浙科版（2019）高中生物必修2同步练习题：3.1 核酸是遗传物质（含解析）

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2024浙科版高中生物必修2同步
第三章　遗传的分子基础
第一节　核酸是遗传物质
基础过关练
　　　　　　　　　 　　　　
题组一　肺炎链球菌转化实验
1.在肺炎链球菌的转化实验中,将无毒性的R型细菌和被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后注入小鼠体内,在小鼠体内可以找到下列哪种类型的细菌 (　　)
A.有毒性的R型细菌
B.无毒性的R型细菌和有毒性的S型细菌
C.只发现有毒性的S型细菌
D.无毒性的S型细菌
2.图示为肺炎链球菌转化实验的部分过程,结合实验,下列说法正确的是 (　　)
A.该实验无法确定R型菌转化为S型菌的转化因子是何物质
B.从图示实验中可以看出R型菌和S型菌能够相互转化
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型菌而无R型菌
D.加热杀死后的S型菌的DNA分解,故不能使小鼠患病致死
3.(2021浙江丽水期末)为研究引起R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的物质是什么,艾弗里等人进行了肺炎链球菌离体转化实验,其基本过程如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A.培养皿出现S型菌菌落的只有组③
B.该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA
C.根据组③和组④的结果推测转化因子是DNA
D.提高组③DNA的纯度,粗糙型的菌落比例更高
4.请利用DNA酶作试剂,选择适当的材料用具,设计实验方案,验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”,并预测实验结果。
(1)设计实验方案。
第一步:从S型细菌中提取DNA,制备符合要求的培养基。
第二步:按照表格中的处理,制备培养基。
组合编号 A B C
处理 　　　　　　 加入提取出的S型细菌DNA 　　　　　　　　　　　　　　
第三步:　 。
第四步:将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察　　
　　生长情况。
(2)预测实验结果: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
题组二　噬菌体侵染细菌实验
5.噬菌体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的著名实验之一。该实验中,赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,在下图中标记元素所在部位分别是　 (　　)
A.①④　　　　 B.②④　　　　 C.①⑤　　　　 D.③⑤
6.(2021浙江绍兴诊断考)噬菌体侵染细菌实验部分实验示意图如下。下列叙述正确的是 (　　)
A.①过程的目的是获得更多的噬菌体
B.②过程使用的细菌悬液不必进行放射性标记
C.③过程的目的是使噬菌体与细菌充分混合
D.若标记元素为35S,经④过程后,放射性主要集中在沉淀物中
7.T2噬菌体侵染细菌的实验,科学地证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质。某生物兴趣小组用模型模拟的T2噬菌体侵染细菌的过程如图所示。请回答下列问题:
(1)请按照T2噬菌体侵染细菌的过程将图中的字母正确排序:　。
(2)T2噬菌体的遗传物质与RNA相比,特有的化学组成是　　　　　　　　　　　。子代T2噬菌体的外壳是在　　　　上合成的,原料由　　　　提供。
(3)用标记的T2噬菌体与细菌混合,短时间保温后进行搅拌,之后离心,测定悬浮液和沉淀物中的放射性强度。搅拌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该过程应发生在图中　　　　　　过程中(用字母和箭头表示)。
(4)如果用35S标记的噬菌体进行实验,发现悬浮液和沉淀物中都出现较强的放射性,原因最可能是　　　　　　　。
(5)如果用32P标记的T2噬菌体与细菌混合保温,经搅拌、离心后,测定悬浮液放射性强度,放射性强度与保温时间的关系是　　　。
A.一直上升　　　　　B.先升后降
C.先降后升　　　　　D.保持不变
题组三　烟草花叶病毒感染和重建实验
8.(2021浙江金华期末改编)下列关于烟草花叶病毒(TMV)重建实验的叙述正确的是 (　　)
A.子代甲中存在A蛋白,但不存在B蛋白
B.图中的“降解”是指用蛋白酶处理病毒
C.此实验证明了所有RNA病毒的遗传物质是RNA
D.用RNA酶处理过的RNA仍有感染效力
能力提升练
题组一　综合分析肺炎链球菌转化实验
1.(2021浙江三月联考)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述,正确的是 (　　)
A.S型肺炎链球菌的菌体是光滑的,R型肺炎链球菌的菌体是粗糙的
B.肺炎链球菌离体转化实验过程中,未使用固体培养基进行培养
C.加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内,会使小鼠患肺炎
D.离体转化实验得到的S型菌与原S型菌遗传信息不相同
2.(2021浙江金华东阳期中)利用两种类型的肺炎链球菌进行相关转化实验。各组肺炎链球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法错误的是 (　　)
A.通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌
C.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
D.F组中分离得到的S型菌的遗传信息与B组和D组细菌中的遗传信息均有差异
题组二　综合分析噬菌体侵染大肠杆菌实验
3.(2021浙江嘉兴五中月考)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,悬浮液中的放射性占15%,沉淀物中的放射性占85%。悬浮液带有放射性的原因可能是 (　　)
A.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C.离心时间过长,悬浮液中析出较重的大肠杆菌
D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于悬浮液中
4.继格里菲思和艾弗里之后,1952年遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯以T2噬菌体为实验材料,进行了一个极具说服力的实验——噬菌体侵染细菌实验。请回答下列有关问题。
(1)本实验利用了　　　　　技术,关键的设计思路是　
。
(2)35S和32P分别标记的是噬菌体的　　　　　　。通过　 　
　　　　　　　　　　　　　　　的方法分别获得被32P、35S标记的噬菌体,用标记的噬菌体侵染细菌,从而追踪在侵染过程中这两种物质的位置变化。
(3)侵染一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到悬浮液和沉淀物,检测悬浮液中的放射性,得到如图所示的实验结果,搅拌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,所以搅拌时间少于1 min时,悬浮液中的放射性较低。图中被侵染细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是作为对照组,以证明　　　　　　　　　　　　　
　　　,否则悬浮液中　　　放射性会增强。
(4)本实验得出了　　　　　　　的结论。
答案全解全析
基础过关练
1.B 2.A 3.C 5.A 6.B 8.A
1.B　R型细菌无多糖类的荚膜保护,没有毒性,而S型细菌有多糖类的荚膜保护,有毒性。S型细菌中存在某种“转化因子”,能将部分R型细菌转化为S型细菌。因此,无毒性的R型细菌和被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后,在小鼠体内能找到无毒性的R型细菌和有毒性的S型细菌。B正确。
易错警示　一般情况下,R型细菌转化为S型细菌的转化率很低,形成的S型细菌很少,但转化形成的S型细菌可以遗传下去,快速繁殖形成大量S型细菌。
2.A　该实验为活体肺炎链球菌转化实验,实验无法确定使R型菌转化为S型菌的转化因子是何物质,A正确;从图示无法得知S型菌能转化为R型菌,B错误;从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌既有S型菌也有R型菌,C错误;加热杀死后的S型细菌已经失去活性,所以不能使小鼠患病致死,但DNA不会被加热分解,D错误。
3.C　S型菌中的DNA才能使R型菌转化为S型菌,因此组③的培养皿能出现S型菌菌落,而组①中加入的是未分离的S型菌(含有DNA),培养皿中也会出现S型菌菌落,A错误;该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA,而不是主要遗传物质是DNA,B错误;组③中含有S型菌的DNA,培养皿中出现了S型菌菌落,组④的S型菌的DNA被DNA酶水解,培养皿中没有出现S型菌菌落,可推测促进R型菌转化为S型菌的转化因子是S型菌的DNA,C正确;S型菌的菌落光滑,若提高组③DNA的纯度,培养皿中S型菌的数量会增多,故光滑型的菌落比例会更高,D错误。
4.答案　(1)不加任何提取物　加入提取出的S型细菌DNA和DNA酶　将R型细菌分别接种到三组培养基上　菌落　(2)A、C组中未出现S型细菌菌落;只有B组培养基中出现S型细菌菌落
解析　(1)由于本实验的实验目的是验证促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA,根据处理方法和所给的实验试剂(DNA酶)可以推知,A组为空白对照,不加任何提取物,C组应加入提取的S型细菌DNA和DNA酶,然后将R型细菌分别接种到三组培养基上,观察菌落的生长状况。(2)由于A中没有加任何提取物,C中的DNA分子被酶水解,所以A、C组中未出现S型细菌菌落;B组中加入了提取出的S型细菌DNA,所以B组培养基中出现S型细菌菌落。
5.A　由于磷元素存在于核苷酸的磷酸基团中,硫元素存在于氨基酸的R基团中,所以用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,标记元素所在部位分别是磷酸基团和R基团,即①和④部位,A正确。
6.B　①过程是为了获得带标记的噬菌体,A错误;②过程为带标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程,使用的细菌悬液不必进行放射性标记,B正确;③过程是在搅拌器中进行搅拌,是为了使噬菌体的蛋白质外壳和细菌分离,C错误;35S标记噬菌体蛋白质外壳,经④过程后,放射性应主要集中在悬浮液中,D错误。
7.答案　(1)d、e、b、f、c、a　(2)脱氧核糖、胸腺嘧啶　核糖体　细菌　(3)使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离　e→f　(4)搅拌不充分　(5)C
解析　(1)噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,而蛋白质外壳留在细菌外,图示中a是噬菌体,b是合成、c是释放、d是吸附、e是注入、f是组装,T2噬菌体侵染细菌的过程是d→e→b→f→c→a。(2)T2噬菌体的遗传物质是DNA,与RNA相比,DNA特有的化学组成为脱氧核糖和胸腺嘧啶;T2噬菌体为病毒,没有细胞结构,所以子代T2噬菌体的外壳是在细菌的核糖体上合成的,原料由宿主细菌提供。(3)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离;该过程发生在噬菌体侵入大肠杆菌之后,子代噬菌体释放之前,故对应图中的e→f过程。(4)35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌,经过搅拌、离心后,蛋白质外壳分布在悬浮液中,若搅拌不充分,会导致部分蛋白质外壳没有与细菌分开,随着细菌离心到沉淀物中,使悬浮液和沉淀物都出现较强的放射性。(5)用32P标记的T2噬菌体侵染细菌的实验中,32P标记的是噬菌体的DNA,在一定时间内,随着保温时间延长,侵染到细菌细胞内的噬菌体数目逐渐增多,上清液中放射性强度逐渐降低;超过一定时间,细菌裂解,释放出的子代噬菌体逐渐增多,上清液中放射性强度逐渐升高。
8.A　子代甲的RNA来自TMV A,故甲中含有A蛋白,但不存在B蛋白,A正确;据图可知,图中的“降解”是指将RNA和蛋白质分离,B错误;TMV感染烟草后,后代病毒的种类是由TMV的RNA决定的,即该实验证明了TMV的遗传物质是RNA,但不能证明所有RNA病毒的遗传物质是RNA,C错误;RNA用RNA酶处理后将失去感染效力,D错误。
能力提升练
1.D 2.C 3.A
1.D　S型肺炎链球菌的菌落是光滑的,R型肺炎链球菌的菌落是粗糙的,A错误;肺炎链球菌离体转化实验过程中,从S型活菌中抽提DNA等物质用离心的方法将它们分离,再分别与R型活菌混合进行液体悬浮培养后,接种到固体培养基上观察菌落,B错误;加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内,会引起小鼠患败血症,C错误;肺炎链球菌离体转化实验中,转化形成的S型菌的遗传信息部分来自R型菌,与原S型菌的遗传信息存在一定差异,D正确。
2.C　E组小鼠不会患病死亡,F组小鼠会患病死亡,通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质,A正确;将S型菌的DNA与R型菌混合,S型菌的DNA能将部分R型菌转化成S型菌,所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌,B正确;能导致小鼠死亡的是B、C、F组,C错误;B组含有正常的S型菌的DNA,D组含有正常的R型菌的DNA,而F组中分离出来的S型菌的DNA是正常的S型菌的DNA和R型菌DNA重组之后的DNA,三者均有差异,D正确。
3.A　用32P标记噬菌体的DNA,在侵染大肠杆菌时,噬菌体DNA能够进入细菌体内。但经培养、搅拌、离心、检测,悬浮液中的放射性占15%,原因可能是培养时间偏长,噬菌体大量繁殖后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,A符合题意。搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体蛋白质外壳未与细菌分离,但这不会导致悬浮液带有放射性,B不符合题意。无论离心时间多长,悬浮液中都不会析出较重的大肠杆菌,C不符合题意。P是DNA的特征元素,32P标记噬菌体的DNA,D不符合题意。
4.答案　(1)放射性同位素标记　设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地观察它们的作用　(2)蛋白质外壳和DNA　用分别含32P、35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体分别侵染被32P、35S标记的大肠杆菌　(3)将噬菌体的蛋白质外壳和细菌分离　细菌没有裂解,子代噬菌体没有释放出来　32P　(4)DNA是T2噬菌体的遗传物质
解析　(1)本实验利用了放射性同位素标记技术,关键的设计思路是设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地观察它们的作用。(2)35S和32P分别标记的是噬菌体的蛋白质外壳和DNA。先用分别含32P、35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体分别侵染被32P、35S标记的大肠杆菌,可获得被32P、35S标记的噬菌体。(3)搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳和细菌分离,所以搅拌时间少于1 min时,被35S标记的蛋白质外壳部分仍吸附在大肠杆菌上,并随着大肠杆菌离心到沉淀物中,使悬浮液中的放射性较低。图中被侵染细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是作为对照组,以证明细菌没有裂解,子代噬菌体没有释放出来,否则悬浮液32P放射性会增强。(4)本实验的结论是DNA是T2噬菌体的遗传物质。
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