新高考生物一轮复习专题训练：第17讲 DNA是主要的遗传物质（含解析）

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高中生物一轮复习专题训练第17讲　DNA是主要的遗传物质1．下列有关人类对遗传物质探索过程中相关实验的叙述，正确的是(　　)A．肺炎链球菌体内转化实验中，S型菌利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质B．肺炎链球菌体外转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌C．32P标记的噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内含有32P标记的噬菌体DNA，但不能产生不含32P的子代噬菌体D．35S标记的噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内不含有35S 标记的噬菌体蛋白质，但可产生含35S的子代噬菌体解析：S型菌属于细菌，利用自身的核糖体合成自身的蛋白质，A错误；DNA酶能够分解DNA，故肺炎链球菌体外转化实验中，经DNA酶处理的S型菌DNA不能使R型菌转化成S型菌，B正确；32P标记的噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内含有32P标记的噬菌体DNA，利用细菌体内的原料，经DNA半保留复制后，能产生不含32P的子代噬菌体，C错误；35S标记的噬菌体侵染细菌实验中，35S标记的蛋白质不能进入细菌体内，细菌体内不含有35S标记的噬菌体蛋白质，故不能产生含35S的子代噬菌体，D错误。答案：B2．用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在此细菌中培养9 h后，经检测共产生了64个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32D．噬菌体繁殖一代的时间约为1.0 h解析：噬菌体只含蛋白质和DNA，但细菌的成分很多，除DNA外，磷脂和ATP中也含P；子代噬菌体的DNA是利用细菌的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成的，子代噬菌体的蛋白质是利用细菌的35S标记的氨基酸为原料合成的，故都含有放射性；9 h中1个噬菌体增殖产生64个子代噬菌体，即繁殖了6次，故噬菌体繁殖一代的时间约为1.5 h。答案：B3．为研究搅拌时间对实验结果的影响，科研人员用35S和32P分别标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性，实验结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)搅拌时间(min)12345上清液35S百分比(%)5070758080上清液32P百分比(%)2125283030被侵染细菌成活率(%)100100100100100A.通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离B．进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间不能短于3 minC．搅拌5 min时，上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体D．32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P解析：噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌，由表可知，标记噬菌体蛋白质外壳后，上清液的放射性稳定在80%，而不是100%，说明搅拌并不能使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离，A错误；由表可知，搅拌时间短于3 min，一方面搅拌不够充分，另一方面噬菌体的DNA没有完全进入大肠杆菌，因此搅拌时间不能短于3 min，B正确；搅拌5 min时，被侵染细菌成活率依然是100%，说明大肠杆菌没有裂解释放噬菌体，C错误；DNA复制方式是半保留复制，32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体中只有少部分含有32P，D错误。答案：B4．T2噬菌体侵染大肠杆菌后会出现不同的菌斑，菌斑的大小与透明度由相关基因控制。现将野生型T2噬菌体(h＋r＋)和突变型T2噬菌体(hr)混合后，侵染大肠杆菌，检测结果如表所示。下列分析正确的是(　　)菌斑类型小噬菌斑、半透明大噬菌斑、透明小噬菌斑、透明大噬菌斑、半透明基因型h＋r＋hrh＋rhr＋A.基因h＋和h、r＋和r均互为等位基因B．h＋r和hr＋的出现最可能是通过基因重组实现的C．h＋和h、r＋和r两对基因的遗传遵循自由组合定律D．T2噬菌体基因会经逆转录过程整合到大肠杆菌的基因组中解析：T2噬菌体是病毒，大肠杆菌是原核生物，二者细胞中均不存在同源染色体，因此，基因h＋和h、r＋和r不属于等位基因，A错误；两种噬菌体基因型为h＋r＋和hr，子代噬菌体有h＋r＋、hr、hr＋、h＋r四种，推测两种噬菌体的DNA在大肠杆菌内发生了基因重组，B正确；T2噬菌体是病毒，大肠杆菌是原核生物，h＋和h、r＋和r两对基因在遗传过程中不遵循分离定律和自由组合定律，C错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA，其遗传信息的传递过程不包含逆转录过程，D错误。答案：B5．(2022·福建厦门模拟)烟草花叶病毒有S型和R型两种株系，研究人员进行了如下实验：第①组：S型株系侵染烟草→烟草出现Ⅰ型病斑第②组：R型株系侵染烟草→烟草出现Ⅱ型病斑第③组：R型株系蛋白质和S型株系RNA构建的重组病毒侵染烟草→烟草出现Ⅰ型病斑第④组：S型株系蛋白质和R型株系RNA构建的重组病毒侵染烟草→烟草出现Ⅱ型病斑根据实验结果分析，下列叙述错误的是(　　)A．S型病毒和R型病毒可寄生在烟草细胞内B．S型病毒和R型病毒所携带的遗传信息不完全相同C．S型病毒和R型病毒的遗传物质为RNAD．第③④组中的子代病毒全为重组病毒解析：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，S型病毒和R型病毒可寄生在烟草细胞内，A、C正确；S型病毒和R型病毒所携带的遗传信息的RNA上碱基的排列顺序不同，所携带的遗传信息不完全相同，B正确；用S(R)型株系蛋白质和R(S)型株系RNA构建的重组病毒感染烟草，起遗传效应的是R(S)型株系的RNA，烟草应出现Ⅱ(Ⅰ)型病斑，且从烟草细胞中分离的子代病毒为R(S)型株系，D错误。答案：D6．“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”，若赫尔希和蔡斯的假设是噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，蛋白质是噬菌体的遗传物质。则支持该假设的预期结果是(　　)解析：第一组实验用35S标记噬菌体，则标记的是蛋白质，若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，则上清液中放射性低，而沉淀物中放射性高，且子代噬菌体含有放射性；第二组实验用32P标记噬菌体，则标记的是DNA，若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，则上清液中放射性高，而沉淀物中放射性低，且子代噬菌体无放射性。综上所述，A、C、D错误，B正确。答案：B7．P、Q两种细菌均能在基本培养基上生长，若将P、Q两菌单独放入含抗生素X的培养基上培养，发现P菌能正常生长，Q菌不能生长；若将两菌混合放入含有抗生素X的培养基上培养，发现二者均能正常生长。据此推测，下列说法错误的是(　　)A．单独培养时，P菌具有抗生素X抗性而Q菌则无B．混合培养时，抗生素X可能诱导Q菌产生了相应抗性基因C．混合培养时，Q菌可能整合了P菌的抗性基因而获得相应抗性D．混合培养时，Q菌可能因抗生素X被P菌降解而得以正常生长解析：根据题意，若将P、Q两菌单独放入含抗生素X的培养基上培养，发现P菌能正常生长，Q菌不能生长，说明P菌具有抗生素X抗性，而Q菌没有抗性，A正确；抗生素对细菌的生长只是施加了一个选择因素，并不是诱导细菌发生基因突变的原因，这在Q菌单独培养实验结果中得到印证，B错误；依据肺炎链球菌的转化原理，可以推测Q菌在与P菌混合培养时可能整合了P菌的抗性基因发生抗性转化，从而具有抗生素X抗性能力，C正确；从细菌对抗生素的抗性机理推测，具有抗生素X抗性的P细菌还可能会向胞外分泌能够降解抗生素X的酶，从而消除抗生素X的抑菌作用，Q菌在与P菌混合培养时能得以正常生长，D正确。答案：B8．(2022·山东泰安模拟)将含有R型肺炎链球菌的培养液加入试管甲，将加热杀死的S型肺炎链球菌破碎后得到的细胞提取物放入试管乙，并在试管乙中加入一定量的RNA酶；将试管甲、乙中的液体混合得到试管丙。下列关于该实验的分析，正确的是(　　)A．加热杀死的S型肺炎链球菌中蛋白质和核酸均失去功能B．试管乙中加入RNA酶的目的是催化转录过程合成mRNAC．此实验并不能证明何种物质是S型肺炎链球菌的遗传物质D．试管甲、乙混合后，试管丙中S型肺炎链球菌的数量多于R型菌解析：加热杀死的S型肺炎链球菌中蛋白质变性失活，失去功能，核酸变性后在低温条件下可复性，A错误；试管乙中加入RNA酶的目的是水解RNA，B错误；此实验由于没有把蛋白质、荚膜多糖、DNA等物质分开，故并不能证明何种物质是S型肺炎链球菌的遗传物质，C正确；试管甲、乙混合后，试管丙中有一部分R型细菌转化成S型细菌，但转化率较低，故S型肺炎链球菌的数量少于R型菌，D错误。答案：C9．(多选)科学家在用噬菌体侵染细菌实验中发现，在培养基中添加14C标记的尿嘧啶(14C—U)，培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出RNA和核糖体，分离出的RNA含有14C标记(14C—RNA)。把分离得到的14C—RNA分别与细菌DNA、噬菌体DNA杂交，发现其可与噬菌体的DNA结合形成DNA—RNA双链杂交分子，而不能与细菌的DNA结合。下列说法错误的是(　　)A．培养基中的14C—U可以标记新合成的RNAB．该14C—RNA是以细菌DNA为模板合成的C．该14C—RNA能作为细菌蛋白质合成的模板D．该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质解析：尿嘧啶(U)是组成RNA的特有碱基，培养基中的14C—U可以标记新合成的RNA，A正确；该14C—RNA可与噬菌体的DNA结合形成DNA—RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合，说明该14C—RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的，B错误；该14C—RNA不能与细菌的DNA结合，说明该14C—RNA不是以细菌DNA为模板合成的，故不能作为细菌蛋白质合成模板，C错误；该实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。答案：BCD10．(多选)噬菌体M能侵染枯草杆菌，枯草杆菌有两种类型：噬菌体敏感性菌株(S菌)和抗性菌株(R菌)。噬菌体M能与S菌细胞膜上的受体蛋白T结合，从而特异性识别并侵染S菌。科研人员分别在三个培养瓶中培养S菌、R菌和S＋R混合菌，随后接入噬菌体M，测定180 min内枯草杆菌的数量变化如图所示，科研人员还发现混合菌中的S菌和R菌之间有转运小泡。下列叙述错误的是(　　)A．噬菌体M能侵染枯草杆菌，二者的种间关系为竞争B．噬菌体M不能侵染R菌，可能与R菌细胞膜上无受体蛋白T有关C．据图可知，与S菌混合导致R菌对噬菌体M的抗性提高D．R菌对噬菌体M抗性的变化，可能与受体蛋白T的转移有关解析：噬菌体是病毒，需要寄生在活细胞内增殖，因此噬菌体M与枯草杆菌的种间关系为寄生，A错误；噬菌体M能与S菌细胞膜上的受体蛋白T结合，从而特异性识别并侵染S菌，因此推测噬菌体M不能侵染R菌，可能与R菌细胞膜上无受体蛋白T有关，B正确；据图可知，与S菌混合导致R菌对噬菌体M的抗性降低，C错误；科研人员发现混合菌中的S菌和R菌之间有转运小泡，因此推测：R菌对噬菌体M抗性的变化，可能与受体蛋白T从S菌转移到R菌有关，D正确。答案：AC11．DNA和蛋白质都是生物体内重要的大分子物质，究竟哪种物质是遗传物质的问题曾引起生物学界激烈的争论。1928年，格里菲思提出转化因子，转化因子究竟是什么物质呢？1944年艾弗里和他的同事完成了以下实验。他们将去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质的S型细菌提取物分别进行不同的处理后，加入含有R型活菌的培养基中，处理方法及实验结果如下表所示： 处理条件菌落生长情况第一组未处理——第二组加蛋白酶第三组加RNA酶第四组加酯酶第五组加DNA酶注：代表R型菌落，代表S型菌落。(1)推测第一组培养基中活菌类型为______________，设置第一组实验的目的是________；推测第五组菌落生长情况，并将结果绘制在上表第五组的培养皿中。(2)实验表明细胞提取物中含有转化因子，而转化因子很可能就是DNA。艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似。请你推测艾弗里最终提出的结论是________________________________。(3)从控制自变量的角度分析，艾弗里等人实验的基本思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)从你现有的知识分析，“R型细菌变成S型细菌”这一变异类型属于________。解析：(1)由于第一组未处理，作为对照组，则第一组培养基中活菌类型为R型和S型。由于第五组加入了DNA酶，导致DNA被分解，则S型菌不能被转化，所以第五组培养皿中菌落都是R型菌，如图。(2)根据题干五组实验可以得出，DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质(DNA是遗传物质)。(3)从控制自变量的角度，实验的基本思路是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地去除了一种物质。(4)根据现有的知识分析，可知“R型菌变成S型菌”这一变异属于基因重组，因为加热杀死的S型菌中DNA使得R型细菌转化成S型细菌。答案：(1)R型和S型　对照　　(2)DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质(DNA是遗传物质)　(3)在每个实验组S型细菌提取物中特异性地去除了一种物质　(4)基因重组12．朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物。按照图示1→2→3→4进行实验，验证朊病毒侵染因子是蛋白质，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。(1)本实验采用的研究方法是______________________________________________。(2)从理论上讲，经1→2→3→4实验离心后上清液中________(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)一般病毒的增殖同朊病毒之间的最主要区别：一般的病毒侵染细胞是向宿主细胞提供________(物质)，利用宿主细胞的_________________________________等物质进行增殖。解析：(1)由图可知，本实验采用了同位素标记法。(2)由于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。因此，从理论上讲，离心后上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中几乎不能检测到32P。(3)朊病毒的蛋白质中含有S元素，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，朊病毒的蛋白质中含有35S，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，由于朊病毒的蛋白质是侵染因子，被35S标记的朊病毒(蛋白质)，大部分进入牛脑组织细胞中，因此检测放射性应主要位于沉淀物中，同时会有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞，因此上清液中含有少量的放射性。(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核酸，利用宿主细胞的核苷酸和氨基酸(原料)进行自身核酸的复制和蛋白质的合成。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　被35S标记的朊病毒(蛋白质)，大部分进入牛脑组织细胞中，只有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞　(4)核酸　核苷酸和氨基酸13．将大肠杆菌的核糖体用15N标记，并使该细菌被噬菌体侵染，然后把大肠杆菌移入含有32P和35S的培养基中培养，请回答：(1)由实验得知，一旦噬菌体侵染细菌，细菌细胞内会迅速合成一种RNA，这种RNA含有32P，而且其碱基能反映出噬菌体DNA的碱基比例，而不是大肠杆菌DNA的碱基比例，此实验表明：32P标记的RNA来自________________________________________________________________________。(2)一部分32P标记的RNA和稍后会合成的带35S的蛋白质均与15N标记的核糖体连在一起，这种连接关系表明____________________________________________。(3)35S标记的蛋白质中的氨基酸来自____________，可用于________________________________________________________________________。(4)整个实验能够证明：________________________________________________。解析：(1)噬菌体外壳蛋白的合成同样包括转录、翻译两个过程，其mRNA的碱基比与噬菌体DNA的碱基比有关，而与大肠杆菌DNA的碱基比无关，说明转录的模板是噬菌体DNA；其mRNA含32P标记，说明所需要的核糖核苷酸则来自大肠杆菌(含32P标记)。(2)合成蛋白质外壳时其翻译的场所在大肠杆菌的核糖体上(含15N标记)，所以一部分32P标记的RNA和稍后会合成的带35S的蛋白质连接在一起。(3)翻译所需要的氨基酸也来自大肠杆菌(含35S标记)，形成的蛋白质用于合成噬菌体外壳。(4)综上，噬菌体的DNA能控制合成相应蛋白质，具有遗传效应，所以噬菌体的遗传物质是DNA。答案：(1)以噬菌体DNA为模板，在大肠杆菌细胞内合成　(2)噬菌体利用大肠杆菌的核糖体合成噬菌体蛋白质　(3)大肠杆菌　合成噬菌体蛋白质外壳　(4)噬菌体的遗传物质是DNA