3.1 核酸是遗传物质--章节练 高中生物学浙科版（2019）必修2 (含解析）

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2026浙科版高中生物学必修2
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型菌和被加热杀死的S型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型菌
B.无毒性的R型菌和有毒性的S型菌
C.只发现有毒性的S型菌
D.无毒性的S型菌
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.该实验无法确定使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失活,故不能使小鼠患病致死
3.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,粗糙型菌落的比例更高
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型菌转化成S型菌的物质是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型菌DNA ②　　　　　　　　　　　　　　 　
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
　　(2024浙江杭州S9联盟期中)阅读下列材料,完成5、6小题。
　　T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的化学组成中60%是蛋白质,40%是DNA。如图表示噬菌体侵染细菌实验的过程。
5.(易错题)下列关于该实验的叙述,正确的是(　　)
A.噬菌体中只含核糖体一种细胞器
B.搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合
C.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.为达到预期实验效果,噬菌体与细菌混合培养的时间并不是越长越好
6.若有一组用放射性32P标记的噬菌体进行实验,下列说法正确的是(　　)
A.要获得32P标记的噬菌体可用含32P的培养基培养
B.32P标记的是噬菌体的蛋白质成分
C.该组实验结果是悬浮液中放射性很低,沉淀物中放射性很高
D.子代噬菌体都和亲代噬菌体一样含32P
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)将被标记的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。搅拌过程应发生在图中　　　　(用字母和箭头表示)过程中。
(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.(2024浙江衢州月考)某种烟草花叶病毒(TMV)能够感染烟草,使烟草患花叶病。从TMV中提取出物质X和物质W,再将这两种物质分别感染烟草,结果发现,只有物质X能使烟草患花叶病。结合所学知识判断,物质X和物质W可能是(　　)
A.DNA、蛋白质　　　B.DNA、多糖
C.RNA、蛋白质　　　D.RNA、多糖
9.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.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,小鼠存活
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.(创新题·新情境)(2025浙江强基联盟月考)S型肺炎链球菌的DNA转化R型菌的机理为:特殊生长状态下的R型菌分泌细胞壁自溶素(专一性破坏细菌细胞壁的蛋白质,对细菌其他成分无破坏作用)破坏部分细胞壁,暴露出内部的细胞膜。少量S型菌的控制荚膜合成的基因与细胞膜上相应受体结合后,被解旋成两条单链DNA,其中一条进入R型菌并替换相应片段,随着细菌的繁殖,后代出现S型菌和R型菌两种类型的细菌后代。根据以上信息判断,下列叙述正确的是(　　)
A.自溶素可破坏R型菌的细胞壁和细胞膜,从而允许外源DNA进入
B.艾弗里进行的细菌离体转化实验中,S型菌的DNA与R型菌混合后,后代均为S型菌
C.自溶素破坏R型菌的细胞壁,暴露出细胞膜以促进DNA摄取
D.S型菌的DNA进入R型菌后直接整合到R型菌的染色体中
题组二　综合分析噬菌体侵染大肠杆菌实验
3.(2025浙江北斗星盟期中)在噬菌体侵染细菌的实验中,如果对35S标记的噬菌体一组(甲组)搅拌不充分,32P标记的噬菌体一组(乙组)保温时间过短,会导致的结果是(　　)
A.甲组沉淀物中放射性强度不变,乙组悬浮液中放射性强度不变
B.甲组沉淀物中放射性强度增强,乙组悬浮液中放射性强度增强
C.甲组沉淀物中放射性强度增强,乙组悬浮液中放射性强度减弱
D.甲组沉淀物中放射性强度减弱,乙组悬浮液中放射性强度增强
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。
答案与分层梯度式解析
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
1.B　R型菌无多糖类的荚膜保护,没有毒性,而S型菌有多糖类的荚膜保护,有毒性。加热杀死的S型菌中存在某种“转化因子”,能将部分R型菌转化为S型菌。因此,无毒性的R型菌和被加热杀死的S型菌混合后,在小鼠体内能找到无毒性的R型菌和有毒性的S型菌,B正确。
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;从图示实验无法得知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型菌已经失去活性,所以不能使小鼠患病致死,但加热不会使DNA失活(易错点),D错误。
3.C　S型菌中的DNA才能使R型菌转化为S型菌(突破点),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,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,根据两组结果可推测促进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,故光滑型菌落的比例会更高,D错误。
易错分析　　一般情况下,R型菌转化为S型菌的转化效率很低,形成的S型菌很少,但转化形成的S型菌可以遗传下去,快速繁殖形成大量S型菌。
4.答案　(1)①不加任何提取物　②加入提取出的S型菌DNA和DNA酶　将R型菌分别接种到三组培养基上　菌落　(2)A、C组培养基中未出现S型菌菌落;B组培养基中出现S型菌菌落
解析　(1)由于本实验的实验目的是验证促进R型菌转化成S型菌的物质是DNA(突破点),根据处理方法和所给的实验试剂(DNA酶)设计实验方案,A组不加任何提取物(空白对照),B组加入提取出的S型菌DNA,C组加入提取出的S型菌DNA和DNA酶,然后将R型菌分别接种到三组培养基上,观察菌落的生长情况。(2)由于A组中没有加任何提取物,C组中的DNA分子被DNA酶水解,所以A、C组中未出现S型菌菌落;B组中加入了提取出的S型菌DNA,所以B组培养基中出现S型菌菌落。
5.D　噬菌体是病毒,没有细胞结构,不含核糖体等细胞器,A错误;搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体的蛋白质外壳与细菌分开,B错误;噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,但没有证明DNA是主要的遗传物质,C错误;噬菌体与细菌混合培养的时间过长时,大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放出来(易错点),会影响实验结果,因此为达到预期实验效果,噬菌体与细菌混合培养的时间并不是越长越好,D正确。
6.C　噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存(突破点),因此不能用培养基直接培养噬菌体,A错误;32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌,并随着细菌离心到沉淀物中,因此该组实验结果是悬浮液中放射性很低,沉淀物中放射性很高,B错误,C正确;由于合成子代噬菌体的原料都来自大肠杆菌,因此子代噬菌体不都含32P,D错误。
易错分析
噬菌体侵染细菌实验的易错分析
　　(1)搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体的蛋白质外壳与细菌分开;离心的目的是使细菌沉到试管底部,噬菌体的蛋白质外壳位于上层。
　　(2)不能用培养基直接培养来获得含放射性标记的噬菌体,因为噬菌体是病毒,必须寄生在活细胞内,所以应先培养含放射性标记的细菌,再用被标记的细菌培养噬菌体。
　　(3)因放射性检测时只能检测是否具有放射性,不能确定是何种元素的放射性,所以35S和32P不能同时标记在一组噬菌体上,应分两组分别标记。
　　(4)由于任何实验均存在一定的误差,因此,32P标记组会在悬浮液中出现少许放射性,35S标记组会在沉淀物中出现少许放射性。
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)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是子代噬菌体、b是合成、c是释放、d是吸附、e是注入、f是组装,故T2噬菌体侵染细菌的正确顺序是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,蛋白质外壳主要分布在悬浮液中,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,使悬浮液和沉淀物中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,侵染细菌的噬菌体数目逐渐增多,悬浮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,悬浮液中放射性强度逐渐升高。
8.C　烟草花叶病毒是一种RNA病毒,由RNA和蛋白质组成,其中RNA是遗传物质,根据题意,只有物质X能使烟草患花叶病,因此物质X为RNA,物质W为蛋白质。
9.A　子代甲的RNA来自TMV A,故子代甲中含有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　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,从活的S型菌中抽提DNA等物质,用离心的方法将它们分离,再分别与活的R型菌混合,放入培养液中进行悬浮培养后,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而死亡,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　由题可知,特殊生长状态下的R型菌分泌细胞壁自溶素破坏部分细胞壁,暴露出内部的细胞膜以促进DNA摄取,自溶素是专一性破坏细菌细胞壁的蛋白质,不会破坏细胞膜,A错误,C正确;艾弗里进行的细菌离体转化实验中,S型菌的DNA与R型菌混合后,后代既有S型菌也有R型菌(易错点),B错误;肺炎链球菌为原核生物,无染色体,D错误。
3.B　甲组用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,如果搅拌不充分,噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌未充分分离,会导致甲组的沉淀物中放射性强度增强(常考点);乙组用32P标记噬菌体的DNA,如果保温时间过短,部分噬菌体还未侵染细菌就被离心到悬浮液中,会导致乙组悬浮液中放射性强度增强(常考点),B正确。
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)使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　(3)搅拌的目的是使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。
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