人教版2019高中生物必修二同步练习3.1 DNA是主要的遗传物质（含解析）

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2024人教版高中生物必修第二册同步
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　肺炎链球菌的转化实验
1.(2023山东泰安月考)某科研小组在格里菲思实验的基础上利用相同实验材料增加了相关实验,实验过程如图所示,下列叙述正确的是　(　　)
A.活菌甲是S型细菌,活菌乙是R型细菌
B.该实验证明了DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
C.从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡
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
2.(2022广东珠海模拟)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河北廊坊期中)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　噬菌体侵染细菌的实验
4.(2023天津三中期中)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.离心之前需对培养液进行充分搅拌
C.离心后含35S的噬菌体外壳位于沉淀物中
D.该实验的结果说明DNA是主要的遗传物质
5.(2023河北石家庄月考)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,进行了相关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
6.(2023陕西渭南月考)在证明DNA是生物遗传物质的实验中,用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,下列对沉淀物中含有少量放射性物质的解释,正确的是(　　)
A.经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌上
B.离心速度太快,含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中
C.T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S
D.少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌
7.(2023陕西延安期中)如图表示“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的部分实验过程,图中亲代噬菌体用32P标记,A、C中的方框代表细菌,分别来自锥形瓶和试管,请分析并回答相关问题:
(1)赫尔希和蔡斯用　　　　　法,证明了DNA是遗传物质。
(2)图中①表示用被标记的噬菌体侵染细菌的过程,锥形瓶中的培养液用于培养　　　　　　,此时,培养液的成分中是否需要添加含有32P的物质 　　　　　(填“是”或“否”)。
(3)噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体的蛋白质外壳需要　　。
A.细菌的遗传信息及其氨基酸
B.噬菌体的遗传信息及其氨基酸
C.噬菌体的遗传信息和细菌的氨基酸
D.细菌的遗传信息及噬菌体的氨基酸
(4)在图示实验过程中,离心前需要进行搅拌,其目的是　 。
(5)噬菌体侵染大肠杆菌实验与肺炎链球菌体外转化实验的实验方法不同,但最关键的实验设计思路的相同之处是　　　 。
题组三　DNA是主要的遗传物质
8.(2023黑龙江双鸭山月考)将TMV型病毒的蛋白质与HRV型病毒的RNA结合在一起,组成一个组合型病毒,用这个病毒去感染烟草,则在烟草体内分离出来的子代病毒为(　　)
A.TMV型蛋白质和HRV型RNA
B.HRV型蛋白质和TMV型RNA
C.TMV型蛋白质和TMV型RNA
D.HRV型蛋白质和HRV型RNA
9.(2023河南郑州期中)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　遗传物质探索历程的相关实验分析
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型细菌会发生转化并导致小鼠死亡
D.在R型细菌的培养基中只加入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.(2023福建三明期中)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型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌,记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。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培养基中可能没有菌落出现,原因是青霉素导致R型细菌不能正常繁殖
D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
3.(2023山东泰安月考,)噬菌体侵染细菌实验分析的活动如图所示(甲和丙为上清液,乙和丁为沉淀物)。下列叙述正确的是　(　　)
A.若其他操作正常,随①过程时间延长,则甲中含有35S的蛋白质外壳的量会增多
B.若各过程操作正确,则乙中存在35S标记的子代噬菌体
C.丙中可能含有32P的亲代噬菌体、亲代噬菌体蛋白质外壳、含32P和不含32P的子代噬菌体
D.若②和③操作不当,会使丁中含32P的放射性增强
4.(2023河北石家庄开学考试)甲、乙、丙、丁四幅图表示了在“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”(搅拌强度、时长等都合理)中相关含量的变化,下列相关叙述正确的是(　　)
A.图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中,沉淀物放射性强度的变化
B.图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中,沉淀物放射性强度的变化
C.图丙可表示“肺炎链球菌体外转化实验”中,R型细菌+(S型细菌的细胞提取物+蛋白酶)组的R型细菌与S型细菌的数量变化
D.图丁可表示“肺炎链球菌体外转化实验”中,R型细菌+(S型细菌的细胞提取物+DNA酶)组的R型细菌与S型细菌的数量变化
5.(2022河北廊坊模拟,)研究人员发现了一种能够侵染螨虫的新型病毒,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
6.(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,由一个噬菌体侵染细菌后,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10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段噬菌斑数量不变,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
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
1.D 2.D 3.D 4.B 5.C 6.A 8.D 9.D
1.D　R型细菌无致病性,不会使小鼠死亡;S型细菌有致病性,可使小鼠死亡,则活菌甲为R型细菌,活菌乙为S型细菌,A错误。该实验证明已经加热致死的S型细菌中存在某种转化因子,能使R型细菌转化为S型细菌,但没有证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,B错误。加热致死菌乙(加热致死的S型细菌)的DNA使少数活菌甲(R型细菌)转化为S型细菌,大多数活菌甲未发生转化,故从鼠2血液中分离出来的活菌有S型细菌和R型细菌,R型细菌不会使小鼠死亡,C错误。从鼠5体内分离出的活菌均为S型细菌,其在培养基上形成的菌落表面光滑,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。
2.D　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;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;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;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.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,所以小鼠存活,D正确。
4.B　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;离心后噬菌体外壳位于上清液中,被侵染的大肠杆菌位于沉淀物中,C错误;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。
5.C　①用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,35S标记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。
6.A　用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌的实验中,沉淀物中含有少量的放射性物质,可能的原因是经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌上,A正确;离心速度太快,应该没有含35S的T2噬菌体留在沉淀物中,B错误;T2噬菌体的DNA分子不含S,C错误;噬菌体侵染大肠杆菌时,DNA进入大肠杆菌细胞内,蛋白质外壳留在大肠杆菌细胞外,D错误。
7.答案　(1)同位素标记　(2)大肠杆菌　否　(3)C　(4)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　(5)将DNA与蛋白质分开,单独、直接地观察二者的作用
解析　(1)赫尔希和蔡斯用同位素标记法,即分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,最终证明了DNA是遗传物质。(2)由于噬菌体的成分被放射性同位素标记,因此锥形瓶内培养细菌的培养液中不能含有放射性同位素,否则将无法区分。(3)噬菌体侵染细菌时,进入细菌内的是DNA,而蛋白质外壳则留在细菌外面。因此,子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息,以细菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
8.D　将TMV型病毒的蛋白质与HRV型病毒的RNA结合在一起,组成一个组合型病毒,用这个病毒去感染烟草,由于提供遗传物质的是HRV型病毒,因此在烟草体内分离出来的子代病毒是HRV型病毒(即HRV型蛋白质外壳和HRV型RNA)。
9.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 2.A 3.C 4.C 5.B 6.ACD
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可促使R型细菌转化,两个实验均没有证明R型细菌的DNA可促使S型细菌转化,A错误;艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明了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　PenrS型细菌的DNA是转化因子,可使R型细菌转化为PenrS型细菌。PenrS型细菌能抗青霉素,R型细菌不抗青霉素,因此在含有青霉素的培养基上,PenrS型细菌能生长,R型细菌不能生长。根据上述原理,分析题图:
组别 结论
组1:加热致死的PenrS型细菌+R型活细菌→注入小鼠 R型细菌能转化为PenrS型细菌,使部分小鼠患败血症,因为PenrS型细菌能抗青霉素,所以小鼠注射青霉素治疗后不能康复,A错误
组2:PenrS型细菌的DNA+R型活细菌→加入普通培养基 R型细菌能转化为PenrS型细菌,在普通培养基上,PenrS型细菌和R型细菌均可以生长,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
组3:PenrS型细菌的DNA+R型活细菌→加入含青霉素的培养基 R型细菌在含青霉素的培养基上不能生存,所以不能转化出PenrS型细菌,C正确
组4:PenrS型细菌的DNA+R型活细菌+DNA酶→加入含青霉素的培养基 PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化活性,且R型细菌不抗青霉素,因此含青霉素的培养基上无菌落生长,D正确
3.C　35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳,蛋白质外壳不能进入细菌,故正确操作后放射性主要集中在上清液中,无论①过程时间是否延长,都不会影响甲(上清液)中含35S的蛋白质外壳的量的多少,A错误;若各过程操作正确,则乙(沉淀物)中不存在35S标记的子代噬菌体,B错误;32P标记的是T2噬菌体的DNA分子,丙(上清液)中可能含有32P的亲代噬菌体(未侵染细菌)、亲代噬菌体蛋白质外壳、含32P和不含32P的子代噬菌体(细菌裂解后释放出来的子代噬菌体),C正确;若②和③操作不当,会使放射性物质进入上清液中,导致丁(沉淀物)中含32P的放射性减弱,D错误。
4.C　在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中,32P标记的是噬菌体的DNA,在一定时间内,随着保温时间的延长,侵染大肠杆菌的噬菌体逐渐增多,沉淀物放射性强度逐渐增大,超过一定时间,大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放出来,离心后分布于上清液中,沉淀物放射性强度逐渐减小,A错误。在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中,无论保温时间长短,上清液的放射性都较高,沉淀物的放射性都较低,B错误。据图丙可知,S型细菌曲线的起点为0,且在R型细菌之后,故图丙可表示“肺炎链球菌体外转化实验”中,R型细菌+(S型细菌的细胞提取物+蛋白酶)组的R型细菌与S型细菌的数量变化,C正确。在肺炎链球菌的体内转化实验中,R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭,所以曲线在开始段有所下降,后随着小鼠免疫系统的破坏,R型细菌数量又开始增加,所以曲线上升;而加热致死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌,并通过繁殖使数量增多,曲线上升,故图丁表示“肺炎链球菌体内转化实验”中,R型细菌+加热致死的S型细菌组的R型细菌与S型细菌的数量变化,D错误。
5.B　本实验的目的是确定病毒的核酸类型,不应标记病毒的蛋白质,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。
6.ACD　b到c对应时间内噬菌斑数量增长了10倍,但并不表示噬菌体共繁殖了10代,因为噬菌体数量是呈指数增长的,A错误;d~e段噬菌斑数量几乎不再增加,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段噬菌斑数量不变,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,不能说明此阶段噬菌体还没有开始侵染细菌,D错误。
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