2.1DNA是主要的遗传物质
【基础练习】
1.以下生物中,遗传物质是RNA的是( )
A.蓝细菌 B.小鼠 C.小麦 D.新冠病毒
2.下列关于遗传物质的叙述,错误的是( )
A.只含有DNA的生物,遗传物质是DNA
B.只含有RNA的生物,遗传物质是RNA
C.具有细胞结构的生物,遗传物质是DNA
D.既含有DNA又含有RNA的生物,遗传物质主要是DNA
3.肺炎链球菌的体外转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,下列哪一项是这两个实验的共同点?( )
A.都证明了蛋白质是遗传物质 B.都用到微生物培养技术
C.都用到DNA分离提纯技术 D.都用到了离心分离技术
4.下列关于生物的遗传物质的叙述,正确的是( )
A.细胞的遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质都是RNA
B.将HIV的遗传物质彻底水解可以得到四种核糖核苷酸
C.线粒体和叶绿体中也含有少量的遗传物质,且它们的遗传都遵循孟德尔遗传规律
D.烟草花叶病毒的RNA能使烟草患花叶病,可证明RNA是遗传物质
5.在证明DNA是遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验具有重要的影响。下列有关该实验的叙述,正确的是( )
A.该实验证明DNA是主要的遗传物质
B.子代噬菌体蛋白质合成的模板和原料都由大肠杆菌提供
C.该实验也可以通过噬菌体侵染酵母菌完成
D.该实验的成功之处在于可以将DNA和蛋白质完全分开研究
6.关于肺炎双球菌转化实验说法正确的是( )
A.S型细菌与R型细菌致病性差异的根本原因是发生了基因突变
B.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
C.艾弗里的体外转化实验是通过观察菌落的形态来判断是否发生转化
D.加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质和DNA均变性失活,且不能恢复
【能力提升】
7.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用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。
④用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
以上4个实验,经过一段时间后离心,检测到放射性的主要部位是( )
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
8.研究人员从某植物细胞中分离得到甲、乙两种RNA病毒,两者均由蛋白质外壳和RNA组成。现将两种病毒的RNA与蛋白质分离,再重新组合成为“杂合病毒”,然后分别使用不同成分感染此植物细胞。下列有关叙述错误的是( )
实验分组 感染植物细胞的成分
第1组 甲病毒RNA
第2组 甲病毒蛋白质
第3组 甲病毒RNA+乙病毒蛋白质
第4组 乙病毒RNA
第5组 乙病毒蛋白质
第6组 乙病毒RNA+甲病毒蛋白质
A.第3组与第6组为对比实验,得到的子代病毒分别为甲病毒和乙病毒
B.若第1组与第4组均有子代病毒,说明RNA是该病毒的主要的遗传物质
C.若第2组与第5组均没有子代病毒,说明蛋白质不是该病毒的遗传物质
D.合成子代病毒需要的氨基酸和核糖核苷酸均来自宿主植物细胞
9.肺炎双球菌的转化实验的部分过程如图所示。据图判断,下列相关叙述错误的是( )
A.若甲组培养皿中无S型活菌出现,则提取物可能不含DNA
B.若乙组中的提取物含蛋白质且无S型活菌出现,则实验可以证明蛋白质不是遗传物质
C.若丙组中没有加入DNA酶,则培养基上将出现大量粗糙型菌落和少量光滑型菌落
D.该实验属于肺炎双球菌的体外转化实验,体内转化实验不能证明DNA是遗传物质
10.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者都由蛋白质和RNA组成,如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是( )
A.本实验运用了对照原则,无空白对照组
B.实验过程中重组病毒的后代是HRV
C.该实验只能说明HRV的遗传物质是RNA
D.若运用同位素标记法,不能选择15N标记
11.用32P或35S标记T2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养,保温一定时间后经搅拌、离心得到上型清液和沉淀物,并测量放射性。对此实验的叙述,错误的是( )
A.实验目的是研究遗传物质是DNA还是蛋白质
B.保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏低
C.离心不充分会使35S标记组上清液的放射性偏高
D.实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P
12.下列关于肺炎链球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述,正确的是( )
A.三个实验的设计都遵循了对照原则
B.三个实验都用到了放射性同位素标记法
C.三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论
D.三个实验所涉及的生物的遗传物质都是DNA
13.某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如下图所示,下列叙述不正确的是( )
A.该实验证明了DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
B.从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡
C.活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因重组
D.从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养,都会产生光滑菌落
14.某研究人员进行“噬菌体侵染大肠杆菌的实验”时,分别用同位素32P、35S、3H和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记,第一组:用35S标记噬菌体、用32P标记大肠杆菌。第二组:未标记噬菌体、用3H标记大肠杆菌。第三组:用14C标记噬菌体、未标记大肠杆菌。实验过程中大肠杆菌均未发生裂解,下列分析正确的是( )
A.第一组中,子代噬菌体均不含有35S,但均含有32P
B.第二组中,子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氢元素有3H和1H
C.一般来说,第三组中,有的子代噬菌体的DNA分子中会含有14C
D.第二、三组经一段时间保温后离心,两组在沉淀物和上清液中均能检测到放射性
15.下图是著名的噬菌体侵染大肠杆菌的实验和肺炎链球菌转化实验的部分步骤。请回答:
(1)赫尔希和蔡斯采用的实验方法是_____。
(2)大量制备32P标记的噬菌体的方法是_____。
(3)从图中所示结果分析,该实验标记的物质是_____。当接种噬菌体后培养时间过长,会发现上清液中的放射性升高,最可能的原因是_____。
(4)上图所示的“肺炎链球菌转化实验”设置的对照组是_____,有同学提出第4组实验结果的出现可能是实验时对S型细菌加热杀死不彻底造成的。根据第_____组实验结果即可否定此假设。该实验得出的结论是_____。
答案以及解析
1.答案:D
解析:所有细胞生物的遗传物质都是DNA,蓝细菌、小鼠和小麦都是细胞生物,其遗传物质都是DNA,只有某些病毒的遗传物质是RNA,如新冠病毒的遗传物质是RNA,D符合题意。
故选D。
2.答案:D
解析:只含有DNA的生物,遗传物质是DNA,只含有RNA的生物,遗传物质是RNA,A、B两项正确;具有细胞结构的生物,遗传物质是DNA,C项正确;既含有DNA又含有RNA的生物,遗传物质是DNA,D项错误。
3.答案:B
解析:两个实验都证明了DNA是遗传物质,A项不符合题意;两个实验分别需要对肺炎链球菌和大肠杆菌进行培养,B项符合题意;两个实验都没有用到DNA分离提纯技术,C项不符合题意;只有T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中用到了离心分离技术,D项不符合题意。
4.答案:D
解析:A、生物的遗传物质是DNA或RNA,具有细胞结构的生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是RNA或DNA,A错误;
B、HIV的遗传物质为RNA,彻底水解可以得到磷酸、核糖和A、G、C、U四种含氮碱基,B错误;
C、线粒体和叶绿体中也含有少量的遗传物质,属于细胞质DNA,孟德尔遗传规律适用于真核生物核基因的遗传,细胞质基因的遗传不遵循孟德尔遗传规律,C错误;
D、烟草花叶病毒的RNA能使烟草患花叶病,可证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,D正确。
故选D。
5.答案:D
解析:该实验能证明DNA是遗传物质,不能证明DNA是主要的遗传物质,A项错误。子代噬菌体蛋白质合成的模板是由噬菌体提供的,原料是由大肠杆菌提供的,B项错误。该实验用的是T2噬菌体,T2噬菌体专门寄生于大肠杆菌细胞中,C项错误。T2噬菌体侵染大肠杆菌时,将DNA注入大肠杆菌细胞中,蛋白质外壳则留在细胞外,所以该实验的成功之处在于可以将DNA和蛋白质完全分开研究,D项正确。
6.答案:C
解析:A、S型细菌与R型细菌致病性有差异的根本原因是它们的遗传信息有差异,A错误; B、艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质,B错误; C、R型细菌的菌落和S型细菌的菌落存在较大区别,艾弗里的体外转化实验,是通过观察菌落的特征来判断是否发生了转化,C正确; D、加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但DNA没有,D错误。
故选:C。
7.答案:D
解析:①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,35S将出现在新的噬菌体中,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标记噬菌体的DNA,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,3H可以标记噬菌体的DNA和蛋白质,3H将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;④用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌,由于14C可以标记噬菌体的DNA和蛋白质,14C标记的噬菌体的蛋白质外壳出现在上清液中,14C标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中,所以离心后能在沉淀物和上清液中都检测到放射性。
8.答案:B
解析:第3组与第6组均为实验组,二者构成对比实验,由于RNA是遗传物质,推测得到的子代病毒取决于亲代重组病毒的RNA类型,故子代病毒分别为甲病毒(第3组)和乙病毒(第6组),A项正确。若第1组与第4组均有子代病毒,说明RNA是该病毒的遗传物质,不能体现RNA是不是主要的遗传物质,B项错误。若第2组与第5组均没有子代病毒,说明蛋白质不能在子代病毒的遗传过程中发挥遗传效应,则蛋白质不是该病毒的遗传物质,C项正确。病毒只能依赖活细胞生活,题中RNA病毒由RNA和蛋白质外壳组成,合成子代病毒需要的氨基酸和核糖核苷酸均来自其侵染的宿主植物细胞,D项正确。
9.答案:B
解析:A、由于S型细菌的DNA是转化因子,因此若甲组培养皿中无S型活菌出现,则提取物可能不含DNA,A正确; B、若乙组中的提取物含蛋白质,但蛋白质被蛋白酶分解,因此该实验若无S型活菌出现,不能证明蛋白质不是遗传物质,B错误; C、由于S型细菌的DNA是转化因子,若丙组中没有加入DNA酶且能培养出S型活菌,则说明提取物含S型细菌的DNA其使得R型活菌转化为S型活菌,因此培养基上将出现大量粗糙型菌落和少量光滑型菌落,C正确; D、该实验属于肺炎双球菌的体外转化实验,体内转化实验能证明S型细菌中存在转化因子,但不能证明DNA是遗传物质,D正确。
故选:B。
10.答案:A
解析: a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片,属于空白对照组,A错误;将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组,获得重组病毒,其后代是HRV,B正确;该实验只设计用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片的实验,因此,该实验只能证明HRV的遗传物质是RNA,C正确;病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N,故无法用15N将蛋白质外壳和RNA区分开,因此,不能选择15N标记,D正确。
11.答案:BC
解析:本题考查噬菌体侵染大肠杆菌的实验结果分析,难度较大,32P、35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,可单独分析DNA或蛋白质在遗传中的作用,A项正确;保温时间过长会使32P标记组大肠杆菌裂解,经过离心后含有放射性的T2噬菌体进入上清液中,从而使上清液的放射性偏高,B项错误;若搅拌不充分(非离心不充分),35S标记组T2噬菌体的蛋白质外壳仍附着在大肠杆菌表面,离心后蛋白质外壳随大肠杆菌一同出现在沉淀物中,使沉淀物的放射性偏高,C项错误;合成子代T2噬菌体蛋白质外壳的原料32P,D项正确。
12.答案:AD
解析:三个实验都遵循了对照原则,A项正确;肺炎链球菌的体内和体外转化实验都没有用到放射性同位素标记法,B项错误;肺炎链球菌的体内转化实验不能得出蛋白质不是遗传物质的结论,C项错误;三个实验所涉及的生物有噬菌体、小鼠、大肠杆菌,它们的遗传物质都是DNA,D项正确。
13.答案:AB
解析:A、由图可知,活菌乙能导致小鼠死亡,为S型菌,活菌甲不能使小鼠死亡,为R型菌。该实验能体现S型死菌的某种物质能让R型菌转化为S型活菌,但不能证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,A错误;
B、实验②过程中R型菌与加热杀死的S型菌混合后注射到小鼠体内,少数R型菌能转化为S型活菌,小鼠体内仍存在R型菌,所以从小鼠血液中能分离出两种菌,其中R型菌不能使小鼠死亡,B错误;
C、活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因重组,C正确;
D、实验⑤过程中,R型死菌与S型活菌混合后注射到小鼠体内,鼠5体内只能分离出S型活菌,S型菌的菌体有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑,D正确。
故选AB。
14.答案:AC
解析:第一组实验中,由于宿主大肠杆菌用32P标记,用35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌,所以在大肠杆菌体内合成的子代噬菌体均不含有35S,但均含有32P,A项正确;第二组实验中,合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌,所以子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氢元素是3H,B项错误;一般来说,第三组实验中,子代噬菌体的DNA有的会来自亲代,因此有的噬菌体中会含有14C,C项正确;第二组与第三组实验经过一段时间培养后离心,由于大肠杆菌均未发生裂解,所以在第二组的沉淀物中能检测到放射性,14C标记的是噬菌体的DNA和蛋白质,第三组检测到放射性的部位是沉淀物和上清液,D项错误。
15.答案:(1)同位素标记法
(2)先用被32P标记的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养噬菌体
(3)DNA;增殖后的噬菌体从大肠杆菌中释放出来
(4)1、2、3组;3;S型菌中存在着某种转化因子
解析:(1)赫尔希和蔡斯的实验应用了同位素标记法,用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质。
(2)噬菌体只能寄生在其他生物的活细胞内,不能直接在培养基上培养,一般选择先用32P标记的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养噬菌体。
(3)噬菌体侵染大肠杆菌时,会将DNA注入大肠杆菌内部,蛋白质外壳留在外面,因此离心后沉淀物中主要是大肠杆菌,此时沉淀物中放射性很高,可推测标记的物质是DNA;若培养时间过长,会导致大肠杆菌被裂解,释放出子代噬菌体,经离心后会使被标记的噬菌体离心到上清液中,从而使上清液中的放射性增强。
(4)本实验中,实验组为加入R型活菌和加热杀死的S型菌,其余组别均为对照组;若对S型细菌加热杀死不彻底,则第3组培养基上应该长出S型菌的菌落,由此可知该推测不正确;该实验并未对$型菌和R型菌中的物质进行提纯和鉴定,因此只能得出S型菌中存在某种转化因子的结论。
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