高考生物一轮复习方案练习：第6单元 随堂真题演练19DNA是主要的遗传物质 （含详解）

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  (2017·高考全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　)A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析：选C。T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中，A项错误；T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中，B项错误；T2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C项正确；人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同，D项错误。 (2017·高考江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　　)A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记解析：选C。格里菲思体内转化实验证明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，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么，A项错误；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B项错误；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，C项正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，D项错误。 (2016·高考江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质解析：选D。格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，B错误；T2噬菌体属于病毒，营寄生生活，需先标记细菌，再标记噬菌体，C错误；赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D正确。 (高考新课标全国卷Ⅱ)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验　⑤DNA的X光衍射实验A．①②　　　　　　　 B．②③C．③④  D．④⑤解析：选C。①发现了基因的分离定律和自由组合定律，②证明了基因位于染色体上，③④都证明了DNA是遗传物质，⑤为DNA双螺旋结构模型的构建提供了有力的证据。 (2017·高考全国卷Ⅰ)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)解析：(1)在用放射性同位素标记法对新病毒进行鉴定时，要找出DNA和RNA在化学组成上的区别。题中假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，就是引导考生从DNA和RNA的碱基组成上进行分析。因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊碱基(DNA为胸腺嘧啶，RNA为尿嘧啶)带上标记，根据病毒中放射性标记的检测结果就可做出判断。由于病毒不能在培养基上独立生活，其增殖时的原料只能来自宿主细胞，所以实验中需配制两种培养基，记为甲组和乙组，甲组含有放射性标记的尿嘧啶，乙组含有放射性标记的胸腺嘧啶，分别加入等量的宿主细胞使宿主细胞带上相应标记，之后接种新病毒，培养一段时间后，收集病毒并检测其放射性。(2)本实验有两种不同的结果：一种是甲组有放射性，乙组无，则该新病毒为RNA病毒；另一种为乙组有放射性，甲组无，则该新病毒为DNA病毒。答案：(1)实验思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。[课时作业]1．(长沙模拟)下列有关肺炎双球菌的叙述，正确的是(　　)A．具有核糖体，其形成与核仁有关B．遗传物质是RNA，只位于拟核区C．能产生可遗传变异，其来源只有基因突变D．与R型菌相比，S型菌不易受宿主正常防护机制的破坏解析：选D。肺炎双球菌是原核生物，细胞中有核糖体，但没有核仁，A错误；肺炎双球菌的遗传物质是DNA，B错误；将加热杀死的S型菌与R型菌混合培养获得S型菌的原理是基因重组，C错误；与R型菌相比，S型菌有荚膜，有毒，不易受宿主正常防护机制的破坏，所以S型菌容易导致机体患病，D正确。2．S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等)，不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换；在特殊条件下离体培养S­Ⅱ型肺炎双球菌可从中分离出R­Ⅱ型菌。格里菲思将加热杀死的S­Ⅲ型菌与R­Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S­Ⅲ型菌；而单独注射加热杀死的S­Ⅲ型菌，小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是(　　)A．S­Ⅲ型菌经突变形成了耐高温型菌B．S­Ⅲ型菌是由R­Ⅱ型菌突变形成的C．R­Ⅱ型菌经过转化形成了S­Ⅲ型菌D．加热后S­Ⅲ型菌可能未被完全杀死解析：选C。加热杀死的S­Ⅲ型菌与R­Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S­Ⅲ型菌；而单独注射加热杀死的S­Ⅲ型菌小鼠未死亡，说明R­Ⅱ型菌经过转化形成了S­Ⅲ型菌。3．(河北邯郸高三月考)在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、蛋白质、多糖、DNA和DNA酶，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是(　　)A．2和3　　　　　　 B．1、2和3C．2、3和4  D．1、2、3和4解析：选D。四支试管中都培养有R型细菌，加入S型细菌DNA的1号试管有部分R型细菌转化成S型细菌，即R型细菌和S型细菌都有，其余三支试管中都只有R型细菌。故选项D正确。4．关于T2噬菌体的叙述，正确的是(　　)A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖解析：选D。T2噬菌体由蛋白质和核酸构成，其中蛋白质中含有S元素，而核酸不含，A错误；T2噬菌体是细菌病毒，其寄主细胞是细菌，而酵母菌是真菌，B错误；T2噬菌体是DNA病毒，不含RNA，其遗传物质是DNA，C错误；病毒可以以自身的遗传物质为模板，利用寄主细胞内的物质为原料进行大量增殖，D正确。5．(山东三市调研)如图表示用32P标记噬菌体并侵染细菌的过程，其中过程②是利用过程①获得的大肠杆菌培养噬菌体，相关叙述错误的是(　　)A．过程①的目的是获得含32P的大肠杆菌B．过程③培养时间越长，实验效果越好C．离心的目的是析出噬菌体，使大肠杆菌沉淀D．放射性主要分布在沉淀中解析：选B。噬菌体属于病毒，只能寄生在细胞内，因此先要用32P培养基来标记大肠杆菌，A正确；过程③培养时间过长，噬菌体从大肠杆菌中释放出来，导致沉淀物中放射性比较低，B错误；离心的目的是让噬菌体和大肠杆菌分离开来，C正确；32P标记的主要是噬菌体的DNA，噬菌体的DNA能进入到大肠杆菌，因此放射性主要分布在沉淀中，D正确。6．某同学重复噬菌体侵染细菌的实验，由于对其中一组噬菌体进行同位素标记时有误(其他操作正确)，导致两组实验结果如表：组别同位素分布情况一沉淀物中放射性很高，上清液中放射性很低二沉淀物和上清液中放射性均较高以上两组实验对噬菌体进行标记的元素分别是(　　)A．32P、35S  B．35S、32PC．32P、14C  D．32P、32P解析：选C。解答本题首先要清楚教材相关实验中两组实验的结果：用32P标记的一组放射性主要出现在沉淀物中，用35S标记的一组放射性主要出现在上清液中。然后对比表格中的实验结果可知，第一组是正常的，该组是用32P标记的一组。另一组应为35S标记的一组，但因在同位素标记时有误而出现了异常。将第二组正常的实验结果与异常的实验结果进行对比并分析可知：沉淀物和上清液中均有较高的放射性，其原因一定是用蛋白质和DNA共有的元素对噬菌体进行了标记，如14C或18O或3H或15N。7．某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别侵染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，如表所示。其中预测正确的是(　　)“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲种DNA＋乙种蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙种DNA＋甲种蛋白质3与甲种一致4与乙种一致A.1、3　　 　　　　　　 B．1、4C．2、3  D．2、4解析：选B。以DNA为遗传物质的噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳留在体外，DNA注入大肠杆菌中，指导合成相应噬菌体的蛋白质。因此当甲种DNA＋乙种蛋白质的重组噬菌体侵染大肠杆菌时，其子代应表现为甲种噬菌体的性状；当乙种DNA＋甲种蛋白质的重组噬菌体侵染大肠杆菌时，其子代应表现为乙种噬菌体的性状。8．(山东淄博模拟)如图甲是将加热杀死的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，图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述不正确的是(　　)A．图甲中AB对应的时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体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C．图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性D．图乙中若用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性解析：选D。图甲中AB对应的时间段内，R型活细菌迅速增加，原因是小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体；将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后，部分R型活细菌转化成S型细菌并分裂增殖；35S标记噬菌体的蛋白质，不参与子代噬菌体的形成，新形成的子代噬菌体完全没有放射性；图乙中若用32P标记亲代噬菌体，由于DNA的半保留复制，如果标记亲代一个噬菌体，则不管复制多少代，只有两个子代噬菌体具有放射性。9．(开封模拟)美国科学家艾弗里等人为了弄清“转化因子”为何种物质，进行了肺炎双球菌体外转化实验。他们从S型活细菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将其分别加入培养R型细菌的培养基中培养，主要过程如图所示。思考并回答下列问题：(1)参照图解，预测A、C过程的结果填在图中“____”处。(2)写出A、B、C的实验结果表明的问题：A．________________________________________________________________________。B．________________________________________________________________________。C．________________________________________________________________________。(3)某同学通过学习肺炎双球菌的体内和体外转化实验认识到，R型细菌转化为S型细菌的原因是S型细菌体内的转化因子在发挥作用，那么反过来R型细菌能使S型细菌转化为R型细菌吗？他模仿高中生物教材中格里菲思等科学家的实验来探究这个问题：R型细菌是否有转化因子。①将R型细菌注入小鼠体内，小鼠正常。②将S型细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。③将加热杀死后的R型细菌注入小鼠体内，小鼠正常。④将S型细菌和加热杀死后的R型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。实验结论：R型细菌体内没有转化因子。该同学的实验有不足之处，如④组的小鼠患败血症死亡，并不能证明S型细菌没有转化为R型细菌，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)艾弗里等人进行的转化实验称为体外转化实验。其过程是将S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等分离开，单独地、直接地去侵染R型细菌，只有DNA具有转化作用，因此A、C过程的结果均为只有粗糙型细胞。(2)A、B、C的实验结果依次表明蛋白质没有转化作用、DNA有转化作用、DNA降解物没有转化作用。(3)分析该实验设计的思路和方法，该同学的实验有不足之处：首先④组的小鼠患败血症死亡，并不能证明S型细菌没有转化为R型细菌，因为即使有部分S型细菌转化为R型细菌，另一部分未转化的S型细菌仍会导致小鼠死亡；另外，即使知道了小鼠体内有部分S型细菌转化为R型细菌，这种转化作用是不是R型死细菌所起的作用仍然无从知晓，也可能是由于其他因素造成的，如突变。所以该实验逻辑推理过程错误，科学性欠缺。答案：(1)(2)蛋白质没有转化作用　DNA有转化作用　DNA降解物没有转化作用(3)即使有部分S型细菌转化为R型细菌，另一部分未转化的S型细菌仍会导致小鼠死亡10．某生物兴趣小组用模型模拟的噬菌体侵染细菌实验的过程如图，据图回答下列问题：(1)正确的侵染过程是________(用a～f序号和箭头表示)，噬菌体的遗传物质的基本单位是________________。(2)DNA复制发生在图中________→________过程之间，原料是________________，由________提供。(3)以32P标记组为例，搅拌离心发生在图中________→________过程，如果在f之后搅拌离心，可能发生的不正常现象是___________________________________。(4)以35S标记组为例，如果搅拌不充分，可能造成的结果是_____________________。答案：(1)a→d→e→b→f→c→a　脱氧核苷酸(2)e　b　4种脱氧核糖核苷酸　细菌(3)e　f　上清液中具有较强的放射性(4)上清液和沉淀物都出现较强的放射性11．(江西南昌模拟)如图为T4噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是(　　)A．可在培养基中加入3H­尿嘧啶用以标记RNAB．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录D．随着侵染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制解析：选C。尿嘧啶是RNA特有的碱基，因此可以用3H­尿嘧啶标记RNA，A正确；RNA是以DNA的一条链为模板通过转录合成的，因此参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物，B正确；在第0 min时，T4噬菌体还没有侵染大肠杆菌，其体内不存在T4噬菌体的DNA，因此与DNA杂交的RNA不可能来自T4噬菌体，C错误；题图显示随着侵染时间增加，和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制，D正确。12．在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系如图所示，下列关联中最合理的是(35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组)(　　)A．甲组——上清液——bB．乙组——上清液——bC．甲组——沉淀物——cD．乙组——沉淀物——c答案：B13．(衡阳质检)按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。据图回答下列问题：(1)本实验采用的方法是______________________________________。(2)从理论上讲，离心后上清液中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，沉淀物中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于________中，少量位于________中，原因是_________________________________________。(4)一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供________(物质)，利用宿主细胞的__________________进行_____________________________________。解析：朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞——牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，即试管4中几乎没有32P；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸。答案：(1)同位素标记法　(2)几乎不能　几乎不能　朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故离心后上清液和沉淀物中几乎不含32P　(3)沉淀物　上清液　经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中。同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质　(4)核酸　核苷酸和氨基酸(原料)　自身核酸的复制和蛋白质的合成