高考生物一轮课时跟踪检测19《DNA是主要的遗传物质》（含详解）

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课时跟踪检测（十九）  DNA是主要的遗传物质一、选择题1．下列关于人类对遗传物质的探究历程的叙述，正确的是(　　)A．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质B．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中T2噬菌体的蛋白质是用35S直接标记的C．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来D．烟草花叶病毒的核酸＋DNA酶→感染烟草→烟草将会出现病斑解析：选D　格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了加热杀死的S型细菌体内存在转化因子。T2噬菌体营寄生生活，不能用35S直接标记噬菌体的蛋白质。噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，DNA酶能将DNA初步水解成核苷酸，但不能水解RNA，因此烟草花叶病毒的核酸＋DNA酶→感染烟草→烟草将会出现病斑。2．下列关于格里菲思和艾弗里完成肺炎双球菌转化实验的叙述，错误的是(　　)A．加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌细胞内，使R型菌转化成S型菌B．R型菌转化后出现荚膜，反对者认为可能是突变所致，不能说明DNA是遗传物质C．艾弗里提取的DNA掺杂有非常少量的蛋白质，实验中没有完全排除蛋白质的作用D．艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质解析：选D　艾弗里的肺炎双球菌转化实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。3．下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法，错误的是(　　)A．赫尔希和蔡斯的实验是以T2噬菌体为材料，采用了同位素标记技术B．用含32P的培养基直接培养噬菌体，将获得DNA含有32P标记的噬菌体C．噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用D．用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心，结果沉淀物的放射性很高解析：选B　噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此不能用含32P的培养基直接培养噬菌体。4．(惠州市调研)某同学重复赫尔希和蔡斯实验：分别用35S、32P标记的噬菌体侵染无标记的细菌，培养、搅拌、离心、放射性测定。下列说法正确的是(　　)A．用35S标记的那组离心后，沉淀物存在少量放射性，可能是搅拌不充分所致B．用32P标记的那组离心后，沉淀物存在少量放射性，可能是搅拌不充分所致C．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料、能量和酶等D．该实验中用含32P的无机盐直接培养噬菌体，从而实现对其DNA的标记解析：选A　35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌外，若用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量的放射性可能是搅拌不充分，少数蛋白质外壳仍吸附在细菌表面；用32P标记的那组离心后，沉淀物应存在大量放射性，如果沉淀物中只存在少量放射性，可能是保温时间过短，噬菌体未侵入细菌细胞，也可能是保温时间过长，细菌已裂解释放出子代噬菌体；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体合成，而合成子代噬菌体所需的场所、原料、能量和酶等均由细菌提供；噬菌体是病毒，不能在培养基中独立生存，因此为了获得含35S和32P的噬菌体，可分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养未标记的噬菌体。5．(泰安月考)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下四个实验：①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上四个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位分别是(　　)A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液解析：选D　用噬菌体侵染细菌一段时间后搅拌、离心，上清液是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物是细菌(其中含有噬菌体的DNA)。用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液是没有放射性的，放射性主要出现在沉淀物中。用32P标记的噬菌体浸染未标记的细菌，放射性主要出现在DNA即沉淀物中。用3H标记细菌，放射性主要在沉淀物中。而用15N标记的噬菌体，含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即放射性位于上清液和沉淀物中。6．(淄博检测)将肺炎双球菌中控制荚膜形成的相关基因记做“A”，无此相关基因记做“a”，下列对甲、乙两组转化实验的相关分析，正确的是(　　)实验甲：将加热杀死的S型肺炎双球菌和R型活菌的菌液混合培养实验乙：将加热杀死的R型肺炎双球菌和S型活菌的菌液混合培养A．转化前的S型、R型菌的基因组成分别为AA、aaB．甲实验中可检出R型、S型活菌，S型菌由R型菌转化而来C．乙实验中只检出S型活菌，因为R型菌的a基因在S型菌体内不能表达D．转化前的S型菌和转化后形成的S型菌的遗传物质相同解析：选B　由于肺炎双球菌为原核生物，细胞内无同源染色体，因此转化前的S型、R型菌的基因组成分别为A、a；S型菌中的转化因子可使R型细菌转化为S型细菌；R型菌的基因在S型菌体内能表达，但被S型菌的性状所掩盖，因此乙实验中只检测出S型活菌；转化后由于发生了基因重组，因此转化前、后的S型菌的遗传物质不相同。7.在格里菲思的肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型菌与活的R型菌混合后一起注射到小鼠体内，小鼠死亡，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况如图所示。下列分析正确的是(　　)A．ab段R型菌数量减少的原因是部分R型菌不断被小鼠的免疫系统所清除B．bc段R型菌数量上升是S型菌大量转化成R型菌所致C．S型活菌是由R型菌中的“转化因子”进入加热杀死的S型菌体内产生的D．该实验可以证明“转化因子”是S型菌的DNA解析：选A　由于R型菌无毒，ab段S型活菌数量少，对小鼠的免疫系统破坏力小，因此，ab段R型菌数量减少，是部分R型菌被小鼠的免疫系统清除所致。bc段R型菌数量上升的原因是R型菌转化产生了较多的S型活菌，S型活菌破坏了小鼠的免疫系统，致使R型菌在小鼠体内大量增殖。S型活菌是由加热杀死的S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内产生的。格里菲思的肺炎双球菌转化实验只能证明加热杀死的S型菌内存在某种“转化因子”，无法证明哪种物质是“转化因子”。8．(长沙模拟)已知有荚膜的肺炎双球菌可引起动物致死性肺炎，无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。现从有荚膜的肺炎双球菌体内提取出了DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质，分别加入培养无荚膜细菌的培养液中，一段时间后将培养液注射到小鼠体内，则图中结果错误的是(　　)解析：选D　从有荚膜的肺炎双球菌体内提取的物质中，只有DNA才能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，使小鼠致死。DNA酶会使DNA水解，致使无荚膜的肺炎双球菌不能转化为有荚膜的肺炎双球菌，小鼠应表现正常。9．下列关于“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”的叙述，正确的是(　　)A．T2噬菌体可用含35S标记的完全培养基直接培养以标记蛋白质外壳B．T2噬菌体侵染大肠杆菌后，可以利用大肠杆菌的物质来合成自身的成分C．离心的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离D．T2噬菌体的蛋白质是否进入大肠杆菌，可用32P标记的实验组确定解析：选B　T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，即不能用培养基直接培养T2噬菌体。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的成分。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离，离心的目的是让T2噬菌体(外壳)分布于上清液中，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。用32P标记的实验组只能确定DNA是否进入了大肠杆菌。10．某实验小组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，培养一段时间后，离心，结果发现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低。对产生该现象的原因的分析错误的是(　　)A．噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长B．培养时间过短，部分噬菌体没有侵入大肠杆菌体内C．离心时转速太低，菌体和上清液分离不充分D．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离解析：选D　如果培养时间太长，则有可能噬菌体已经从大肠杆菌中释放，出现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低的现象；如果培养时间过短，没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后也会使上清液出现放射性，且下层的放射性强度比理论值低；如果离心时转速太低，部分菌体仍悬浮在上清液中，也会出现上述现象；搅拌不充分时，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离，因此噬菌体与大肠杆菌几乎都集中在下层的沉淀物中，则下层放射性强度会与理论值接近或者大于理论值。11．图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活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。下列叙述错误的是(　　)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　用32P标记亲代噬菌体，若仅繁殖一代，则所有子代噬菌体均具放射性，若繁殖多代，则子代噬菌体多数不具放射性。12．(淄博模拟)如图为T2噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T2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T2噬菌体及大肠杆菌的转录D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制解析：选C　大肠杆菌可吸收培养基中所加入的3H­尿嘧啶来合成RNA，进而完成RNA的标记；参与分子杂交的放射性RNA是相应生物DNA转录产生的；图示结果的原因是噬菌体感染细菌后，水解细菌DNA，并利用其水解产物来合成噬菌体DNA，故随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，而细菌基因的表达受到抑制；第0 min时，噬菌体尚未感染细菌，因此与DNA杂交的RNA只来自大肠杆菌的转录。二、非选择题13．20世纪70年代，科学家利用小鼠进行了一系列体内转化实验，如图1所示。感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程如图2所示，请回答下列有关问题：实验1：R型细菌＋小鼠→存活实验2：S型细菌＋小鼠→死亡→分离出S型细菌实验3：S型细菌加热＋小鼠→存活实验4：S型细菌加热＋R型细菌＋小鼠→死亡图1(1)青霉素是一种常用的广谱抗菌素，通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，易死亡的原因最可能是______________________________________________________________________________________________________。(2)在实验4死亡的小鼠中能够分离出__________型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，据图1可知，还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌？______________________________________________________________________________________________________。(4)图2中步骤________是将S型细菌加热杀死的过程；S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在________酶的作用下分解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内；C细胞经DNA复制和细胞分裂后，产生大量的S型细菌导致小鼠患败血症死亡，S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的________(一种结构)有关，细菌此结构的有无受________控制。(5)科学家证实生物界基因表达的基本机制是相同的。性状的表达需经过________和________过程。解析：(1)依题意可知，青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，用青霉素处理，无青霉素抗性的细菌产生的子代细菌因缺乏细胞壁的保护，导致细胞吸水过多，引起细胞膜过度膨胀发生破裂而死亡。(2)在实验4中，S型细菌含有的转化因子能使部分R型细菌转化为S型细菌致使小鼠死亡，故在实验4中，死亡的小鼠中能够分离出S型细菌和R型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，还可以用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分R型和S型细菌。(4)分析图2可知，步骤①是将S型细菌加热杀死的过程；DNA水解酶能催化DNA水解；R型细菌的外表面没有荚膜，没有致病性，而S型细菌的外表面有荚膜，有致病性，所以S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关；基因控制生物的性状，所以细菌荚膜结构的有无，受基因(或DNA)控制。(5)性状的表达过程即为基因指导蛋白质的合成过程，该过程包括转录和翻译两个阶段。答案：(1)细菌细胞吸水过多，细胞膜过度膨胀发生破裂　(2)S型和R　(3)用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分　(4)①　核酸(或DNA)水解　荚膜　DNA(或控制荚膜合成的基因)　(5)转录　翻译14．将加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡，检查死鼠血样，发现其体内存在S型活菌。(1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过________的摄取和处理，将其内部隐蔽的抗原暴露出来，并呈递给T细胞。T细胞分泌________作用于B细胞。(2)小鼠体内能产生抗肺炎双球菌抗体的细胞是____________。与抗体合成、加工和分泌有关的细胞器有核糖体、________________和线粒体。(3)某生物兴趣小组计划验证格里菲思的体内转化实验，但是原来准备的4组小鼠因故逃走2组，经过思考，该小组决定先向A组注射R型活菌，B组注射加热杀死的S型细菌，A、B两组小鼠存活，再向A组注射S型活菌，向B组注射加热杀死的S型细菌和R型活菌混合液。按照格里菲思的实验结果，该小组预测A组小鼠________，B组小鼠________。但结果却是A、B两组均成活了。请尝试用免疫学的知识解释该结果：______________________。解析：(1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过吞噬细胞的摄取和处理，将其抗原暴露出来并呈递给T细胞，T细胞分泌淋巴因子作用于B细胞，促进B细胞增殖、分化为浆细胞，进而产生抗体。(2)抗体是由浆细胞产生的分泌蛋白。分泌蛋白在内质网上的核糖体中合成后经内质网和高尔基体加工后最终由细胞膜以胞吐的方式分泌到细胞外，这一过程需要消耗能量，因此与产生抗体有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。(3)先向A组注射R型活菌，B组注射加热杀死的S型细菌，A、B两组小鼠均可存活，由于S型活菌的荚膜有毒，所以再向A组注射S型活菌，可推测小鼠会死亡；向B组注射加热杀死的S型细菌和R型活菌混合液，由于S型细菌中存在一种转化因子能使R型活菌转化为S型活菌，可以预测B组小鼠死亡。但实验结果却是A、B两组小鼠均成活，推测可能是由于第一次注射后A组小鼠体内产生了抗R型细菌的抗体，B组小鼠体内产生了抗S型细菌的抗体，且抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌。答案：(1)吞噬细胞　淋巴因子　(2)浆细胞　内质网、高尔基体　(3)死亡　死亡　抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗或R型细菌的记忆细胞也能识别S型细菌或两种细菌有相同的抗原)15．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。(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；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。朊病毒是一类特殊的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质，又称蛋白质侵染因子，这是它与其他病毒的不同之处。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，故试管2中提取的朊病毒几乎不含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