人教生物学必修2分层训练：3-1　DNA是主要的遗传物质（含解析）

人教生物学必修2分层训练
第1节　DNA是主要的遗传物质
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知识点 题号
1.肺炎链球菌的转化实验 1,7,10,12
2.噬菌体侵染细菌的实验 3,4,6,8,11,13,15
3.生物的遗传物质 2,5,9
4.综合考查 14
1.某研究人员利用肺炎链球菌进行了以下4个实验:
①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注入小鼠体内　②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注入小鼠体内　③R型细菌+DNA
酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注入小鼠体内　④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注入小鼠体内
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　D　)
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
解析:能使小鼠死亡的是活的S型细菌。①DNA酶会将S型细菌的DNA水解,从而失去转化作用,R型细菌因此未发生转化,小鼠存活;②虽然DNA酶存在,但因加入了S型细菌,因此小鼠死亡;③中没有R型活菌,S型细菌的DNA不起作用,小鼠存活;④高温加热使S型细菌的蛋白质及DNA酶变性,虽然S型细菌的DNA还存在,但由于后面加的是R型细菌的DNA,所以不能发生转化作用,小鼠存活。
2.下列关于遗传物质的说法,错误的是(　C　)
①真核生物的遗传物质是DNA　②原核生物的遗传物质是RNA　③细胞核中的遗传物质是DNA ④细胞质中的遗传物质是RNA　⑤新型冠状病毒的遗传物质是DNA或RNA
A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.③④⑤
解析:真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA;细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA;新型冠状病毒属于RNA病毒,遗传物质是RNA。
3.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验,进行了以下3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,短时间保温后离心,检测到以上3个实验中放射性的主要位置依次是(　D　)
A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
B.沉淀物、上清液、沉淀物
C.上清液、上清液、沉淀物和上清液
D.沉淀物、沉淀物、沉淀物
解析:在该实验中,沉淀物的主要成分是被侵染的细菌,上清液的主要成分为噬菌体外壳。①③都直接对细菌进行了标记,放射性主要出现在沉淀物中;②用32P只能标记噬菌体的DNA,在该实验中,噬菌体的DNA会进入细菌体内,放射性也主要出现在沉淀物中。
4.如果用3H、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染未被标记的细菌,在产生的子代噬菌体的组成成分中,能够找到的放射性元素为(　B　)
A.可在外壳中找到3H和35S
B.可在DNA中找到3H和32P
C.可在外壳中找到35S
D.可在DNA中找到32P、35S
解析:噬菌体是由DNA和蛋白质组成的,DNA中含有C、H、O、N、P,而蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素。用3H、32P、35S共同标记噬菌体,其DNA中含有3H、32P,蛋白质中含有3H、35S。在噬菌体侵染细菌的过程中,蛋白质外壳留在外面,没有进入细菌内,只有DNA进入细菌内,所以在子代噬菌体的组成成分中能够找到的放射性元素为3H、32P。
5.下列生物的遗传物质都是DNA的是(　A　)
A.酵母菌、大肠杆菌和肺炎链球菌
B.禽流感病毒、SARS病毒
C.HIV、蓝细菌、绿藻和黑藻
D.烟草、烟草花叶病毒
解析:所有细胞生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质都是DNA,大多数病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,如烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒和禽流感病毒等。
6.噬菌体侵染细菌的实验中,子代噬菌体的蛋白质外壳是(　A　)
A.在噬菌体DNA的指导下,用细菌的物质合成的
B.在细菌DNA的指导下,用细菌的物质合成的
C.在噬菌体DNA的指导下,用噬菌体的物质合成的
D.在细菌DNA的指导下,用噬菌体的物质合成的
解析:噬菌体侵染细菌时只将自身的DNA注入细菌中,其蛋白质外壳留在细菌外,而在细菌中合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA,子代噬菌体的蛋白质外壳是在噬菌体DNA的指导下,利用细菌的物质合成的。
7.如图是关于肺炎链球菌的转化实验,下列分析错误的是(　A　)
A.结果1中全部为S型肺炎链球菌
B.结果1中部分为R型肺炎链球菌
C.结果2中全部为R型肺炎链球菌
D.此实验证明打碎的S型细菌体内有转化因子,使R型细菌转化为S型细菌
解析:S型肺炎链球菌的DNA是转化因子,能使R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌,所以用S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合后,结果1中可能培养出S型细菌和R型细菌。
8.赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,实验包括4个步骤:①培养噬菌体;②35S和32P分别标记噬菌体;③放射性检验;④离心分离。实验步骤的先后顺序为(　C　)
A.①②④③ B.④②①③
C.②①④③ D.②①③④
解析:噬菌体侵染细菌实验的步骤:首先用35S和 32P 分别标记噬菌体,然后利用大肠杆菌培养被标记的噬菌体,离心分离之后,检验放射性。
9.烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如图中A、B所示,侵染作物叶片的症状如图C、D所示。请据图回答下列问题。
(1)用E去侵染叶片F时,叶片F所患病的症状与　　　　相同。
(2)叶片F上的病毒,蛋白质外壳是以　　　　　　　　　　　　为场所合成的,所需的氨基酸、酶和ATP均来自　　 　　　。
(3)病毒E的子代病毒的各项特性由　　　　决定。
(4)本实验证明 　。
解析:(1)E是由烟草花叶病毒(TMV)的蛋白质外壳和车前草病毒(HRV)的RNA重组形成的病毒,由于其遗传物质来自HRV,因此用E去侵染叶片F时,在F上所患病的症状与HRV相同,即与图中的D相同。(2)在叶片F上的病毒,其蛋白质外壳的合成是受HRV的RNA控制的;蛋白质的合成场所是叶片F细胞的核糖体;病毒没有细胞结构,其合成蛋白质所需的氨基酸、酶、ATP均来自宿主细胞,即叶片F的细胞。(3)病毒E的子代病毒的各项特性由E的RNA决定。(4)子代病毒的各项特性都是由E的RNA决定的,从而证明了RNA是车前草病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
答案:(1)D　(2)叶片F细胞的核糖体　叶片F的细胞　(3)E的RNA　(4)RNA是车前草病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传
物质
10.如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解,请据图回答下列问题。
(1)该实验是在格里菲思的肺炎链球菌转化实验的基础上进行的,其中格里菲思的实验得出的结论是 　。
(2)依据上图所示实验,可以作出 　　　　　的假设。
(3)为验证(2)的假设,需设计下面甲和乙两组实验:
①甲组实验中加入DNA酶的目的是 　,
观察到的实验现象是　 。
②乙组可观察到的实验现象是 　。
解析:(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验的结论是加热致死的S型细菌存在将R型细菌转化成S型细菌的转化因子。
(2)同时加入R型细菌和S型细菌的DNA,培养基中会同时生长R型细菌和S型细菌,所以可以作出DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子的假设。
(3)①酶具有催化作用,DNA酶能使DNA水解,所以该实验中加入DNA酶的目的是水解从S型细菌中提取到的DNA;由于S型细菌的DNA被水解,所以观察到的实验现象是培养基中只生长R型细菌。②蛋白质、荚膜多糖不是遗传物质,因此乙组观察到的实验现象是培养基中只生长R型细菌。
答案:(1)加热致死的S型细菌中存在将R型细菌转化成S型细菌的转化因子　(2)DNA是转化因子(遗传物质)　(3)①水解从S型细菌中提取到的DNA　培养基中只生长R型细菌　②培养基中只生长R型细菌
11.下列有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的叙述,不正确的是(　D　)
A.该实验的设计思路是单独观察蛋白质和DNA的作用
B.检测离心后试管中上清液和沉淀物中放射性的强弱可推测侵入细菌中的物质
C.35S标记蛋白质的实验组,离心后的试管中上清液有较高的放射性
D.噬菌体侵染细菌的实验和格里菲思的肺炎链球菌的转化实验同时证明了DNA是遗传物质
解析:格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了存在转化因子,但没有证明DNA是转化因子。
12.在肺炎链球菌的转化实验中,能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验步骤是(　D　)
A.将R型活细菌与S型活细菌混合后培养,发现R型细菌转化为S型细菌
B.将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合培养,发现R型细菌转化为S型细菌
C.从加热致死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖,混合后加入培养R型细菌的培养基中,发现R型细菌转化为S型细菌
D.将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物
解析:S型活细菌内各成分没有分开,不能证明是DNA使R型细菌转化为S型细菌;B项只能证明加热致死的S型细菌中含有转化因子,但不能证明转化因子就是DNA;将加热致死的S型细菌的DNA、蛋白质和多糖混合后加入培养R型细菌的培养基中,仍然无法确定具体是哪种物质起了转化作用。
13.图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验,据图分析,某同学总结出四个结论,你认为正确的是(　D　)
A.甲处的噬菌体没有放射性
B.乙处的噬菌体一定不含放射性
C.图1能证明DNA是遗传物质,而不能证明蛋白质不是遗物物质
D.图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,能证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质
解析:分析图1可知,大肠杆菌用32P或35S处理过,所以甲处的噬菌体含有放射性;由于亲代噬菌体用32P标记过,所以乙处噬菌体部分含放射性;由于图1中的大肠杆菌用32P或35S标记过,而亲代噬菌体没有标记过,所以图1不能证明DNA是遗传物质,也不能证明蛋白质不是遗传物质;图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,能证明DNA是遗传物质;因为35S标记的噬菌体的蛋白质没有进入大肠杆菌体内,所以不能证明蛋白质不是遗传物质。
14.下列叙述不能说明核酸是遗传物质的是(　 C　)
A.T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞后能合成T2噬菌体的外壳蛋白
B.S型菌的DNA进入R型菌细胞后随该细胞的遗传物质稳定遗传
C.肺炎链球菌的转化实验中,加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内,最终能分离出活的S型菌
D.TMV的RNA与HRV的蛋白质重建而成的新病毒能感染烟草并增殖出完整的TMV
解析:肺炎链球菌的转化实验中,加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内,最终能分离出活的S型菌,这只能说明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,但不能说明核酸是遗传物质。
15.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性。而实验的实际最终结果显示:在离心上层液体中,也具有一定的放射性,而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中,采用的实验技术是　 。
(2)在理论上,上清液放射性应该为0,其原因是 　。
(3)实验数据和理论数据之间有较大的误差,对实验过程进行如下误差分析:
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,会使上清液的放射性含量升高,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,将　　　　(填“是”或“不是”)误差的来源,理由是　 　。
(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了　 。
(5)上述实验中　　　　(填“能”或“不能”)用3H来标记噬菌体的DNA,理由是　 　。
解析:(1)噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验技术是放射性同位素标记技术。
(2)DNA中含有P元素,蛋白质中没有,故32P只能进入噬菌体的DNA中。在侵染过程中,由于噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌,离心后,上清液中是噬菌体的蛋白质外壳,沉淀物中是被侵染的大肠杆菌,故理论上,上清液中应该没有放射性。
(3)从噬菌体和大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放出来,使上清液带有放射性;如果部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内,也会使上清液带有放射性。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
(5)由于H元素在DNA和蛋白质中都含有,因此不能用3H来标记DNA。
答案:(1)放射性同位素标记技术
(2)理论上,噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内,离心后上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳
(3)①噬菌体在大肠杆菌内增殖后被释放出来,经离心后分布于上清液中　②是　没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中,使上清液具有放射性
(4)DNA是遗传物质
(5)不能　DNA和蛋白质中都含有H元素