人教生物必修2 遗传与进化-同步练习(10)　DNA是主要的遗传物质(含答案）

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人教生物必修2 遗传与进化-同步练习
(10)　DNA是主要的遗传物质
1．(2021·辽宁鞍山诊断)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，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．第4组中加热杀死的S型菌转化成了R型菌
D．该实验证明灭活的S型菌可以复活
B　[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。第4组中加热杀死的S型菌使R型菌转化成了S型菌，而不是灭活的S型菌复活。]
2．(2021·河北高一联考)在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内。小鼠的存活情况和体内出现的细菌类型是(　　)
A．存活；无毒R型菌
B．死亡；有毒R型菌和有毒S型菌
C．存活；无毒S型菌
D．死亡；有毒S型菌和无毒R型菌
D　[R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，加热杀死的S型细菌的DNA可将R型活细菌转化为有毒的S型细菌，且R型活细菌仍可繁殖，故小鼠死亡，D符合题意。]
3．如图所示，甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重组形成杂种病毒丙，丙侵染植物细胞后，在植物细胞内增殖产生的新一代病毒是(　　)
D　[杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的，核酸为遗传物质，所以子代病毒应与病毒乙相同。]
4．用32P标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验，若检测结果为上清液出现含32P的子代噬菌体，出现这种现象的原因不可能是(　　)
A．保温时间过短 B．保温时间过长
C．搅拌时间过久 D．离心时间过久
A　[保温时间过短，部分噬菌体未能侵染至细菌内部，经搅拌离心后，上清液出现含32P的亲代噬菌体，不是子代噬菌体，A错误，B、C、D正确。]
5．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括六个步骤：
①噬菌体侵染细菌
②用35S或32P标记噬菌体
③上清液和沉淀物的放射性检测
④离心分离
⑤子代噬菌体的放射性检测
⑥噬菌体与大肠杆菌混合培养
最合理的实验步骤顺序为(　　)
A．⑥①②④③⑤ B．②⑥①③④⑤
C．②⑥①④③⑤ D．②⑥①④⑤③
C　[该实验首先要用32P和35S分别标记T2噬菌体，然后将标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养，使噬菌体侵染细菌，保温培养一段时间后，充分搅拌，离心分离，最后对上清液和沉淀物的放射性进行检测，以此来判断DNA和蛋白质在亲子代之间的传递情况。]
6．(2020·山东烟台高一检测)在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是(　　)
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、离心、搅拌、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是遗传物质
D　[应该用32P、35S分别标记两组T2噬菌体的DNA和蛋白质，然后分别做侵染细菌的实验，A错误；该实验的步骤中，应该是搅拌后再离心，B错误；病毒必须依赖活细胞生存，T2噬菌体的培养需要用活的大肠杆菌，C错误；该实验的结论为DNA是遗传物质，D正确。]
7．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型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
C　[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，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么，A错误；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B错误；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，C正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，D错误。]
8．如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体(　　)
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．可单独生存，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．可单独生存，通过RNA遗传
A　[提取这种病原体发现，其由RNA和蛋白质组成，分别用其RNA和蛋白质给植物接种，发现只有接种病原体RNA的植物得病，说明该病原体的遗传物质为RNA，该病原体为RNA病毒。病毒必须寄生在活细胞内，不能单独生存。]
9．(2021·吉林梅河口高一期末)有关DNA是主要的遗传物质的实验叙述正确的是(　　)
A．格里菲斯的肺炎链球菌转化实验证明S型肺炎链球菌的DNA使R型菌发生转化
B．艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质
C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验说明了DNA是主要的遗传物质
D．提取的烟草花叶病毒RNA可以使烟草感染，证明RNA也是遗传物质
D　[格里菲斯证明了S型菌中存在某种“转化因子”能够使R型菌发生转化，但没有证明S型菌的DNA能够使R型菌发生转化，A错误；艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验说明了DNA是遗传物质，C错误；提取的烟草花叶病毒RNA可以使烟草感染，证明RNA也是遗传物质，D正确。]
10．如图1为某研究者探究生物遗传物质的实验图解，请据图回答问题：
(1)该实验是某研究者所做的______________________实验的部分图解。
(2)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是__________________________。
(3)依据图1所示实验，可以作出__________________________________________的假设。
(4)为验证上面的假设，他们又设计如图2的实验：实验中加入DNA酶的目的是______________________，他们观察到的实验现象是_________________________________。
(5)肺炎链球菌的DNA分子中还有少量的蛋白质，由于技术原因，无法将DNA和蛋白质彻底分离开，因此，人们不能排除DNA和蛋白质共同起到转化作用，有人据此设计了如下实验：将提取的DNA与蛋白酶处理后再与R型菌混合培养，你赞同该设计方案吗？请说出你的理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)该实验是肺炎链球菌体外转化实验的部分图解。(2)在对R型细菌进行培养之前，必须首先分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。(3)根据题意和图示分析可知：该实验假设DNA是遗传物质。(4)酶具有催化作用，DNA酶能使DNA分解，所以该实验中加DNA酶的目的是分解从S型细菌中提取的DNA；由于S型细菌的DNA被分解，所以观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌。(5)因为蛋白酶本身就是蛋白质，没有达到将蛋白质除去的目的，因此该实验不能排除DNA和蛋白质共同起到转化作用。
答案　(1)肺炎链球菌体外转化　(2)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质　(3)DNA是遗传物质 (4)分解从S型细菌中提取的DNA　培养基中只长R型细菌　(5)不赞同　因为蛋白酶本身就是蛋白质，没有达到将蛋白质除去的目的(合理即可)
11．(2020·山东青岛高一检测)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上，上清液中不应含放射性物质，下层沉淀物中应具有很高的放射性，而实验的最终结果显示：离心后，上清液中具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验所采用的实验方法是__________________。
(2)在理论上，上清液中放射性应该为0，其原因是_________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析：
①在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液中的放射性物质含量________，其原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。
②在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，是否属于误差的来源呢？______，理由是_________________________________________________________________。
(4)在实验中，赫尔希和蔡斯同时用被35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，结果发现沉淀物中也出现少量放射性物质，为排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能，应进一步采取的措施是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(5)请设计一个方案，来大量制备用35S标记的噬菌体(简要说明)：___________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)赫尔希和蔡斯研究噬菌体侵染大肠杆菌的方法是同位素标记法，具体操作是分别用32P和35S标记噬菌体。(2)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，理论上，上清液中放射性应为0，因为噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌内，在离心时会随着大肠杆菌而沉淀。(3)若在上清液中出现放射性，原因有两种可能：噬菌体侵染时间太短，含有放射性的部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌中，或者噬菌体侵染时间太长，部分大肠杆菌已裂解，含有放射性的部分子代噬菌体被释放出来。(4)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，若沉淀物中发现放射性35S，原因是搅拌不彻底，沉淀的大肠杆菌表面还吸附有携带35S的蛋白质外壳。理论上讲，也可能是携带35S的蛋白质外壳进入大肠杆菌细胞内。若要排除后者的可能性，就要检测大肠杆菌细胞内的子代噬菌体是否带有35S。(5)由于噬菌体是严格寄生的，因此不能用含35S的培养基直接培养，而应先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染该大肠杆菌，即可得到大量用35S 标记的噬菌体。
答案　(1)(放射性)同位素标记法　(2)噬菌体已将自身的DNA全部注入大肠杆菌内而存在于沉淀物中　(3)①升高　子代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　②是　没有侵入大肠杆菌的亲代噬菌体经离心后分布于上清液中　(4)在新形成的噬菌体中检测是否带有35S　(5)用含35S的培养基培养大肠杆菌，然后用噬菌体侵染该大肠杆菌，即可以得到大量用35S标记的噬菌体
12．(2020·江苏邳州高一检测)在肺炎链球菌的体外转化实验中，R型菌和S型菌的数量变化曲线为(　　)
B　[在肺炎链球菌的体外转化实验中，R型菌能在培养基中大量增殖；加热杀死的S型菌的DNA能将R型菌转化为S型菌，S型菌也能在培养基中大量增殖，所以曲线都上升。]
13．(多选)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，如肺炎链球菌转化实验。S型肺炎链球菌有荚膜，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，对青霉素敏感；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，对其结果的分析最合理的是(　　)
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．乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后PenrS型菌落继续生长
C．丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型细菌
D．丁组培养基中无菌落生长
BD　[抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子。在甲组中，将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，部分小鼠会患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的S型细菌存在的小鼠不能康复；在乙组中，PenrS型细菌的DNA与活的R型细菌混合培养，可观察到R型细菌和PenrS型细菌两种菌落，加青霉素后R型细菌生长受到抑制，只有PenrS型菌落继续生长；丙组培养基中含有青霉素，活的R型细菌不能生长，也不能发生转化，因此无菌落出现；丁组中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化因子，且活的R型细菌不抗青霉素，因此培养基中无菌落生长。]
14．在探究生物的遗传物质的相关实验研究中，有如下的实验过程或理论解释。
Ⅰ.图1是关于肺炎链球菌R型菌的转化过程图：据研究，并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化，凡能发生转化的，其R型菌必须处于感受态，产生一些感受态特异蛋白，包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。
Ⅱ.图2是关于肺炎链球菌的体外转化实验过程图。
Ⅲ.图3是噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的检测数据。
图1　　　　　　　图2
图3
请回答下列问题：
(1)图1中，步骤______是将S型菌加热杀死的过程，S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链(a)在________酶的作用下水解，另一条链(b)与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。完成步骤④后，这条链(b)在相关酶的作用下，形成______(填“单”或“双”)链整合进R型菌的DNA中，这种变异属于____________。
(2)图2中，实验最关键的设计思路是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图3所示实验中，以噬菌体为研究材料，利用__________________的技术，分别用32P 和35S标记噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中 DNA和蛋白质的位置变化。
实验结果表明：______(填整数) min后的曲线变化基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，这组数据的意义是作为对照组，以证明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)实验过程中，首先要将S型菌加热杀死，因此步骤①是将S型菌加热杀死的过程。S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在核酸酶(DNA水解酶)的作用下水解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。将外源DNA片段整合到R型菌的DNA双链，需要限制性内切核酸酶形成末端和DNA连接酶进行缝合，从而实现基因重组。(2)肺炎链球菌体外转化实验，实验最关键的设计思路是把S型细菌的DNA和蛋白质等分开，单独观察它们在细菌转化中的作用。 (3)标记噬菌体利用了放射性同位素标记技术，用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌的方法获得被32P和35S标记的噬菌体。2 min后，细胞外的蛋白质约占80%，细胞内的DNA约占30%，这基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被浸染细菌”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。
答案　(1)①　核酸(DNA水解)　双　基因重组　(2)把S型细菌的DNA和蛋白质等分开，单独观察它们在细菌转化中的作用　(3)放射性同位素标记　2　细菌没有裂解，无子代噬菌体释放出来