高中人教版生物必修2同步作业-第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质（有解析）

第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质
一、单选题。
1.格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家不断地通过实验，探究遗传物质的本质，使生物学研究进入新的领域。下列说法正确的是（ ）
A. 格里菲思推断：R型活细菌与S型活细菌体内均存在某种“转化因子”
B. 艾弗里利用加法原理通过加入DNA酶使R型细菌失去转为S型细菌的活性，得出DNA是遗传物质
C. 赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记法和对比实验法证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
D. 后来研究发现，RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，但是细胞生物的遗传物质主要是DNA
2.“DNA是主要的遗传物质”是指（ ）
A. 遗传物质的主要载体是染色体 B. 大多数生物的遗传物质是DNA
C. 细胞里的DNA大部分在染色体上 D. 染色体在遗传上起主要作用
3.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎链球菌的转化实验证实了( )
①DNA是遗传物质 ②RNA 是遗传物质 ③DNA 是主要的遗传物质 ④蛋白质和多糖不是遗传物质
⑤S型细菌的性状是由DNA决定的 ⑥在转化过程中,S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的体内
A. ①④⑤⑥ B. ②④⑤⑥ C. ②③⑤⑥ D. ③④⑤⑥
4.下列是遗传物质发现过程中的几个重要实验，其中应用了放射性同位素示踪技术的是（ ）
A. 噬菌体侵染细菌实验 B. 肺炎链球菌的活体转化实验
C. 肺炎链球菌的离体转化实验 D. 烟草花叶病毒的感染和重建实验
5.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. 噬菌体侵染细菌实验中，用35S标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体可以检测到放射性
B. 肺炎链球菌活体细菌转化实验中，格里菲思证明了DNA是转化因子
C. 肺炎链球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，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TMVA的RNA和TMVB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TMVA的遗传物质
6.图甲是加热杀死的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。有关叙述正确的是（　　）
A. 图乙中，沉淀物中新形成的子代噬菌体具有放射性
B. 图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的
C. 实验中搅拌的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒
D. 图乙中若用32P标记亲代噬菌体，裂解后绝大多数子代噬菌体中具有放射性
7.关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（ ）
A. 肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B. 肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子
C. 噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制
D. 烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
8.下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是（ ）
A. 肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA B. 酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C. T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D. 流感病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
9.鲤春病毒病是一种由弹状病毒引起，常在鲤科鱼类中流行且在春季暴发的疾病。该弹状病毒有一层囊膜，内含一条单链RNA（由M个核苷酸缩合而成）和依赖于RNA的RNA聚合酶等物质。下列相关叙述或推理，不合理的是（ ）
A.该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P
B. 该弹状病毒的RNA聚合酶可催化核糖核苷酸链的形成
C.鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质不同
D.配置合适的培养基、设置适宜的环境条件就可以培养弹状病毒
10.科学家进行了烟草花叶病毒（TMV）感染烟草植株的实验，感染过程如图所示。下列关于该实验的说法，正确的是（　　）
A. 该实验证明RNA也可作为细胞生物的遗传物质
B. 该实验与赫尔希和蔡斯的实验都设置了空白对照组，可以增强实验的说服力
C. 该实验证明烟草花叶病毒的蛋白质外壳不能作为遗传物质
D. 该实验与格里菲思的实验都是设法将核酸和蛋白质分开后再分别研究各自的效应
二、多选题。
11.1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，证明了DNA是遗传物质，他们所做的两组实验结果如表所示。下列说法错误的是（　 　）
噬菌体不同标记组别 放射性检测结果
上清液中 沉淀物中
甲 35S标记 75% 25%
乙 32P标记 15% 85%
A.上述实验方法与艾弗里的不同，但二者最关键的设计思路相同
B.甲、乙两组相互对照可以得出DNA是大多数生物遗传物质的结论
C.乙组上清液中含有15%的放射性，可能是搅拌不充分所致
D.将甲组沉淀物中的噬菌体进一步培养，得到的子代噬菌体都不含放射性
12.下图是肺炎链球菌体外转化实验。下列叙述正确的是（ ）
A. 该实验证明了DNA是主要的遗传物质
B. 该实验中甲组是对照，结果说明加热不会破坏转化物质
C. 经培养后，乙组培养皿中既有S型菌落，又有R型菌落
D. 丙组培养皿中只有S型菌落，推测转化物质是DNA
三、非选择题。
13.对于遗传物质的探索，人类经历了一个漫长而复杂的过程。其中三个先后进行的经典实验，运用不同的实验思路和方法，共同证明了“DNA是遗传物质”这一科学认识。请回答下列问题：
（1）格里菲思提出“转化因子”的推断。支撑这一推断的重要证据之一是：其中一组实验成功将R型活细菌转化为S型活细菌，并导致小鼠死亡。该组实验的处理方法是向小鼠体内注射___________
________________________________________________。
（2）艾弗里等人证明DNA是“转化因子”。该实验运用“_________原理”控制自变量，发现只有用_________________处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌。但因传统观念“蛋白质是遗传物质”的阻碍，艾弗里等人的结论并没有被人们广泛接受。
（3）赫尔希和蔡斯进一步证明DNA是遗传物质。该实验包括4个关键步骤：①T2噬菌体侵染细菌②用35S和32P分别标记T2噬菌体③放射性检测④搅拌离心分离，正确的步骤顺序是___________________________（填序号）。噬菌体侵染大肠杆菌后，需利用_________的遗传信息，并以____________________________为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。
（4）结合上述实验分析，DNA作为遗传物质应具备的特点有：_______________________________________________________________。（至少答两点）
14.格里菲思、艾弗里肺炎链球菌转化实验过程如图1、2所示，噬菌体侵染细菌实验的流程如图3所示。回答下列问题。
图1从实验④小鼠中分离出的肺炎链球菌并非全部是S型活细菌，原因是__________________________________________________；图1所示的实验结论是________________________________________________________________________。
图2实验中，________对照能说明S型细菌的DNA是转化因子。除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外，还可以通过什么方法区分R型和S型细菌？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
图3中，要获得含有放射性的噬菌体，应该如何操作？__________________________________________________________________；由图3放射性可知，标记的物质是噬菌体的___________。
（4）图3实验过程中搅拌的目的是_______________________________________________；该实验中，上清液出现放射性的原因有________________________________。
15.某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行如下实验：
实验原理：（略）
实验目的：探究禽流感病毒遗传物质是DNA还是RNA。
材料用具：显微注射器，禽流感病毒核酸提取物，活鸡胚，DAN酶，RNA酶，蛋白酶。
实验步骤：
第一步：取_______________平均分成两组，用显微注射技术分别向两组活鸡胚细胞中注射有关物质。
第二步：在_______________条件下培养一段时间。
第三步：分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测是否产生禽流感病毒。
实验相关内容如下表：
注射的物质 实验现象预测
（有无禽流感病毒） 结论
（禽流感病毒遗传物质）
第一组 禽流感病毒核酸提取物+① __________ 1．如果有 1．则RNA是遗传物质
2．如果无 2．则DNA是遗传物质
第二组 禽流感病毒核酸提取物+② __________ 3．如果有 3．则DNA是遗传物质
4．如果无 4．则RNA是遗传物质
（1）完成实验步骤和表格中有关内容的填空。
（2）该科学探究过程所依据实验原理是a.酶的______________；b．核酸能______________。
（3）若禽流感病毒的遗物物质为RNA，水解后生成的最终产物是________________________________。
1.【答案】C
【解析】
A.格里菲斯体内转化实验证明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，A错误；
B.艾弗里利用减法原理通过加入DNA酶使R型细菌失去转为S型细菌的活性，得出DNA是遗传物质，B错误；
C.赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记法和对比实验法证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C正确；
D.后来研究发现，RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，但是细胞生物的遗传物质是DNA，D错误。
2.【答案】B
【解析】
A.遗传物质的主要载体是染色体，A错误；
B.大多数生物的遗传物质是DNA，B正确；
C.细胞里的DNA大部分在染色体上，不能说明DNA是主要遗传物质，C错误；
D.染色体在遗传上起主要作用，也不能说明，D错误。
故选B。
3.【答案】A
【解析】格里菲思的体内转化实验证明在加热杀死的S型细菌体内存在某种转化因子,可以将R型细菌转化成S型细菌;艾弗里的体外转化实验证明DNA是遗传物质,蛋白质、糖类等不是遗传物质。但是,没有证明RNA是遗传物质、DNA是主要的遗传物质。
4.【答案】A
【解析】
A.噬菌体侵染细菌实验采用了放射性同位素示踪技术，即分别用35S或32P标记噬菌体，A正确；
B.肺炎链球菌的活体转化实验没有采用放射性同位素示踪技术，而是用R型细菌和S型细菌进行实验，B错误；
C.肺炎链球菌的离体转化实验没有采用放射性同位素示踪技术，而是将细菌的成分提取出来进行对照实验，C错误；
D.烟草花叶病毒的重建实验没有采用放射性同位素示踪技术，D错误．
5.【答案】D
【解析】
A.噬菌体侵染细菌实验中，用35S标记噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体没有放射性，A错误；
B.肺炎链球菌活体细菌转化实验中，格里菲斯推断加热杀死的S型细菌中有转化因子，但是并不确定转化因子的成分，B错误；
C.肺炎链球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，初步说明DNA是遗传物质，但通过该实验无法说明蛋白质不是遗传物质，C错误；
D.烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMVA的RNA和TMVB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TMVA的遗传物质，D正确。
6.【答案】B
【解析】
A.图乙中，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，且合成子代噬菌体的原料来自细菌，因此新形成的子代噬菌体没有放射性，A错误；
B.加热杀死的S型细菌中存在转化因子能将R型细菌转化为S型细菌，所以图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的，B正确；
C.实验中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分开，离心的目的是使上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，C错误；
D.由于DNA分子的半保留复制，所以用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中少部分具有放射性，D错误。
7.【答案】D
【解析】
A.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用,在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性,A错误；
B.在肺炎链球菌的体外转化实验中, 利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验, 通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时, R型菌的转化情况, 最终证明了DNA是遗传物质, 例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA,B错误；
C.噬菌体为DNA病毒, 其DNA进入宿主细胞后,利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制, C错误；
D.烟草花叶病毒的遗传物质是RNA, 以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染, 结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状, 而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状, D正确。
8.【答案】B
【解析】肺炎双球菌的遗传物质是DNA,A错误;酵母菌为真核生物,其遗传物质DNA主要分布在染色体上,细胞质中也有,B正确; T2噬菌体的遗传物质是DNA,但DNA不含S元素,C错误;流感病毒的遗传物质是RNA,水解后产生4种核糖核苷酸,D错误。
9.【答案】D
【解析】A、根据题意可知，该弹状病毒含有RNA和蛋白质，RNA的组成元素一定含有C、 H、O、N、 P， 蛋白质的元素组成主要有C、 H、O、N，故该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P， A正确；
B、根据题干信息"内含一条单链RNA和依赖于RNA的RNA聚合酶等物质”，说明RNA聚合酶可催化核糖核苷酸链的形成，B正确；
C、鲤科鱼类的遗传物质是DNA，而该弹状病毒的遗传物质是RNA， C正确；
D、病毒只能寄生在活细胞中进行生命活动，在培养基中无法培养弹状病毒，D错误。
10.【答案】C
【解析】
A.该实验中RNA是病毒的遗传物质，无法证明RNA也可作为细胞生物的遗传物质，A错误；
B.赫尔希和蔡斯的实验没有设置空白对照组，B错误；
C.该实验证明烟草花叶病毒的蛋白质外壳不能作为遗传物质，C正确；
D.格里菲思的实验没有设法将核酸和蛋白质分开，D错误。
11.【答案】BC
【解析】
A.赫尔希和蔡斯实验所用的实验方法是同位素标记技术，艾弗里及其同事所用的实验方法有细菌体外培养等，二者实验方法不同，但二者最关键的设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开，单独地去观察它们各自的作用，A正确；
B.甲、乙两组相互对照能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，蛋白质不是噬菌体的遗传物质，但不能得出DNA是大多数生物的遗传物质的结论，B错误；
C.乙组用32Р标记的是噬菌体的DNA，上清液中含有15%的放射性，可能是有一些噬菌体还未来得及将其DNA注入大肠杆菌，经过搅拌离心后，到了上清液中，而甲组35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中含有25%的放射性，可能是搅拌不充分所致，C错误；
D.甲组35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，只有DNA注入大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面，所以将甲组沉淀物中的噬菌体进一步培养，得到的子代噬菌体都不含有放射性，D正确；
12.【答案】BC
【解析】
A.该实验能证明DNA是转化因子，不能证明DNA是主要的遗传物质，A错误；
B.预期实验结果为甲组培养皿中既有R型菌落，也有S型菌落，说明加热不会破坏转化物质，B正确；
C.加入的蛋白酶可将蛋白质水解，DNA结构完整，经培养后，乙组培养皿中有R型及S型菌落，C正确；
D.丙组培养皿中只有R型菌落，说明加入的DNA酶将转化物质水解了，由此推测转化物质是DNA，D错误。
13.【答案】（1）R型活菌与加热致死的S型菌混合物
（2）减法 DNA酶
（3）②①④③ （亲代）噬菌体 大肠杆菌的氨基酸
（4）结构比较稳定；能准确地自我复制；能指导蛋白质合成，控制生物性状；有储存遗传信息的能力（答到其中两点即可）。

【解析】
(1)小问详解：
格里菲思利用肺炎链球菌与小鼠进行实验，发现只有当注射了活的S型细菌的小鼠与加热杀死的S型细菌+R型细菌混合注射时，小鼠会死亡，由此提出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。
(2)小问详解：
依据自变量控制中的“减法原理”，在每个实验组S型细菌的细胞提取物中特异性的除掉一种物质。发现只有用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌。
(3)小问详解：
根据赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验可知，实验的顺序依次是用35S和32P分别标记T2噬菌体、T2噬菌体侵染细菌、搅拌离心分离和放射性检测，即正确的步骤顺序是②①④③。步骤④中搅拌的目的是使噬菌体颗粒和大肠杆菌分离。噬菌体是病毒，营寄生生活，噬菌体侵染大肠杆菌后，以自身DNA为模板，大肠杆菌提供原料合成子代噬菌体的DNA。32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，32P标记DNA会进入大肠杆菌，理论上上清液中不含放射性；在35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中，沉淀物中有少量放射性，其原因是搅拌不充分，部分噬菌体未与细菌分离，离心后分布在上清液中。
14.【答案】（1）只有部分R型细菌转化为S型细菌 加热致死的S型细菌含有某种促使R型细菌转化为S型活细菌的活性物质—转化因子
（2）①⑤ 可以通过显微镜观察有无荚膜，有荚膜则为S型细菌，无荚膜则为R型细菌或者在固体培养基中培养，观察菌落特征，若菌落表面光滑则为S型细菌，若菌落表面粗糙，则为R型细菌
（3）先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再用上述细菌培养噬菌体 DNA
（4）使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 保温时间过长或过短
【解析】【小问1详解】
S型肺炎链球菌的转化因子并不能将所有的R型菌都转化为S型细菌，转化只是其中的一部分。图1实验④中R型活细菌与加热致死的S型菌混合分离出S型肺炎链球菌，根据实验对比可获得的结论是加热致死的S型细菌含有某种促使R型细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
【小问2详解】
①的实验结果是出现了S型细菌，说明加热杀死的S型细菌裂解产物中存在可以将R型细菌转化为S型细菌的转化因子。⑤在加热杀死的S型细菌裂解产物中加入DNA酶，实验结果是没有出现S型细菌，说明转化因子被DNA酶水解了。两者对比说明S型细菌的DNA是转化因子，可导致R型细菌转化为S型细菌。区别R型和S型细菌可以通过显微镜观察有无荚膜，有荚膜为S型细菌，无荚膜为R型细菌（或在固体培养基中培养，观察菌落特征，若菌落表面光滑则为S型细菌，若菌落表面粗糙，则为R型细菌）。
【小问3详解】
由于噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞内才能完成增殖和代谢，因此获得放射性噬菌体的方法是先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再用上述细菌培养噬菌体。噬菌体在侵染细菌时DNA进入细菌内，但蛋白质留在细菌外，搅拌且充分离心后，噬菌体蛋白质外壳出现在上清液中，而DNA存在于沉淀物中。图3沉淀物中放射性很高，说明标记的物质是噬菌体的DNA。
【小问4详解】
图3实验过程中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。该实验中，上清液出现放射性的原因是保温时间过长，子代噬菌体释放到上清液中，导致上清液放射性增大或者保温时间过短，有一部分噬菌体还未侵染到大肠杆菌中就被分离到上清液中。
15.【答案】（1）活鸡胚 适宜 ①DNA酶 ②RNA酶
（2）专一性 控制生物的性状
（3）核糖、碱基、磷酸
【解析】（1）由于禽流感病毒不能直接在培养基上培养，所以需要将禽流感病毒注射到活鸡胚中放到适宜条件下培养。根据酶的专一性，一种酶催化一种或一类物质。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，所以①处为DNA酶，②处为RNA酶。
（2）该实验的原理：根据实验步骤中加DNA酶和RNA酶分别是为了水解DNA和RNA，说明该实验利用了酶的专一性，一种酶催化一种或一类物质；其次是通过观察活鸡胚中外观特征确定是否有新一代病毒的产生，说明该实验利用了生物的性状是由遗传物质控制的性质。
（3）RNA水解后生成的最终产物是核糖、碱基、磷酸。