3.1 DNA是主要的遗传物质-课后训练-（人教版2019必修二）（含解析）

3.1 DNA是主要的遗传物质
[基础达标]
题组一　肺炎链球菌的转化实验
1．下列关于“肺炎链球菌体外转化实验”的叙述，正确的是(　　)
A．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
B．经DNA酶处理过的S型细菌提取物不能使R型细菌转化为S型细菌
C．发生转化的S型细菌与原S型菌遗传信息完全相同
D．该实验只能证明S型细菌体内存在转化因子
2．(2024·吉林白山期中)下列关于格里菲思肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是(　　)
A．将加热致死的S型细菌注入小鼠体内不会导致小鼠死亡
B．注射活的或致死的R型细菌都不会引起小鼠死亡
C．将R型活细菌和加热致死的S型细菌混合注射到小鼠体内，死亡小鼠体内不能分离得到R型细菌
D．该实验证明已经加热致死的S型细菌中存在某种促进R型活细菌转化的因子
3．(2024·广东茂名阶段练习)肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感。在多代培养的S型细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 型细菌进行如图所示的实验，下列关于各组实验结果的分析合理的是(　　)
A．组1中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B．组2中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C．组3 培养基中含有青霉素，可出现 PenrS 型菌落
D．组4 培养基不会出现R型菌落和S型菌落
题组二　噬菌体侵染细菌的实验
4．(2024·广东韶关期末)下图是赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验部分操作，下列相关叙述正确的是(　　)
A．实验中的噬菌体要先在含有32P的培养基中进行培养
B．实验中上清液有放射性是由于搅拌和离心不充分
C．噬菌体在细菌内以氨基酸为原料合成蛋白质外壳
D．实验中的子代噬菌体仍能检测到放射性
5．(2024·广东汕尾期末)用被放射性同位素35S标记的T2噬菌体和32P标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心，检查上清液和沉淀物中的放射性物质。下列分析正确的是(　　)
A．35S 主要在上清液中，32P 主要在沉淀物中
B．35S 主要在沉淀物中，32P 主要在上清液中
C．35S 和32P都主要在沉淀物中
D．35S 和32P都主要在上清液中
题组三　DNA是主要的遗传物质
6．(2024·广东深圳期中)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，下图是探索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，c是对照组
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．c组能说明蛋白质外壳没有侵染能力
7．(2023·广东广州期末)下列关于生物遗传物质的说法正确的是(　　)
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
C．真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质
D．大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质
[能力提升]
8．(2024·广东江门阶段练习)图甲表示加热致死的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；图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
　　
A．图甲中的实线代表R型细菌，虚线代表S型细菌
B．据图甲可知，只有一部分R型细菌转化为S型细菌
C．图乙中搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与DNA分开
D．图乙中上清液的放射性很高，沉淀物的放射性很低
9．如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，相关叙述错误的是(　　)
A．锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌，其中应不含32P
B．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离
C．若实验操作正确，放射性主要集中在上清液中
D．仅凭图示实验并不能证明DNA是遗传物质，还需一组用35S标记蛋白质的实验
10．(2024·天津河西三模)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是(　　)
A．提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32P
B．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比
C．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体
D．该实验证明了DNA是主要遗传物质
11．在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)
A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
B．在O～t1时间内，噬菌体还未侵入细菌体内
C．在t1～t2时间内，噬菌体侵入细菌体内导致细菌大量死亡
D．在t2～t3时间内，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
12．(2024·陕西汉中期末)格里菲思用肺炎链球菌在小鼠体内进行著名的转化实验如图1所示；紧接着艾弗里团队在体外证明 DNA 是遗传物质的实验过程如图2所示。请回答下列有关问题：
　
(1)由图1的四组实验结果可以得出的实验结论是__________________。
(2)图2中实验运用了________(填“加法”或“减法”)原理，其中①④组对照说明了__________________________________。
(3)赫尔希和蔡斯进一步证明DNA 才是真正的遗传物质。其实验包括4个步骤：①噬菌体侵染细菌；②35S和32P 分别标记 T2 噬菌体；③放射性检测；④搅拌、离心。该实验步骤的正确顺序是____________(填序号)。用被35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，理论上离心之后沉淀物中不含放射性，实际上会由于_________________________，导致沉淀中含有少量的放射性，产生一定的误差。
13．如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解，请据图回答：
(1)该实验是________________所做的肺炎链球菌转化实验的部分图解。
(2)该实验是在____________实验的基础上进行的。
(3)S型细菌的细胞提取物中，使R型细菌发生转化的物质最可能是________。
(4)为进一步探究细胞提取物中使R型细菌发生转化物质的化学成分，他们又设计了下面的实验。
实验中加入DNA酶的目的是________________________。当细胞提取物中加入DNA酶时，他们观察到的实验现象是______________________________。
(5)该实验能够说明__________________。
参考答案
【基础达标】
1．【答案】B
【解析】“肺炎链球菌体外转化实验”证明了DNA是遗传物质，A错误。由于DNA酶使DNA水解成脱氧核苷酸，核苷酸无转化作用，所以不能使R型细菌转化为S型细菌，B正确。转化后的遗传信息不完全相同，C错误。“肺炎链球菌的体内转化实验”可证明S型细菌体内存在转化因子，D错误。
2.【答案】C
【解析】蛋白质是生命活动的主要承担者，因此，加热致死的S型细菌蛋白质被破坏失去毒性，不会导致小鼠死亡，A正确；R型细菌无毒，因此注射活的或致死的R型细菌都不会引起小鼠死亡，B正确；将S型细菌加热致死后与R型细菌混合注入小鼠体内，由于会发生基因重组，R型细菌会转化成S型细菌进而导致小鼠死亡，因此，从死亡小鼠体内能分离得到R型细菌，C错误；格里菲思细菌转化实验证明了存在着某种“转化因子”使R型细菌转化为有毒性的S型细菌，但是并没有证明遗传物质是DNA，D正确。
3.【答案】D
【解析】抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子，在组1中将加热致死的PenrS型细菌与活的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，部分小鼠会患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的S型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；组2培养基为普通培养基，乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后只有PenrS型细菌的菌落能继续生长，B错误；丙组培养基中含有青霉素，R型细菌不能生长，也不能发生转化，所以不会出现菌落，C错误；丁组中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶水解而无转化因子，且R型细菌不抗青霉素，所以无菌落生长，D正确。
4.【答案】C
【解析】噬菌体是病毒，病毒必须寄生在活细胞体内才能增殖，培养基无生物活性，不能在培养基上培养噬菌体，A错误；分析该图可知，搅拌、离心后，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低，由此推测，该实验是用35S标记噬菌体的蛋白质外壳去侵染细菌，因为噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳并未进入细菌，所以正常情况下经搅拌离心后，沉淀物中应不含放射性，若由于搅拌和离心不充分，则会导致沉淀物出现放射性，B错误；噬菌体的增殖是以自身遗传物质为模板，利用细菌体内的物质为原料合成子代噬菌体，因此噬菌体在细菌内以氨基酸为原料合成蛋白质外壳，C正确；噬菌体的遗传物质为DNA，分析题图可知，该实验标记的是噬菌体的蛋白质外壳而没有标记噬菌体的DNA，因此子代噬菌体不能检测到放射性，D错误。
5.【答案】A
【解析】35S标记的是T2噬菌体的蛋白质，32P标记的T2噬菌体的DNA，不同标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，由于噬菌体的DNA将注入大肠杆菌体内，其蛋白质外壳在大肠杆菌表面。故蛋白质主要在上清液中，DNA主要在沉淀物中，A正确，B、C、D错误。
6.【答案】A
【解析】a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片，属于对照组，c、d、e是实验组，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；c组蛋白质外壳侵染烟草叶片，没有出现病斑，说明蛋白质外壳没有侵染能力，D正确。
7.【答案】D
【解析】病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质，A错误；遗传信息是指核酸分子中的碱基排列顺序，所以碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同，B错误；有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以DNA或RNA为遗传物质，C错误；大肠杆菌体内含有DNA和RNA，大肠杆菌有细胞结构，以DNA为遗传物质，D正确。
【能力提升】
8.【答案】C
【解析】图甲表示加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，开始是R型细菌较多，在小鼠体内扩增，数量上升，后被小鼠免疫系统清除，数量下降，此过程中少部分R型细菌在加热致死的S型细菌DNA作用下转化为S型活细菌，S型活细菌扩增并破坏小鼠的免疫系统，使R型细菌和S型细菌数量重新上升，由此可得实线表示R型细菌，虚线表示S型细菌，A正确；分析图甲可得，S型细菌开始是数量很少，说明只有部分R型细菌转化为S型细菌，B正确；观察图乙可得，噬菌体在侵染细菌时需要先吸附在细菌表面，再将噬菌体DNA注入细菌，离心前搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开，C错误；35S标记物质为噬菌体的蛋白质外壳，在噬菌体侵染细菌时吸附在大肠杆菌细胞膜上，因此离心后其放射性主要分布在上清液中，上沉淀物中的放射性会很低，D正确。
9.【答案】C
【解析】由于噬菌体已经被32P标记，因此锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌，其中应不含32P，A正确；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，B正确；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌后DNA进入细菌并随着细菌离心到沉淀物中，因此若实验操作正确，放射性主要集中在沉淀物中，C错误；仅凭图示实验只能证明噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌，据此并不能证明DNA是遗传物质，还需一组用35S标记蛋白质的实验，D正确。
10.【答案】A
【解析】由于DNA为半保留复制，亲代被标记，原料没有被标记，子代中只有部分噬菌体具有放射性，故A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P，A正确；B组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后放射性主要出现在上清液，但B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关，B错误；离心前应充分搅拌使大肠杆菌与噬菌体分离，而不是使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要遗传物质，D错误。
11.【答案】B
【解析】噬菌体属于病毒，必须在宿主细胞内才能代谢和繁殖，模板是亲代噬菌体的DNA，原料是细菌体内的脱氧核苷酸和氨基酸，能量是细菌提供的ATP，场所是细菌的核糖体，A正确；在O～t1时间内，噬菌体可能已侵入细菌体内，但还没有大量繁殖，B错误；在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量死亡，C正确；在t2～t3时间内，被侵染的细菌已裂解死亡，所以噬菌体因失去寄生场所而停止增殖，D正确。
12.【答案】(1)加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
(2)减法　S型活细菌的 RNA 不是转化因子(或遗传物质)
(3)②①④③　搅拌不充分，部分噬菌体与细菌未分离
【解析】(1)通过肺炎链球菌的体内转化实验结果推测，加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。(2)艾弗里的体外转化实验对每个实验组加入特定的酶除去一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了减法原理对自变量进行控制。④组用RNA酶将RNA水解，即去除了S型细菌的RNA，结果还是出现了S型细菌，说明S型活细菌的 RNA 不是转化因子(或遗传物质)。(3)赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记技术完成实验，进一步表明DNA才是真正的遗传物质。实验包括4个步骤，该实验步骤的正确顺序是②35S和32P分别标记T2噬菌体→①噬菌体侵染细菌→④搅拌、离心→③放射性检测。35S标记噬菌体的蛋白质，用被35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，由于蛋白质外壳会吸附在大肠杆菌表面，搅拌离心后应处于上清液中，理论上离心之后沉淀物中不含放射性，实际上会由于搅拌不充分，部分噬菌体与细菌未分离，导致沉淀中含有少量的放射性，产生一定的误差。
13.【答案】(1)艾弗里及其同事　(2)格里菲思
(3)核酸　(4)催化细胞提取物中DNA的水解　培养基中只出现R型细菌
(5)蛋白质、RNA和脂质不是遗传物质，DNA是遗传物质