分别是( )
A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B.沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
C.上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液
D.沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
13.(2020高一下·绥化期末)下列能说明DNA是主要遗传物质的是( )
A.肺炎双球菌转化实验 B.绝大多数生物的遗传物质是DNA
C.噬菌体侵染细菌的实验 D.DNA是染色体的主要成分
14.(2020高一下·绥化期末)在噬菌体侵染细菌实验中,关于在细菌体内合成蛋白质的叙述正确的是( )
A.原料、模板和酶都来自细菌
B.模板和酶来自噬菌体,核糖体和原料来自细菌
C.指导蛋白质合成的DNA来自细菌,核糖体、原料和酶来自噬菌体
D.指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、原料和酶来自细菌
15.(2020高一下·绥化期末)在肺炎双球菌的转化实验中,将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡,则小鼠体内S型。R型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项( )
A. B.
C. D.
二、综合题
16.1928年,英国科学家利用小鼠做了如下的实验:
实验1:R型活细菌+小鼠→小鼠存活;
实验2:S型活细菌+小鼠→小鼠死亡→分离出S型活细菌;
实验3:加热后杀死的S型细菌+小鼠→小鼠存活;
实验4:加热后杀死的S型细菌+R型活细菌+小鼠→小鼠死亡。
请回答下列相关问题:
(1)在实验4中从死亡的小鼠体内能够分离出 细菌。
(2)除了用注射法,通过观察小鼠的生活情况来区分R型细菌和S型细菌外,还可以在显微镜下观察细菌有无荚膜,有荚膜者为 型细菌。
(3)如图为实验4中小鼠体内R型细菌的增长曲线,请在图中绘出S型细菌的增长情况。(用虚线绘制)
(4)本实验得出的结论是: 型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌。
17.(2019高一下·韶关期末)下图是赫尔希和蔡斯完成的实验的部分步骤,请据图分析:
(1)本实验用噬菌体作为实验材料,原因之一是其结构仅由 组成。实验所用的研究方法是 。若要大量制备用35S标记的噬菌体,能否用含有35S的培养基培养噬菌体? 。上图中锥形瓶内的培养液中能否含有32P或35S? 。
(2)完成以上实验的部分操作步骤: 第一步:用 (填32P或35S)标记噬菌体;第二步: 。
(3)在本实验中,理论上沉淀物中放射性应该为0,而实验的实际结果显示:沉淀物中也有一定的放射性,可能的原因是 。
(4)本实验若改用未被标记的噬菌体侵染被32P、35S标记的细菌,理论上沉淀和上清液中的放射性分布情况如何 。
18.烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者致病斑不同,如图所示,据图回答
(1)从c组实验中分离得到的病毒,蛋白质外壳是以 为模板,以 为场所合成的.所需的氨基酸、酶和ATP均来自 .
(2)本实验证明 .
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、加热杀死的S型细菌的蛋白质变性生活丧失原有的功能,其DNA具有转化R型细菌的能力,说明DNA并未完全丧失原有的功能,A错误;
B、甲组中,加热杀死的的S型细菌的DNA具有转化能力,但只能将部分R型细菌转化为S型细菌,所以能从小鼠身上分离出R型细菌和S型细菌,B错误;
C、甲组中,加热杀死的S型细菌的荚膜没有转化能力,R型活菌是获得了杀死的S型细菌的DNA而变成S型细菌的,C错误;
D、乙组中,提纯了S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养进行转化,DNA的纯度越高,转化能力越强,培养基上S型活菌的比例越大,D正确。
故答案为:D。
【分析】肺炎双球菌中的R型菌无毒,没有转化能力;S型菌有毒,其体内物质只有DNA有转化能力,能使R型菌转化为S型菌。若将S型菌的DNA水解,则S型菌的DNA丧失转化能力。
甲组实验中,加热杀死的S型细菌的DNA有转化能力,将之与R型活细菌混合,能获得S型细菌。乙组实验中,提纯的S型细菌的DNA同样具有转化能力,与R型细菌混合培养,可获得S型细菌。
2.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、S型肺炎双球菌的菌落为光滑的,R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的,A错误;
B、荚膜的成分是多糖类,不是蛋白质,B错误;
C、S型细菌中的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌,因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌,C错误;
D、该实验证明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,但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、图示为格里菲思的体外转化实验:①将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。②将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。③将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。④将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。2、结论:加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”,促使R型细菌转化为S型细菌。
3.【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、培养基中只加入S型细菌的DNA而没有加入R型活细菌,不会产生活的S型细菌,A项不符合题意;
B、加热杀死的S型细菌失去毒性,不会使小鼠死亡,小鼠体内不会产生活的S型细菌,B项不符合题意;
C、将R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合液注射给小鼠,部分R型细菌转化为S型细菌,引起小鼠死亡,C项符合题意;
D、经DNA酶处理后的S型细菌的DNA已被分解,即使加入了含有R型活细菌的培养基中也不会产生活的S型细菌,D项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】加热杀死的S型细菌的蛋白质变性失活,不能表现生命现象,但其DNA可以使R型菌发生转化,产生活的S型菌。
4.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、
活体转化实验中,小鼠体内有大量 S型菌,说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传,A错误;
B、活体转化实验中,无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B错误;
C、离体转化实验中,只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;
D、离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型菌转化成 S型菌,D正确。
故答案为:D。
【分析】活体转化实验是以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验,将活的、无毒的R型(无荚膜,菌落粗糙型)肺炎双球菌或加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌注入小白鼠体内,结果小白鼠安然无恙;将活的、有毒的S型(有荚膜,菌落光滑型)肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌和少量无毒、活的R型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内,结果小白鼠患病死亡,并从小白鼠体内分离出活的S型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用,实验表明,S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌。离体转化实验是艾弗里等人从S型活菌体内提取DNA,RNA,蛋白质和荚膜多糖,将它们分别和R型活菌混合培养,结果只有S型菌DNA和R型活菌的混合培养的培养基中既有R型菌,也有S型菌,这就是是一部分R型菌转化产生有毒的、有荚膜的S型菌所致,并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。
5.【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A.肺炎双球菌的细胞为原核细胞,细胞结构中没有核膜包被的成形细胞核,A不符合题意;
B.该实验的设计思路是单独观察S型细菌的DNA和蛋白质等成分的作用,B不符合题意;
C.在培养R型菌的培养基中添加S菌的DNA后出现的菌落既有R型菌也有S型菌,C符合题意。
D.该实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】艾佛里的体外转化实验
结论:S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
6.【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质,B正确。
故答案为:B。
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
7.【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌中,蛋白质外壳留在细菌外。因此,用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA,然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验,进入细菌体内的有32P,根据DNA半保留复制特点,少量子代噬菌体DNA分子含有32P。
故答案为:B。
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。2、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
8.【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、子代噬菌体DNA的合成原料来自宿主大肠杆菌,A错误;
B、子代噬菌体合成蛋白质外壳的场所是大肠杆菌的核糖体,B错误;
C、子代噬菌体的蛋白质是由亲代噬菌体的DNA经转录和翻译后合成的,C错误;
D、子代噬菌体DNA的合成过程遵循碱基互补配对原则,即A与T配对,G与C配对,D正确。
故答案为:D。
【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成,头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌时,将DNA注入大肠杆菌中,在亲代T2噬菌体DNA的控制下,利用大肠杆菌的脱氧核苷酸和氨基酸等原料,并利用大肠杆菌的酶、核糖体等,合成子代噬菌体的DNA和蛋白质,经过组装后增殖。
9.【答案】A
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体是病毒,不能独立生存,不能用培养基去培养噬菌体,A错误;
B、噬菌体增殖除自身注入最初模板DNA分子外,其余所需原料、ATP、酶、场所等均是由细菌细胞提供的,B正确;
C、搅拌的目的是让吸附在细胞上的T2噬菌体与细菌分离,C正确;
D、离心后,离心管的沉淀物中主要是被感染的大肠杆菌,上清液主要是噬菌体的蛋白质外壳,D正确。
故答案为:A。
【分析】噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P);噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。实验结论:DNA是遗传物质。
10.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、格里菲思的实验证明了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,但没有证明DNA是转化因子,A错误;
B、艾弗里的实验中,转化效果与DNA纯度有关,B错误;
C、赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质,但没有证明DNA是主要的遗传物质,C错误;
D、32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌,并指导子代噬菌体的合成,而合成子代噬菌体的原料由细菌提供,但由于DNA分子复制方式为半保留复制,因此32P标记的噬菌体侵染未标记细菌,子代噬菌体中可不含32P,D正确。
故答案为:D。
【分析】1.肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
11.【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染细菌的实验中搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分离,A错误;
B、肺炎双球菌转化的实质是基因重组,因此转化形成的S型细菌的遗传物质中含有R型细菌的遗传信息,B正确;
C、S型菌的DNA能可R型细菌转化为S型细菌,而将S型菌的DNA注射到活的小鼠体内是不能分离得到S型活菌的,C错误;
D、上清液中是亲代噬菌体的蛋白质外壳,沉淀物中是被侵染的大肠杆菌,因此若用噬菌体侵染3H标记的细菌,离心后可检测到放射性主要分布在沉淀物中,D错误。
故答案为:B。
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验:
研究者:1952年,赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究,
方法如下:实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。 实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
12.【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,细菌经过离心后分布在沉淀物中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体侵染细菌后,只有DNA进入细菌并随着细菌离心到沉淀物中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌,细菌经过离心后分布在沉淀物中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
④用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌,由于3H可标记噬菌体的DNA和蛋白质,蛋白质外壳出现在上清液中,3H标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性。
综上分析,D正确,ABC错误。
故答案为:D。
【分析】噬菌体是由蛋白质和DNA构成的,根据元素组成可确定,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,32P标记的是噬菌体的DNA。当噬菌体侵染细菌时,DNA注入到细菌内,而蛋白质外壳留在外面,因此离心时,细菌沉在底部,蛋白质外壳在上清液中。
13.【答案】B
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,并没有证明DNA是主要的遗传物质,A错误;
B、绝大多数生物的遗传物质是DNA,这证明DNA是主要的遗传物质,B正确;
C、噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质,并没有证明DNA是主要的遗传物质,C错误;
D、DNA是染色体的主要成分,这说明染色体是DNA的载体,但不能证明DNA是主要的遗传物质,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
14.【答案】D
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染细菌的过程中,原料和酶来自细菌,模板来自噬菌体,A错误;
B、模板来自噬菌体,酶、核糖体和氨基酸原料来自细菌,B错误;
C、指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,氨基酸原料来自细菌,C错误;
D、噬菌体侵染细菌的过程中,只有DNA进入细菌,所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、氨基酸原料和酶,由细菌提供,D正确。
故答案为:D。
【分析】噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
15.【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后,注射到小鼠体内时,由于小鼠体内的免疫系统的存在,杀死一部分R型细菌,同时在S型细菌的DNA作用下出现S型细菌,破坏小鼠体内的免疫系统,直至小鼠死亡,导致两种细菌的数量均增加,所以B正确。
故答案为:B。
【分析】R型和S型肺炎双球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑).由肺炎双球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。
16.【答案】(1)S型细菌和R型
(2)S型
(3)
(4)S型
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】(1)实验3和实验4可看作对照实验,自变量是否加R型活细菌.S型细菌中存在某种“转化因子”,能将部分R型细菌转化成S型细菌,因此,在实验4中死亡的小鼠中能够分离出S型和R型细菌.(2)S型细菌的特点:含有多糖类的荚膜、有毒性、菌落光滑,而R型细菌的特点:无多糖类的荚膜、无毒性、菌落粗糙.因此,除了用上述注射法,通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,你还可以通过显微镜下观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若表面光滑,则为S型;若菌落表面粗糙,则为R型细菌.(3)绘图时需要注意:①曲线的初始数量应为0,体现转化从无到有的过程;②S型细菌种群将呈现“S”型增长;③S型细菌的曲线应先于R型细菌曲线开始增长,且最后数量要高于R型细菌.如图:
( 4 )与艾弗里的实验相比该实验是肺炎双球菌的体内转化实验,通过该实验获得的结论是S型细菌中存在某种“转化因子”.
【分析】(1)肺炎双球菌的类型及特点
特点
类型 菌落 荚膜 毒性
S型 光滑 有 有
R型 粗糙 无 无
(2)比较两个转化实验
体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思 用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 将物质提纯分离后,直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
实验结论 加热杀死的S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
17.【答案】(1)DNA和蛋白质;同位素标记法(离心法等);不能;不能
(2)35S;把35S标记的噬菌体与(未标记的)细菌混合(或用35S标记的噬菌体感染未被标记的细菌)
(3)搅拌不充分,部分未与细菌分离的具有放射性的蛋白质外壳随细菌在沉淀物中
(4)沉淀中有放射性,上清液中没有放射性
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】(1) 噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒,其结构简单,仅由DNA和蛋白质构成。赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验,是用32P标记一部分噬菌体的DNA,用35S标记另一部分噬菌体的蛋白质,再让这两类标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌,因此实验所用的研究方法是同位素标记法。噬菌体只有依赖活细胞才能生活,因此若要大量制备用35S标记的噬菌体,则不能用含有35S的培养基培养噬菌体。在该实验过程中,经搅拌、离心后,细菌存在于沉淀物中,噬菌体的蛋白质外壳主要集中在上清液中,据此并结合图示呈现的“上清液的放射性很高”可推知:图示是将被35S 标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养,检测的因变量是上清液与沉淀物中的放射性强度,而在培养过程中,细菌能够从培养液中吸收物质,所以上图中锥形瓶内的培养液中不能含有32P或35S,否则会对实验结果产生干扰。(2) 图示的实验的部分操作步骤为:第一步:用35S标记噬菌体;第二步:把35S标记的噬菌体与未标记的细菌混合(用35S标记的噬菌体感染未被标记的细菌)。 (3) 实际结果显示:沉淀物中也有一定的放射性,可能的原因是:搅拌不充分,部分未与细菌分离的具有放射性的蛋白质外壳随细菌离心到沉淀物中。(4) 本实验若改用未被标记的噬菌体侵染被32P、35S标记的细菌,因搅拌、离心后,细菌存在于沉淀物中,噬菌体的蛋白质外壳主要集中在上清液中,所以理论上沉淀中有放射性,上清液中没有放射性。
【分析】噬菌体侵染细菌时,DNA进入到细菌的细胞中,而蛋白质外壳则留在细菌细胞外;在噬菌体DNA的指导下,利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。噬菌体侵染细菌的实验过程是:用32P标记一部分噬菌体的DNA,用35S标记另一部分噬菌体的蛋白质,再让这两类标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌;在搅拌、离心后,检测上清液和沉淀物中的放射性强度。因细菌的质量重于噬菌体,所以离心后,细菌存在于沉淀物中,蛋白质外壳主要集中在上清液中。图示信息显示:离心之后,上清液的放射性很高,说明图示是将已被35S 标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养。
18.【答案】(1)HRV的RNA;烟叶细胞的核糖体;烟叶细胞
(2)RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
【知识点】证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】解:(1)从c组实验中分离得到的病毒,蛋白质外壳是以HRV的RNA为模板,以烟叶细胞的核糖体为场所合成的.所需的氨基酸、酶和ATP均来自烟叶细胞.(2)据以上分析可知,本实验证明RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质.
【分析】分析题图信息可知,用TMV的蛋白质外壳、HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒感染烟叶,用TMV的蛋白质外壳感染的烟叶没有出现病斑,其他两组烟叶上出现的病斑是HRV的病斑,结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用,HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒有感染作用.
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