第1节　DNA是主要的遗传物质-2022版生物必修第二册 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）

第二章　遗传的分子基础

第一节　DNA是主要的遗传物质

基础过关练

题组一　分析肺炎链球菌的转化实验

1.如图为艾弗里和他的同事进行的肺炎链球菌转化实验的部分内容,实验结果可获得活的S型细菌的是              (　　)

A.①  B.② 

C.②④  D.③

2.肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是 (　易错　)

A.S型肺炎链球菌的菌落表面粗糙,R型肺炎链球菌的菌落表面光滑

B.S型细菌的DNA经加热后失活,因而注射S型细菌后的小鼠仍存活

C.从死亡小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌

D.该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的

3.某生物兴趣小组在学习了“肺炎链球菌转化实验”后也重复了相关实验,其目的是验证加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”,可以使R型细菌转化为S型细菌。相关实验为A组实验接种正常R型细菌,B组接种正常S型细菌,C组接种加热杀死的S型细菌,D组接种加热杀死的S型细菌和正常的R型细菌的混合液。培养结果如下。请据图回答:

注:为S型细菌　为R型细菌

(1)本实验中设置的对照组是　　　　组。实验中的培养基的成分、培养条件以及培养时间等属于　　　　　　(填“自变量”“因变量”或“无关变量”)。 

(2)观察D组实验结果后,有同学提出D组实验结果的出现可能是实验时对S型细菌加热杀死不彻底造成的?根据　　　组实验结果即可否定此假设。 

(3)根据实验结果可推测出S型细菌中存在着某种　　　,该物质可将无致病的R型细菌转化为有致病的S型细菌。 

(4)艾弗里等人研究发现S型细菌中能促使R型细菌转化的物质是　　　。 

(5)兴趣小组又进行了以下4个实验,则小鼠存活的情况依次是　　　。 

①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠

②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠

③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠

④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠

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

题组二　分析噬菌体侵染细菌的实验

4.(2021江苏苏州五中高二学考调研)在证明DNA是遗传物质的实验中,赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,如图所示标记元素所在部位依次是　　              (　　)

A.①④  B.②④  C.①⑤  D.③⑤

5.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验是生物学史上的一个重要实验。下列关于该实验的叙述,正确的是              (　易错　)

A.需用32P和35S对同一噬菌体进行标记

B.离心之前需对培养液进行充分搅拌

C.离心后含35S的噬菌体外壳位于沉淀中

D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质

6.(2021江苏连云港东海高一期中)研究人员用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌细胞,培养一段时间,经搅拌、离心后进行放射性检测。相关叙述正确的是              (　　)

A.可用含32P的培养液培养T2噬菌体

B.离心后大肠杆菌主要存在于沉淀物中

C.大肠杆菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记

D.该实验可以证明T2噬菌体的蛋白质能侵入大肠杆菌

7.(2021江苏连云港赣榆高一期末)在证明遗传物质的相关实验中,赫尔希和蔡斯做的T2噬菌体侵染细菌的实验最令人信服。下列关于令人信服的原因的叙述,错误的是              (　　)

A.选材极佳,省去了去除其他无关物质的繁杂过程

B.使用同位素标记法,分别标记了大肠杆菌的DNA和蛋白质

C.T2噬菌体在侵染细菌的过程中,DNA和蛋白质是完全分开的

D.T2噬菌体的化学组成是蛋白质和DNA,与染色体的基本相同

8.某生物兴趣小组用模型模拟的T2噬菌体繁殖的过程如图,据此回答下列问题:

(1)T2噬菌体繁殖的顺序为　　　　(用图中字母表示)。 

(2)以32P标记的T2噬菌体侵染细菌,实验过程中,若搅拌5 min后被侵染细菌的成活率为100%,离心检测发现上清液中仍有32P放射性出现,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。如果在过程c之后搅拌离心,可能发生的不正常现象是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)T2噬菌体和细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下,下列关联中最合理的是(甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)　　　　。 

A.甲组—上清液—①  B.乙组—上清液—②

C.甲组—沉淀物—③  D.乙组—沉淀物—④

题组三　RNA是某些病毒的遗传物质

9.如图是烟草花叶病毒感染烟草的部分实验,通过分析可知烟草花叶病毒 (　　)

A.寄生于细胞内,其遗传物质为RNA

B.可单独生存,其遗传物质为蛋白质

C.寄生于细胞内,其遗传物质为蛋白质

D.可单独生存,其遗传物质为RNA

10.(2020江苏连云港东海高一期中改编)DNA是主要遗传物质的内涵是 (　　)

A.细胞中核遗传物质是DNA,而其余部分为RNA

B.绝大多数生物遗传物质是DNA,部分生物以RNA作遗传物质

C.所有细胞型生物的遗传物质是DNA

D.真核生物遗传物质是DNA,原核生物则是RNA

11.如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程,据此推断错误的是              (　　)

A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA

B.设计思路和肺炎链球菌的体外转化实验相同

C.接种RNA后,烟草感染的病毒与TMV相同

D.烟草细胞的遗传物质是RNA

能力提升练

题组　分析遗传物质探索历程的相关实验

1.(2021江苏南通如皋高一质量调研,)将S型肺炎链球菌的DNA与R型肺炎链球菌混合,注射到小鼠体内,两种细菌的含量变化过程如图所示。相关叙述正确的是　              (　　)

A.转化产生的S型肺炎链球菌具有原S型肺炎链球菌的所有特征

B.该实验证明DNA是主要的遗传物质

C.S型肺炎链球菌出现说明了DNA是“转化因子”

D.图中后期出现的大量S型肺炎链球菌是由R型肺炎链球菌直接转化而来

2.(2020黑龙江七台河第一中学高一期末,)转化实验和噬菌体侵染细菌实验是人类探索遗传物质过程中的两个经典实验,下列相关叙述中,正确的是              (　　)

A.R型活细菌与S型细菌的DNA混合培养,R型活细菌都能转化为S型活细菌

B.噬菌体吸收和利用培养基中含有35S的氨基酸从而被标记

C.转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质

D.转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路相同而实验技术不同

3.(2021江苏南通启东中学高一调研,)肺炎链球菌有许多类型,有荚膜的有毒性,能使小鼠患败血症而死亡,无荚膜的无毒性。科研人员所做的细菌转化实验如图所示,下列相关说法不正确的是              (　　)

A.能导致小鼠死亡的有a、d两组

B.d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质

C.培养后的d组中所有的肺炎链球菌都具有毒性

D.d组产生的有毒性的肺炎链球菌能将该性状遗传给后代

4.(2020山东临沂罗庄高一期末,)细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段,从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎链球菌转化实验。S型肺炎链球菌有多糖类荚膜,可致病,对青霉素敏感,菌落表面光滑。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型:R型,无多糖类荚膜,不致病,对青霉素敏感,菌落表面粗糙;抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是              (　　)

A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复

B.乙组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.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是PenrS型细菌

D.丁组中因为DNA被水解而无转化因子,所以无菌落生长

5.(多选)()烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者致病病斑不同,如图所示。下列说法中正确的是              (　　)

A.a过程表示用TMV蛋白质外壳侵染烟叶,结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用

B.b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶,结果说明其有侵染作用

C.c过程表示用TMV蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶,结果说明该“杂种病毒”有侵染作用,该烟叶表现病症为感染车前草病毒症状,并能从中分离出车前草病毒

D.该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质,烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质

答案全解全析

基础过关练

1.B　艾弗里的实验说明在构成S型活细菌的DNA、RNA和蛋白质中,只有DNA能使R型细菌转化为S型细菌(教材P43),②符合题意,④中DNA酶将DNA水解,所以不能获得S型细菌,B正确。

2.D　S型肺炎链球菌的菌落表面光滑,R型肺炎链球菌的菌落表面粗糙,A错误;S型细菌的蛋白质经过加热后失活,但其DNA经加热后没有失去活性,B错误;S型细菌中含有某种转化因子,能将少部分R型细菌转化为S型细菌,因此从死亡小鼠中分离得到的肺炎链球菌有S型细菌和R型细菌,C错误;该实验证明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,但不能证明这种转化是由S型细菌的DNA引起的,D正确。

易错警示　并非所有的R型细菌都被转化

　　由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌,而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。

3.答案　(1)A、B、C　无关变量　(2)C　(3)转化因子　(4)DNA　(5)D

解析　(1)该生物兴趣小组重复“肺炎链球菌转化实验”,其目的是验证加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”,可以使R型细菌转化为S型细菌可知,D组为实验组,A组、B组、C组都是对照组;培养基的成分、培养条件以及培养时间等均属于本实验的无关变量。(2)如果实验时,对S型细菌加热杀死不彻底,则C组实验中也会出现S型细菌,所以根据C组实验结果即可否定此假设。(3)根据实验结果可推测出已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子(教材P43)。(4)艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性,由此艾弗里提出了DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。(5)①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠,由于S型细菌的DNA被DNA酶水解,所以R型细菌不会转化成S型细菌,小鼠存活;②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠,S型细菌能使小鼠死亡;③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠,由于高温加热后R型细菌失去活性,不能繁殖,所以加入S型细菌的DNA后也没有新细菌产生,小鼠存活;④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠,由于高温加热后S型细菌失去活性,不能繁殖,所以小鼠存活,D正确。

4.A　P是DNA的特征元素,存在于磷酸部位,S是蛋白质的特征元素,存在于氨基酸的R基中,所以用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,标记元素所在部位依次是磷酸和R基团,即①和④部位,A正确

5.B　T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,噬菌体需用32P和35S分别进行标记,不能对同一噬菌体进行标记,A错误;离心之前需对培养液进行充分搅拌,使噬菌体外壳与大肠杆菌分离,B正确;离心后噬菌体外壳位于上清液中,C错误;该实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,不能证明DNA是主要的遗传物质,D错误。

易错提示

　　35S和32P不能同时标记在同一个噬菌体上,因为检测时只能检测到放射性同位素的存在部位,不能确定是何种放射性同位素。

6.B　噬菌体无细胞结构,不能独立生活,不可用含32P的培养液培养T2噬菌体,A错误;实验后通过搅拌将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体外壳与大肠杆菌进行分离,离心时由于大肠杆菌质量大,故其主要存在于沉淀物中,B正确;噬菌体的合成原料来自大肠杆菌,大肠杆菌不含放射性,因此大肠杆菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记,C错误;该实验可以证明T2噬菌体的DNA能侵入大肠杆菌,D错误。

7.B　由于只有噬菌体的DNA能进入细菌,所以省去了去除其他无关物质的繁杂过程,A正确;使用同位素标记法,分别标记了T2噬菌体的DNA和蛋白质,B错误;T2噬菌体在侵染细菌的过程中,DNA能进入细菌,蛋白质外壳留在外面,说明DNA和蛋白质是完全分开的,C正确;T2噬菌体的化学组成是蛋白质和DNA,与染色体的基本相同,D正确。

8.答案　(1)debfc　(2)有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中,且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体　上清液中具有较强的放射性　(3)B

解析　(1)T2噬菌体的繁殖一般分为吸附、侵入、增殖、成熟和裂解阶段,即正确顺序为debfc。(2)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。以32P标记的T2噬菌体侵染细菌,搅拌5 min,被侵染细菌的成活率为100%,离心检测发现上清液中仍有32P放射性出现,说明有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中,且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体。图中c表示裂解,如果在过程c之后再搅拌离心,会导致上清液中具有较强的放射性。(3)甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌,而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内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中,且放射性强度与保温时间长短没有关系,对应于曲线④。乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌,而32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,DNA进入细菌内,经过搅拌离心后,DNA随着细菌分布在沉淀物中,一定时间内,保温时间越短,噬菌体未全部侵入细菌,经离心后上清液放射性越强,超过该保温时间,随着时间延长,噬菌体在细菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,这会使上清液的放射性含量升高,对应曲线②;而沉淀物的放射性对应于曲线③,故选B。

9.A　题中烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成,且病毒不能单独生存,只有寄生在活细胞内才能表现出生命现象,B、D错误;由图可知,RNA能将亲代病毒的特征遗传给后代,而蛋白质不能,所以其遗传物质是RNA,A正确,C错误。

10.B　一种生物只有一种遗传物质,A错误;绝大多数生物(细胞型生物和DNA病毒)遗传物质是DNA,RNA病毒以RNA作为遗传物质,因此DNA是主要的遗传物质,B正确;所有细胞型生物的遗传物质是DNA,不能说明DNA是主要遗传物质,C错误;真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA,D错误。

11.D　从图示分析,TMV放入水和苯酚中震荡后,RNA和蛋白质分离,A正确;该实验设计思路是将RNA和蛋白质分离,分别验证其作用,肺炎链球菌的体外转化实验的设计思路也是将DNA、蛋白质等物质分离后,分别探究其作用,B正确;本实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,接种TMV的RNA后,烟草感染的病毒与TMV相同,而烟草的遗传物质是DNA,不是RNA,本实验没有说明烟草的遗传物质,C正确,D错误。

能力提升练

1.C　S型肺炎链球菌是由R型肺炎链球菌转化产生的,不具有原S型肺炎链球菌的所有特征,A错误;该实验将S型肺炎链球菌的DNA与R型肺炎链球菌混合,结果得到了S型肺炎链球菌和R型肺炎链球菌,S型肺炎链球菌出现说明了DNA是“转化因子”,但不能说明DNA是主要的遗传物质,B错误,C正确;图中后期出现的大量S型肺炎链球菌是由R型肺炎链球菌转化成的S型肺炎链球菌繁殖而来,D错误。

2.D　R型活细菌与S型细菌的DNA混合培养,只有一部分R型活细菌能转化成S型活细菌,A错误;噬菌体是病毒,必须寄生在活细胞中,不能单独从培养基中获取营养物质,B错误;转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质,不能说明DNA是主要的遗传物质,C错误;转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路相同,都是设法把DNA和蛋白质分开,单独去研究它们的作用,而用的技术不同,噬菌体侵染细菌的实验利用了放射性同位素标记技术、密度梯度离心等,转化实验没有利用这些技术,D正确。

3.C　S型肺炎链球菌有荚膜有毒性能导致小鼠死亡,S型肺炎链球菌的DNA能使无荚膜无毒性的R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌,故a、d两组能导致小鼠死亡,A正确;d、e两组将DNA和蛋白质分开,对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质,B正确;培养后的d组中少数的肺炎链球菌具有毒性,大部分的肺炎链球菌未发生转化,无毒,C错误;DNA是肺炎链球菌的遗传物质,d组产生的有毒性的肺炎链球菌能将该性状遗传给后代,D正确。

4.D　甲实验中,小鼠体内的部分R型活细菌能转化形成抗青霉素的S型活细菌,所以小鼠患败血症,注射青霉素后,小鼠不能恢复健康,A错误;乙实验中,部分R型活细菌能转化形成抗青霉素的S型活细菌,因此培养基上可观察到两种菌落,由于R型细菌不抗青霉素,加青霉素后培养基上只有PenrS型细菌继续生长,B错误;R型活细菌在含有青霉素的培养基中不能生长,所以不能转化出PenrS型细菌,C错误;丁组中因为DNA被水解而无转化因子,所以没有PenrS型细菌的生长,且丁组中加入了青霉素,R型细菌也不能生长,故丁组中无菌落生长,D正确。

5.ABC　a过程表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶,烟叶没有出现病斑,说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用,A正确;b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶,烟叶出现病斑,说明HRV的RNA有侵染作用,B正确;c过程表示用TMV蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶,烟叶出现病斑,说明该“杂种病毒”有侵染作用,烟叶表现病症为感染车前草病毒症状,并能从中分离出车前草病毒,C正确;该实验不能证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质,D错误。