2024人教版新教材高中生物必修2同步练习--第1节　DNA是主要的遗传物质（含解析）

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2024人教版新教材高中生物必修2
第3章　基因的本质　
第1节　DNA是主要的遗传物质　　
基础过关练
题组一　分析肺炎链球菌的转化实验
1.(2022广东惠州二中月考)格里菲思以小鼠和肺炎链球菌为实验材料,进行了肺炎链球菌的转化实验。下列叙述正确的是 (　　)
A.R型细菌感染小鼠后,可在小鼠体内繁殖,会使小鼠患病
B.S型细菌的染色体上存在控制荚膜形成的基因
C.给小鼠注射S型细菌的DNA后,可从小鼠体内分离出S型活菌
D.在小鼠体内能完成R型细菌转化的前提是存在R型活菌和S型细菌的DNA
2.(2022广东珠海一中模拟)艾弗里及其同事用R型和S型肺炎链球菌进行培养实验,结果如表。下列叙述正确的是 (　　)
实验 组号 接种 菌型 对要加入的S型 细菌的细胞提取 物所进行的处理 培养基长 菌情况
一 R型 — R型、S型
二 R型 蛋白酶 R型、S型
三 R型 RNA酶 R型、S型
四 R型 酯酶 R型、S型
五 R型 DNA酶 R型
①实验采用了自变量控制中的“加法原理”
②第一、第二组说明S型细菌的蛋白质不是转化因子
③加入DNA酶后细胞提取物失去转化活性
④该实验说明DNA是生物主要的遗传物质
A.①②　　　　B.③④　　　　C.①④　　　　D.②③
3.(2022山东日照二中期中)某人在培养基上利用肺炎链球菌做了系列实验,实验结果如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.该实验能够证明加热致死的S型细菌体内有某种物质仍然具有生理活性
B.该实验证明了S型细菌体内的DNA是遗传物质
C.此实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则
D.第1、3、4组进行对照可说明S型细菌体内有某种物质能使R型细菌转化成S型细菌
4.(2022河北廊坊七中期中)艾弗里通过实验发现S型细菌中的DNA能促使R型细菌转化,兴趣小组为进一步验证艾弗里的结论,进行了以下4个实验,则实验后小鼠存活的情况依次是 (　　)
①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注入小鼠
②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注入小鼠
③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注入小鼠
④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注入小鼠
A.存活、存活、存活、死亡
B.存活、死亡、存活、死亡
C.死亡、死亡、存活、存活
D.存活、死亡、存活、存活
题组二　分析噬菌体侵染细菌的实验
5.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验是生物学史上的一个重要实验。下列关于该实验的叙述,正确的是 (　　)
A.需用32P和35S对同一噬菌体进行标记
B.标记蛋白质和DNA时,可用含35S和32P的合成培养基分别培养噬菌体
C.离心之前需对培养液进行充分搅拌
D.该实验的结果说明DNA是主要的遗传物质
6.(2021山东菏泽期中)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35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌
②未被标记的噬菌体侵染35S标记的细菌
③用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌
④用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌
适宜时间后搅拌和离心,以上4个实验检测到放射性的主要部位是 (　　)
A.上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B.沉淀物、上清液、沉淀物和上清液、上清液
C.上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物
D.沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
7.(2022山东潍坊四中期中)在“噬菌体侵染细菌的实验”中,如果对35S标记噬菌体的一组(甲组)不进行搅拌、32P标记噬菌体的一组(乙组)保温时间过长,其结果是 (　　)
A.甲组沉淀物中也会出现较强放射性,乙组上清液中也会出现较强放射性
B.甲组上清液中也会出现较强放射性,乙组上清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.甲组上清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
8.(2021辽宁师大附中月考)如表为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 结果检测
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
9.(2022河北石家庄三中期中)如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验,据图回答下列问题:
(1)锥形瓶中的培养液是用来培养　　　　的,其内的培养液成分中　　　　(填“含”或“不含”)32P。
(2)测定发现在离心后的上清液中含有较高的放射性,可能的原因是保温培养时间过短,　　　　,也可能是因为保温培养时间过长,　　　　。(从下列A、B中选填)
A.增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来
B.有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌,仍存在于培养液中
(3)请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验:
①配制适合培养大肠杆菌的培养基,在培养基中加入用32P标记的脱氧核苷酸,作为合成DNA的原料。
②在培养基中接种　　　　,培养一段时间后再接种　　　　,继续进行培养。
③在培养液中提取出所需要的T2噬菌体,其体内的　　　　被标记上32P。
题组三　理解DNA是主要的遗传物质
10.(2021黑龙江齐齐哈尔三立高级中学期中)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者致病病斑不同,如图所示。下列说法中不正确的是 (　　)
A.a过程表示用TMV蛋白质外壳侵染烟叶,结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B.b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶,结果说明其有侵染作用
C.c过程表示用TMV蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶,结果说明该“杂种病毒”有侵染作用,该烟叶表现病症为感染车前草病毒症状,并能从中分离出车前草病毒
D.该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质,烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
11.(2022江西九江期中)下列关于生物的遗传物质的叙述,错误的是 (　　)
A.豌豆细胞内既有DNA,又有RNA,但是DNA是豌豆的遗传物质
B.真核细胞中的遗传物质是DNA,原核细胞中的遗传物质也是DNA
C.T2噬菌体的遗传物质是DNA,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
D.酵母菌的遗传物质经水解后产生的核苷酸种类多于4种
能力提升练
题组　分析遗传物质探索历程的相关实验
1.(2022河北保定月考)转化是细胞从周围介质中吸收来自另一基因组成细胞的DNA,而使其自身基因组成和性状发生变化的现象。下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述,不正确的是 (　　)
A.格里菲思的实验证明了S型细菌和R型细菌的DNA均可使对方转化
B.艾弗里的实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌的基因组成发生改变并使其具有荚膜
C.给小鼠注入R型细菌与加热致死的S型细菌的混合物后,R型细菌会被转化并导致小鼠死亡
D.在R型细菌的培养基中只加S型细菌的DNA比加入等量DNA和蛋白质混合物的转化效率要高
2.(2022山东兰陵四中月考)肺炎链球菌S型与R型菌株,都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成,从而抑制其增殖)。在多代培养的S型菌中分离出一种抗青霉素的S型,记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下图所示的实验。下列分析错误的是 (　　)
A.组1甲中部分小鼠患败血症,通过注射青霉素治疗后可康复
B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型菌的DNA转移到了R型菌中
D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落　
3.(2022河北模拟预测)如图甲是将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,图乙是利用放射性同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列叙述错误的是 (　　)
甲
乙
A.图甲实验中,R型细菌的菌体表面没有多糖类荚膜,对小鼠无致病性
B.图甲实验中,后期出现的大量S型细菌大多并不是由R型细菌直接转化而来的
C.图乙中沉淀物的放射性随着培养的子代噬菌体代数的增多而越来越强
D.图乙实验中,若换用35S标记亲代噬菌体,所得子代噬菌体一般没有放射性
4.(2022河北廊坊七中模拟改编)研究人员发现了一种能够感染螨虫的新型病毒,计划利用同位素标记的方法,以体外培养的螨虫细胞等为材料,设计可相互印证的甲、乙两组实验,以确定该病毒的核酸类型。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.本实验应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸
B.本实验应先将甲、乙两组螨虫细胞分别培养在含同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中
C.本实验应将病毒分别接种到含同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中
D.该新型病毒在螨虫细胞遗传物质的作用下进行增殖
5.(2022安徽合肥期中)1952年,赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能,实验中分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,侵染一段时间后,搅拌、离心得到上清液和沉淀物,然后检测“被侵染的细菌”的存活率,以及上清液的放射性占初始标记噬菌体放射性的百分比,实验结果如下表所示。下列叙述错误的是 (　　)
搅拌持续时间 (min) 1 2 3 4 5
上清液35S 所占比例(%) 50 70 75 80 80
上清液32P 所占比例(%) 21 25 28 30 30
被侵染细菌 成活率(%) 100 100 100 100 100
A.此实验过程中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
B.搅拌时间足够长以后,上清液32P未显著提高,表明DNA进入了细菌
C.搅拌时间足够长以后,上清液35S显著提高,表明蛋白质没有进入细菌
D.“被侵染的细菌”存活率保持在100%,说明被侵染的细菌未裂解,否则细胞外35S放射性会增高
6.(不定项)(2022山东德州一中模拟)噬菌斑(图甲)是在长满细菌的培养基上,噬菌体侵染细菌后,细菌不断裂解产生的一个不长细菌的透明小圆区,它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现利用在培养基中培养、连续取样的方法测得T4噬菌体在感染大肠杆菌后产生的噬菌斑数量变化曲线(图乙),下列叙述不正确的是 (　　)
甲
乙
A.b到c对应时间内噬菌体共繁殖了100代
B.d~e段噬菌斑数量增加受限的原因最可能是绝大部分细菌已经被裂解
C.a~b段细菌细胞中正旺盛地进行细菌DNA的复制和有关蛋白质的合成
D.a~b段噬菌斑数量为0,说明此阶段噬菌体还没有开始侵染细菌
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D　R型肺炎链球菌没有致病性,R型肺炎链球菌感染小鼠后,小鼠正常,A错误;细菌为原核生物,S型细菌没有染色体,B错误;R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射小鼠体内,S型细菌的DNA能使R型活细菌转化成S型活细菌,所以能从小鼠体内分离出S型活细菌,单独注射S型细菌的DNA不能从小鼠体内分离出S型活菌,C错误,D正确。
2.D　①实验的不同组中加入不同的酶是为了特异性地去除某种物质,采用的是自变量控制中的“减法原理”,①错误;②第二组中加入蛋白酶后,培养基中仍出现S型细菌,与第一组对照,能说明S型细菌的蛋白质不是转化因子,②正确;③第五组加入DNA酶后,R型细菌不能转化为S型细菌,即细胞提取物失去转化活性,③正确;④该实验不能说明DNA是主要的遗传物质,只能说明DNA是遗传物质,④错误。
3.B　该实验证明加热致死的S型细菌体内有某种物质仍然具有生理活性,能将R型细菌转化为S型细菌,但没有证明S型细菌体内的这种物质是DNA,A正确,B错误。
4.D　实验①:由于S型细菌的DNA被DNA酶水解,所以R型细菌不会转化成S型细菌,小鼠存活;实验②:加入的S型细菌能使小鼠死亡;实验③:由于高温加热后R型细菌失去活性,不能繁殖,所以加入S型细菌的DNA后也没有形成S型细菌,小鼠存活;实验④:由于高温加热后S型细菌失去活性,不能繁殖,且R型细菌不具有致病性,所以小鼠存活,D正确。
5.C　T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,噬菌体需用32P和35S分别进行标记,不能用32P和35S对同一噬菌体进行标记,A错误;T2噬菌体是病毒,专门寄生在大肠杆菌中,所以标记蛋白质和DNA时,不可直接用含35S和32P的合成培养基分别培养噬菌体,B错误;离心之前需对培养液进行充分搅拌,使噬菌体外壳与大肠杆菌分离,C正确;噬菌体侵染细菌实验的结果说明DNA是遗传物质,但不能说明DNA是主要的遗传物质,D错误。
易错提醒
　　同一个噬菌体不能同时用35S和32P标记,因为检测放射性时,只能检测到放射性同位素的存在部位,不能确定是何种放射性同位素。
6.C　①用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,35S标记亲代噬菌体的蛋白质外壳,故适宜时间后搅拌和离心,主要在上清液中检测到放射性;②用未被标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,35S将出现在新的噬菌体中,故适宜时间后搅拌和离心,主要在沉淀物中检测到放射性;③用14C标记噬菌体,可以标记噬菌体的DNA和蛋白质,其侵染未标记的细菌,适宜时间后搅拌和离心,上清液和沉淀物中均可检测到放射性;④用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,32P标记噬菌体的DNA,故适宜时间后搅拌和离心,主要在沉淀物中检测到放射性,综上分析,C符合题意。
7.A　35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,用35S标记的噬菌体侵染细菌,外壳吸附在大肠杆菌表面,如果不进行搅拌,外壳很难与噬菌体分离,导致甲组的沉淀物中有较强的放射性;32P标记的是噬菌体的DNA,用32P标记的噬菌体侵染细菌,若保温时间过长,会导致细菌破裂,释放出子代噬菌体,所以乙组的上清液中有较强的放射性。
8.D　甲组中子代噬菌体是以细菌的物质为原料合成的,而大肠杆菌是用35S标记的,所以甲组的子代T2噬菌体都含有放射性,A错误;乙组中32P标记的是亲代T2噬菌体的DNA分子,由于噬菌体是在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身组成成分进行增殖的,而大肠杆菌未被标记,所以乙组中的子代噬菌体只有部分含有放射性,B错误;本实验无法证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,应用35S和32P分别标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌才能证明,C错误;乙组子代有放射性的噬菌体数目是恒定的,与培养时间无关,D正确。
9.答案　(1)大肠杆菌　不含　(2)B　A　(3)大肠杆菌　T2噬菌体　DNA　
解析　(1)由于噬菌体没有独立生活的能力,所以图中锥形瓶中的培养液是用于培养其宿主大肠杆菌的;为保证实验结果的可靠性和准确性,用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌时,锥形瓶内的营养成分中不能含有32P。(3)由于噬菌体为病毒,必须寄生在活细胞内才能增殖,故欲给噬菌体标记上32P,需要先标记其宿主大肠杆菌。
10.D　a中烟叶没有出现病斑,表示TMV的蛋白质外壳没有侵染作用,A正确;b中烟叶出现病斑,表示HRV的RNA有侵染作用,B正确;c过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶,烟叶出现病斑,表现病症为感染车前草病毒症状,并能从中分离出车前草病毒,说明该“杂种病毒”有侵染作用,C正确;该实验证明车前草病毒的RNA是遗传物质,不能证明蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质,D错误。
11.D　酵母菌的遗传物质是DNA,DNA经水解后产生的核苷酸有4种,D错误。
能力提升练
1.A　格里菲思的实验仅证明了S型细菌内存在促成转化的转化因子,艾弗里的实验证明了S型细菌的DNA可将R型细菌转化,两个实验均没有证明R型细菌的DNA可使S型细菌转化,A错误;艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌的基因组成发生改变并使其具有荚膜,B正确;给小鼠注入R型细菌与加热致死的S型细菌的混合物后,R型细菌被转化为S型细菌并导致小鼠死亡,C正确;DNA纯度越高,转化效率越高,D正确。
2.A　在组1中,将加热致死的PenrS型细菌与R型活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,PenrS型细菌会使小鼠患败血症,注射青霉素治疗后,体内有抗青霉素的S型菌存在的小鼠不能康复,A错误;在组2中,将PenrS型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,部分R型细菌会转化为PenrS型细菌,在普通培养基上,PenrS型细菌和R型菌均可以生长,因此组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落,B正确;PenrS型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,部分R型细菌会转化为PenrS型细菌,PenrS型细菌再经过繁殖形成菌落,在组3含青霉素的培养基上R型菌不能生存,只有PenrS型细菌能生存,C正确;组4中PenrS型菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化功能,且R型细菌不抗青霉素,因此培养基中无菌落生长,D正确。
3.C　加热致死的S型细菌可以使部分R型活细菌转化为S型活细菌,后期出现的大量S型细菌大多是由转化而来的S型活细菌增殖产生的,B正确;随着培养的子代噬菌体代数的增多,部分细菌可能裂解,子代噬菌体释放出来,导致上清液中的放射性增强,沉淀物中的放射性不会随着子代噬菌体代数的增多而增强,C错误;图乙实验中,若换用35S标记亲代噬菌体,因为标记的蛋白质没有进入细菌体内,合成子代噬菌体蛋白质的氨基酸由细菌提供,而细菌中的氨基酸没有进行同位素标记,因此所得子代噬菌体一般没有放射性,D正确。
易错提醒
　　R型细菌可以转化为S型细菌,但并不是所有的R型细菌都转化为S型细菌,只是少部分R型细菌转化为S型细菌。
4.B　本实验的目的是确定病毒的核酸类型,不应标记蛋白质和核酸,可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U,A错误;由于病毒无细胞结构,必须寄生在活细胞中,故本实验应先将甲、乙两组螨虫细胞分别培养在含同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中,然后将该病毒分别接种到含有甲、乙两组螨虫细胞的培养液中,B正确,C错误;该新型病毒在自身遗传物质的作用下进行增殖,D错误。
5.D　32P标记的是噬菌体的DNA,搅拌时间足够长以后,上清液32P未显著提高,表明DNA进入了细菌,B正确;35S标记的是噬菌体的蛋白质,搅拌时间足够长以后,上清液35S显著提高,表明蛋白质没有进入细菌,搅拌离心后进入上清液,C正确;32P标记的是噬菌体的DNA,DNA进入了细菌,“被侵染的细菌”存活率保持在100%,说明被侵染的细菌未裂解,否则上清液32P放射性会增高,D错误。
6.ACD　b到c对应时间内,噬菌斑由0个增长到了100个,但并不表示噬菌体共繁殖了100代,A错误;d~e段噬菌斑数几乎不再增加,原因最可能是绝大部分细菌已经被裂解,噬菌体失去寄生场所,B正确;a~b段,噬菌斑数没有增加,细菌体内可能正旺盛地进行噬菌体的DNA的复制和有关蛋白质的合成等过程,由图无法得出细菌细胞中正旺盛地进行细菌DNA的复制和有关蛋白质的合成,C错误;a~b段噬菌斑数量为0,可能是此阶段噬菌体在细菌细胞内增殖,还没有导致细菌裂解,不能说明噬菌体还没有开始侵染细菌,D错误。
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