3.1 DNA是主要的遗传物质--人教版（2019）生物必修2同步练习题(含解析）

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2025人教版生物必修2
第1节　DNA是主要的遗传物质
A组 必备知识基础练
1.(2024江苏徐州高一期中)在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中,下列结论与其不相符的是(　　)
A.S型活细菌可以使小鼠患病而死亡
B.R型活细菌对小鼠生活没有明显影响
C.只有将S型细菌加热灭活,才能使R型细菌转化为S型细菌
D.在肺炎链球菌的转化实验中,R型细菌转化为S型细菌后,其性状是可遗传的
2.(2024安徽铜陵高一期中)[教材第43页相关信息]格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验对于发现DNA是遗传物质起到了关键作用。下列有关该实验的说法,错误的是(　　)
A.该实验中的肺炎链球菌有两类,一种菌有致病性且菌落表面光滑,另一种菌无致病性且菌落表面粗糙
B.注射加热杀死的S型细菌后小鼠存活,说明死亡的S型细菌对小鼠失去了致病性
C.注射加热杀死的S型细菌与活的R型细菌混合物后小鼠死亡,说明高温不会使S型细菌的蛋白质失活
D.该实验说明转化因子可以从一种细胞传递到另一种细胞,且可以实现性状的改变
3.(2024北京海淀高二期中)[教材第47页练习与应用]下列有关“艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验”和“赫尔希与蔡斯完成的噬菌体侵染细菌实验”的分析,不正确的是(　　)
A.都巧妙地设计了对比实验进行研究
B.都使用同位素示踪法证明了DNA是遗传物质
C.都选用了结构简单、繁殖快的生物作实验材料
D.都设法将DNA与蛋白质分开,单独地观察它们在遗传中的作用
4.(2024安徽铜陵高一期中)[教材第44页图示]下图是艾弗里等人利用肺炎链球菌进行的转化实验,下列有关分析错误的是(　　)
A.同时长出两种菌落的培养基中,R型细菌的菌落数较多
B.为了检验蛋白酶能否彻底去除蛋白质,可以使用双缩脲试剂进行检验
C.该实验利用了“减法原理”,通过去除细胞提取物中的某一物质来验证它的作用
D.该实验结果表明促使R型活细菌转化为S型细菌的转化因子很可能就是DNA
5.(2024陕西西安高一期中)为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质,赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述中,正确的是(　　)
A.锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,其营养成分中要加入32P标记的无机盐
B.保温时间过长或过短均会造成B(上清液)中出现放射性
C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律,而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律
D.本实验证明DNA是噬菌体的遗传物质,蛋白质不是
6.(2024安徽铜陵高一期中)赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能,实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.在细菌体内增殖的噬菌体在t4之后会大量从细胞内释放
B.t5后上清液35S的含量只有80%的原因可能是搅拌不够充分
C.若被侵染细菌的死亡率上升至20%,则上清液中32P的含量会增多
D.本实验证明噬菌体侵染细菌过程中,其DNA进入细菌中,而蛋白质没有
7.(2024浙江绍兴高一期中)[教材第46页图示]烟草花叶病毒重建和感染的实验示意图如下。下列叙述正确的是(　　)
A.烟草花叶病毒中的核苷酸有8种
B.图中A型后代的外壳是蛋白质B
C.若用DNA酶处理该病毒,会使其失去感染力
D.该实验证明RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
8.(2024河北张家口高一期中)下列有关“DNA是主要的遗传物质”的叙述,正确的是(　　)
A.所有生物的遗传物质都是DNA
B.真核生物、原核生物的遗传物质是DNA,其他生物的遗传物质是RNA
C.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,除此之外的其他生物的遗传物质是RNA
D.真核生物、原核生物、部分病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA
9.(2024河南南阳高一期末)科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时,分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记。以下说法不正确的是(　　)
组别 第一组 第二组 第三组
噬菌体成分 用35S标记 未标记 用14C标记
大肠杆菌成分 用32P标记 用18O标记 未标记
A.第二组实验中,子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O
B.第三组实验中,子代噬菌体的DNA中不一定含有14C
C.第一组实验中,噬菌体DNA在细菌体内复制了三次,释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0
D.第三组实验经过一段时间培养后搅拌、离心,检测到放射性主要出现在沉淀物中
10.(2024江苏盐城高一期中)图1表示噬菌体侵染大肠杆菌的部分过程,图2所示的是赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法完成的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分实验过程。请回答下列问题。
图1
图2
(1)图1中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序:　　　　　　　　　　　。
(2)由图2实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是　　　　　(填“35S”或“32P”),请完成标记T2噬菌体的操作步骤。
①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的脱氧核苷酸,作为合成　　　　的原料。
②在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间后,再用上述被标记的大肠杆菌培养　　　　。
(3)图2实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,请分析该现象出现的可能原因有 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)本实验　　　　　(填“能”或“不能”)证明DNA是遗传物质,原因是　　　　　。
(5)在32P组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系为　　　　　。
B组 能力素养提升练
11.(多选)(2024山东淄博高一期中)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是(　　)
A.噬菌体侵染大肠杆菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B.肺炎链球菌体内转化实验中,R型细菌转化为S型细菌是S型细菌DNA作用的结果
C.肺炎链球菌体外转化实验中,S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.烟草花叶病毒感染和重建实验中用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质
12.(2024山东淄博高一期中)20世纪中叶开始,科学家不断通过实验探究遗传物质的本质,使生物学研究进入分子生物学领域。请回答下列问题。
(1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验。
①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的方法是　　　　　　　　,他们没有用14C和18O来分别标记蛋白质和DNA,原因是　 　　　　　　　　　　　　　。
②用32P标记的组中,放射性主要分布于试管的　　　　　,这表明噬菌体侵染细菌时,
　　　进入细菌细胞中。
(2)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒,为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,做了如下实验。
Ⅰ.实验步骤。
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干,随机均分成四组,编号为A、B、C、D。
②将下表补充完整,并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。
组别 A B C D
注射 溶液 该病毒核酸提 取物和RNA酶 　　 该病毒核 酸提取物 生理 盐水
③相同条件下培养一段时间后,观察比较各组小白鼠的发病情况。
Ⅱ.结果预测及结论。
①若　　　　　　　　　　　　　　　　　,则DNA是该病毒的遗传物质。
②若　　　　　　　　　　　　　　　　　,则RNA是该病毒的遗传物质。
答案：
1.C　解析 格里菲思将S型活细菌注射到小鼠体内,可以使小鼠患病而死亡,A项正确;格里菲思将R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡,说明R型活细菌对小鼠生活没有明显影响,B项正确;格里菲思并没有进行将R型活细菌与S型活细菌混合后注射到小鼠体内的实验,由于缺乏该组实验的对照,所以不能得出“只有将S型细菌加热灭活,才能使R型细菌转化为S型细菌”的结论,C项错误;在肺炎链球菌的转化实验中,R型细菌转化为S型细菌后,转化的S型细菌的后代也是有致病性的S型活细菌,说明其性状是可遗传的,D项正确。
2.C　解析 该实验中的肺炎链球菌有两类,R型细菌和S型细菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑),由肺炎链球菌转化实验可知,只有S型细菌有毒,会导致小鼠死亡,S型细菌的DNA才会使R型细菌转化为S型细菌,A项正确;注射加热后杀死的S型细菌,S型细菌失去毒性,因而不会导致小鼠死亡,B项正确;注射加热杀死的S型细菌与活的R型细菌混合物后小鼠死亡,说明其中存在转化因子,但后续实验证明该转化因子是DNA而非蛋白质,蛋白质会因为高温而变性失活,C项错误;该实验说明转化因子可以从一种细胞(如S型细菌)传递到另一种细胞(如R型细菌),且可以实现性状的改变,D项正确。
3.B　解析 艾弗里等人所进行的肺炎链球菌转化实验,不同酶处理的各组之间形成对比,噬菌体侵染细菌实验,32P标记的噬菌体与35S标记的噬菌体之间形成相互对比,A项正确;艾弗里等人所进行的肺炎链球菌转化实验,没有采用同位素示踪法,B项错误;肺炎链球菌与噬菌体都是结构简单、繁殖快的生物,C项正确;两个实验都设法将DNA与蛋白质分开,单独地、直接地观察它们在遗传中的作用,D项正确。
4.B　解析 将S型细菌的细胞提取物分别与R型活细菌混合培养,转化率较低,故同时长出两种菌落的培养基中,R型细菌的菌落数较多,A项正确;蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色,但由于蛋白酶的本质也是蛋白质,故检验蛋白酶能否彻底去除蛋白质,不能使用双缩脲试剂进行检验,B项错误;减法原理是排除自变量对研究对象的干扰,同时尽量保持被研究对象的稳定,该实验利用了“减法原理”,通过去除细胞提取物中的某一物质来验证它的作用,C项正确;本实验中有DNA的组别能得到S型细菌,但加入DNA酶后DNA被水解的组别只有R型细菌,该实验结果表明促使R型活细菌转化为S型细菌的转化因子很可能就是DNA,D项正确。
5.B　解析 图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,由于噬菌体已被32P标记,所以培养液的营养成分中不能加入32P标记的无机盐,A项错误;如果保温时间过长,则繁殖出的子代噬菌体释放出来,其中含32P的噬菌体会出现在上清液中,所以会导致上清液中放射性增强,保温时间过短会导致一些被标记的噬菌体未来得及侵入细菌内,也会导致上清液中放射性增强,B项正确;噬菌体是病毒,大肠杆菌是原核生物,都不进行有性生殖,所以噬菌体和大肠杆菌的遗传都不遵循基因分离定律,C项错误;由于该实验缺少对照组,只能证明DNA是遗传物质而不能证明蛋白质不是遗传物质,D项错误。
6.A　解析 据图可知,t4之后被侵染细菌的死亡率为0,即细菌并没有裂解,因此在细菌体内增殖的噬菌体在t4之后不会大量从细胞内释放,A项错误;如果搅拌不充分,可能导致标记的分子(如蛋白质)没有充分结合或分布在反应体系中,从而使得上清液中35S的含量降低,因此t5后上清液35S的含量只有80%的原因可能是搅拌不够充分,B项正确;若被侵染细菌的死亡率上升至20%,这意味着有更多的细菌被破坏并释放了它们的内容物,这样离心过程中会有更多的32P标记的物质被留在上清液中,而不是沉降到底部与细菌碎片一起,上清液中32P的含量会增多,C项正确;噬菌体侵染细菌的实验结果是噬菌体的DNA进入了细菌细胞内,而蛋白质外壳留在了外面,所以最终的实验结论是:DNA是遗传物质,D项正确。
7.D　解析 烟草花叶病毒中的核酸是RNA,其中的核苷酸共有4种,A项错误;图中A型后代的RNA来自A,故其蛋白质外壳是A,B项错误;该病毒的遗传物质是RNA,酶具有专一性,故若用DNA酶处理该病毒,不会使其失去感染力,C项错误;该实验的子代与提供RNA的亲本相同,证明RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,D项正确。
8.D　解析 所有有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA,但RNA病毒的遗传物质为RNA,A项错误;真核生物、原核生物都是细胞生物,细胞生物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA,D项正确,B项错误;除了少数病毒的遗传物质是RNA,其余生物的遗传物质均为DNA,C项错误。
9.D　解析 大肠杆菌成分用18O标记,子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大肠杆菌,故子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O,A项正确;14C能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,由于DNA的半保留复制,子代部分噬菌体含有亲代DNA的一条链,所以子代噬菌体的DNA中不一定含有14C,B项正确;噬菌体DNA在细菌体内复制了三次,子代噬菌体是以亲代噬菌体的DNA做模板链,大肠杆菌提供脱氧核苷酸为原料,合成子代噬菌体的,所以每一个子代噬菌体都含32P,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,不会进入大肠杆菌体内,故子代噬菌体中都不含35S,C项正确;14C既能标记噬菌体的DNA,也能标记噬菌体的蛋白质外壳,所以经过一段时间培养后离心,检测到放射性在上清液和沉淀物中都有,D项错误。
10.答案 (1)B→D→A→E→C
(2)32P　①DNA　②T2噬菌体
(3)培养时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内;培养时间过长,增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来
(4)不能　没有对照组
(5)②
解析 (1)T2噬菌体在侵染大肠杆菌之后,就会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的组成成分,进行大量增殖,当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。B是噬菌体吸附在大肠杆菌表面,D是噬菌体将DNA注入大肠杆菌,A是合成子代噬菌体的DNA和蛋白质,E是组装成子代噬菌体,C是释放出子代噬菌体,因此,噬菌体侵染大肠杆菌正确的排列顺序是B→D→A→E→C。(2)图2沉淀物的放射性较高,上清液的放射性较低,即子代噬菌体中检测到放射性,说明用于标记噬菌体的同位素是32P,标记的是噬菌体的DNA。噬菌体没有细胞结构,是寄生在大肠杆菌中的,所以标记T2噬菌体的操作步骤:①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的4种脱氧核苷酸作为合成DNA的原料。②在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间后,使大肠杆菌内含有放射性标记的4种脱氧核苷酸,再用此大肠杆菌培养T2噬菌体。(3)图2实验中(32P标记实验组)上清液中具有很低的放射性的可能原因是:①培养时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来。(4)该实验只进行了32P标记的实验组,没有进行35S的实验组作为对照,故本实验不能证明DNA是遗传物质。(5)由于32P标记的是噬菌体的DNA,保温初期,随DNA进入大肠杆菌内,上清液放射性降低,随着保温时间的延长,大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放至上清液,上清液放射性有所增强,故选图②。
11.BCD　噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记的是噬菌体的DNA,而DNA进行半保留复制,因此子代噬菌体少数具有放射性,A项错误;肺炎链球菌体内转化实验中,R型细菌转化为S型细菌是S型细菌DNA作用的结果,B项正确;肺炎链球菌体外转化实验中,只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,C项正确;遗传物质在亲子代之间的遗传具有稳定性,烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质,D项正确。
12.答案 (1)①放射性同位素标记法　由于DNA和蛋白质的元素组成都含有C和O,标记后无法区分　②沉淀物　DNA
(2)Ⅰ.②该病毒核酸提取物和DNA酶　Ⅱ.①A、C组发病,B、D组正常生长　②B、C组发病,A、D组正常生长
解析 (1)①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的方法是放射性同位素标记法。由于DNA和蛋白质的元素组成都含有C和O,标记后无法区分,故实验中,没有用14C和18O来分别标记蛋白质和DNA。②35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,32P标记的是噬菌体的DNA,用35S标记的一组侵染实验中,放射性同位素主要分布于上清液中;而用32P标记的一组侵染实验,放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中。这表明噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,蛋白质外壳仍留在外面。因此,DNA才是噬菌体的遗传物质。(2)Ⅰ.根据酶的专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应。DNA酶可以催化DNA水解,最终产物中没有DNA;RNA酶可以催化RNA的水解,最终产物中没有RNA。因此表中B组加入的是该病毒核酸提取物和DNA酶。Ⅱ.①若DNA是该病毒的遗传物质,则B组DNA被水解,而A、C组DNA完好,因此A、C组发病,B、D组未发病。②若RNA是该病毒的遗传物质,则A组RNA被水解,而B、C组RNA完好,因此B、C组发病,A、D组未发病。
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