课时作业24　DNA是主要的遗传物质

基础巩固　　　　　　　　　　　　

1．(2019·贵州省贵阳市适应考)在确定DNA是遗传物质的研究过程中，艾弗里和赫尔希与蔡斯进行的实验有重要意义。下列相关叙述错误的是(　　)

A．两个实验的设计思路共同点是将DNA与蛋白质分开

B．他们都选用了结构十分简单的生物——病毒展开研究

C．两个实验都应用了细菌培养技术为实验成功提供了保障

D．两个实验表明：亲代的各种性状是通过DNA遗传给后代的

解析：肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质的关键是：设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地观察他们的作用，A正确；艾弗里选用的实验材料是肺炎双球菌，赫尔希与蔡斯选用的实验材料是噬菌体和大肠杆菌，B错误；两个实验中都有细菌的培养过程，都应用了细菌培养技术，C正确；两个实验都证明了DNA是遗传物质，即亲代的各种性状是通过DNA遗传给后代的，D正确。

答案：B

2．(2019·河北沧州一中月考)艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为 (　　)

A．实验一  B．实验二

C．实验三  D．实验一和三

解析：实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA活性片段，使基因无法转移进入R型细菌中，所以菌落只有一种，即R型菌落。

答案：B

3．(2019·青岛模拟)噬藻体是侵染蓝藻的DNA病毒，其增殖过程与噬菌体类似。某生物兴趣小组进行了下面的实验：①标记噬藻体→②噬藻体与蓝藻混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述不正确的是(　　)

A．完整的实验过程需要利用分别含有35S或32P的蓝藻，以及既不含35S也不含32P的蓝藻

B．标记噬藻体时先用含32P的培养基培养蓝藻，再用此蓝藻培养噬藻体

C．步骤③可让噬藻体和蓝藻分开，使噬藻体和蓝藻分别存在于上清液和沉淀中

D．侵染蓝藻的噬藻体利用自身的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，合成子代噬藻体

解析：在标记噬藻体时，需要分别利用含35S或32P的蓝藻；又因检测放射性时不能区分是何种元素，所以要利用既不含35S也不含32P的蓝藻，A正确。因为噬藻体必须用蓝藻培养，所以，标记噬藻体应先标记蓝藻，B正确。搅拌可以使噬藻体和蓝藻分离，离心使上清液中析出噬藻体，沉淀物中留下被侵染的蓝藻，C正确。噬藻体合成DNA和蛋白质的原料分别是蓝藻的脱氧核苷酸和氨基酸，D错误。

答案：D

4．(2019·海口调研)下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，有关说法正确的是(　　)

A．①②都要加热处理

B．③要将所有提取物与R菌共同培养

C．④的结果是只有S或R一种菌落

D．①④的结果可能是有S、R两种菌落

解析：①过程是将加热杀死的S菌和R菌混合培养，接种到固体培养基上，经④过程后，可以培养出S、R两种菌落，②过程是分离出S菌的DNA和蛋白质等大分子物质，经③过程分别和R菌混合培养，接种到固体培养基，经④过程后，可以培养出S、R两种菌落或R一种菌落。

答案：D

5．(2019·山东潍坊模拟)下列关于肺炎双球菌转化实验的分析，错误的是   (　　)

A．在体外转化实验中，DNA纯度越高转化越有效

B．体内转化实验证明了DNA是遗传物质

C．S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌

D．肺炎双球菌转化的实质是基因重组

解析：转化率与所提取的S型细菌的DNA纯度有关，DNA纯度越高转化的效率也越高，A正确；体内转化实验只证明了S型细菌中存在某种“转化因子”，没有证明DNA是遗传物质，B错误；S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌，从而导致小鼠死亡，C正确；肺炎双球菌转化的实质是基因重组，D正确。

答案：B

6．(2019·江西鹰潭一中月考)噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。该实验更具说服力的主要原因是噬菌体    (　　)

A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞

B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中

C．DNA可用放射性同位素32P标记

D．蛋白质可用放射性同位素35S标记

解析：噬菌体侵染细菌的过程中，蛋白质没有进入细菌，只将其DNA注入大肠杆菌细胞中，从而实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独地研究二者的功能，进一步证实了DNA是遗传物质，故B项正确，A、C、D项错误。

答案：B

能力创新

7．(2019·南昌模拟)格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：

①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；

②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡；

③将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；

④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。

根据上述实验，下列说法正确的是(　　)

A．整个实验证明了DNA是转化因子

B．实验①、实验③可作为实验④的对照实验

C．实验④中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传

D．重复做实验①与④，得到同样的结果，说明S型活细菌由R型活细菌突变而来

解析：肺炎双球菌转化的原理是S型细菌的DNA在温度降低后恢复活性，整合到R型细菌的DNA中，使R型细菌转化成S型细菌，并且能够稳定遗传。格里菲思的肺炎双球菌转化实验只提出了S型细菌中含有“转化因子”，但没有证明“转化因子”是DNA；实验①与实验④的自变量是有无加热杀死的S型细菌，实验③与实验④的自变量是有无R型活细菌，所以实验①、实验③可作为实验④的对照实验。

答案：B

8．(2019·南京市金陵中学月考)1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能，搅拌离心后的实验数据如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．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，以证明细菌未裂解

B．通过用含有放射性同位素35S和32P的培养基分别培养噬菌体，再用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的变化

C．细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，或者是侵染时间过长部分子代噬菌体从细菌中释放出来

D．本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重要作用

解析：实验设置要遵循对照原则和单一变量原则。为了防止细菌裂解释放噬菌体干扰实验结果，因此设置被侵染的细菌的实验数据作为对照，A正确；噬菌体是病毒，不能在普通培养基上培养，而是先培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染大肠杆菌，而且噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌，B错误；细胞外含有少量32P，原因是侵染时间过短或过长，C正确；本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。

答案：B

9．(2019·宁夏银川一中一模)S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是(　　)

A．加热杀死的S型菌与R型菌混合使R型菌转化成S型菌属于基因突变

B．S型菌与R型菌在结构上最大的不同是S型菌的菌体有多糖类的荚膜

C．肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质

D．高温处理过的S型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应

解析：加热杀死的S型菌与R型菌混合使R型菌转化成S型菌属于基因重组，A项错误；S型菌与R型菌在结构上最大的不同是S型菌的菌体有多糖类的荚膜，可以形成光滑的菌落，B项正确；肺炎双球菌利用自身的核糖体合成蛋白质，C项错误；高温处理过的S型菌蛋白质变性时肽键不断裂，能与双缩脲试剂发生紫色反应，D项错误。

答案：B

10．(2019·山东省淄博市一模)有a、b两类噬菌体，它们均已被32P或35S中的一种标记过。将a、b噬菌体分别侵染甲、乙两管大肠杆菌，经保温、搅拌和离心后，检测离心管内放射性物质的位置，结果如下图。下列叙述正确的是(　　)

A．实验结果表明a的蛋白质外壳和b的DNA均有放射性

B．可以确定甲管的放射性来自32P，乙管的放射性来自35S

C．检测结果表明噬菌体的DNA和蛋白质可侵入大肠杆菌内

D．伴随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性将逐渐增强

解析：根据题干信息和图甲分析，上清液中具有放射性，而沉淀物中没有放射性，说明a标记的是蛋白质外壳；根据题干信息和图乙分析，沉淀物中具有放射性，而上清液中没有放射性，说明标记的是DNA，A正确；根据以上分析可知，可以确定甲管的放射性来自35S，乙管的放射性来自32P，B错误；检测结果表明噬菌体的DNA可侵入大肠杆菌内，而蛋白质外壳留在了外面，C错误；伴随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性总量不变，而比例将逐渐减弱，D错误。

答案：A

11．(2019·湖南省长郡中学一模)经查阅1944年和1946年艾弗里等人所发表论文发现，艾弗里的原始实验并没有逐一分析S型细菌中的各种成分，原论文也没有提及蛋白质和多糖的分离、提纯工作，而且在论文的预处理方法部分采取了“去除蛋白质和荚膜多糖”步骤，后续实验是在去除了S型细菌的蛋白质和多糖的基础上进行的。通过不断地去除各种成分，从而得到相对纯净的“转化因子”。得到纯化的“转化因子”后，艾弗里对其进行了肺炎双球菌转化实验，确认转化因子就是DNA。根据以上实验信息，下列说法正确的是(　　)

A．该实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质和多糖不是遗传物质

B．该实验思路是将DNA、蛋白质和多糖等物质分离，单独研究其作用

C．该实验证明了蛋白质不是遗传物质，而赫尔希和蔡斯实验无法证明这一点

D．该实验可以证明DNA是主要的遗传物质，不能证明RNA是遗传物质

解析：依题意可知：艾弗里是通过不断地去除S型细菌的各种成分，从而得到相对纯净的“转化因子”后，对其进行了肺炎双球菌转化实验，因此，该实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质和多糖不是遗传物质，A正确；艾弗里只研究了DNA的作用，没有单独研究蛋白质和多糖等物质的作用，B错误；该实验没有证明蛋白质不是遗传物质，C错误；该实验确认转化因子就是DNA，即证明了DNA是遗传物质，但不能证明RNA是遗传物质，D错误。

答案：A

12．(2019·茂名模拟)艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是(　　)

A．两者都运用了①和②

B．前者运用了①，后者运用了②

C．前者只运用了②，后者运用了①和②

D．前者只运用了①，后者运用了①和②

解析：艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，并且还运用了放射性同位素标记法。

答案：D

13．(2019·聊城模拟)下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。下列有关叙述，正确的是(　　)

A．图甲中ab对应的时间段内，小鼠体内已形成大量的抗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型细菌直接转化而来的

C．图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体没有放射性

D．图乙中若用32P标记亲代噬菌体，所得子代噬菌体没有放射性

解析：图甲中ab段是将R型细菌第一次注射到小鼠体内，是第一次免疫，小鼠体内不能产生大量的抗R型细菌的抗体；只有少数感受态的R型细菌才能转化成S型细菌，转化成的少数S型细菌有毒，使小鼠的免疫力下降，S型细菌繁殖形成大量的S型细菌；噬菌体侵染细菌时P元素进入细菌，S元素不进入细菌，用放射性同位素S标记的噬菌体侵染细菌后，子代噬菌体不含放射性；若用32P标记亲代噬菌体，所得子代噬菌体有的含有放射性。

答案：C

14．(2019·石家庄模拟)用32P标记S型肺炎双球菌的DNA，35S标记其蛋白质，将其加热杀死后与未标记的R活细菌混合并注入小鼠体内。一段时间后，从死亡的小鼠体内提取到活的S型和R型细菌。下列有关元素分布的分析，最可能的情况是(　　)

A．部分S型细菌含有32P，不含35S

B．部分R型细菌含有32P和35S

C．所有S型细菌都含有32P，不含35S

D．所有R型细菌都含有35S，不含32P

解析：S型细菌利用自己的DNA的两条链为模板，用R型细菌的核苷酸和氨基酸为原料合成自身的DNA和蛋白质，因此部分S型细菌含有32P，不含35S。

答案：A

15．(2019·邯郸模拟)结合遗传物质的相关实验，请据图回答下列问题：

(1)上图为艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解，如看到________(答特征)的菌落，说明R型细菌转变成了S型细菌。

(2)为了充分证明DNA是遗传物质，艾弗里还在培养R型细菌的培养基中加入________作为对照，进一步验证实验结果。

(3)后来，赫尔希和蔡斯利用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，在子代噬菌体中检测到被32P标记的DNA，表明DNA具有________性，说明DNA是遗传物质。

(4)________(填“能”或“不能”)在子代噬菌体中找到两条链都被32P标记的DNA分子。________(填“能”或“不能”)在子代噬菌体中找到两条链都是31P的DNA分子。

(5)艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路都是把________，直接地、单独地观察它们的作用。

解析：(1)S型细菌有荚膜，所以形成的菌落表面光滑。(2)艾弗里利用酶的专一性，将S型细菌的DNA和DNA酶混合，用以进一步确认DNA是否是遗传物质。(3)作为遗传物质的条件之一是在亲子代之间是否具有连续性。(4)由于DNA分子是半保留式复制，因此，不能在子代中找到两条链都被32P标记的DNA分子；若复制2次以上，就能找到两条链都是31P的DNA分子。(5)细菌体外转化及噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路是把DNA和蛋白质分开，直接地、单独地观察它们所起的作用。

答案：(1)表面光滑

(2)S型细菌的DNA和DNA酶

(3)连续

(4)不能　能

(5)DNA和蛋白质分开

16．(经典题)已知光滑型(S)肺炎双球菌能引起人的肺炎和小鼠的败血症。这些有毒菌株的每一细胞外面都含有多糖类的胶状荚膜保护它们，使它们不被宿主的正常防御机构破坏。以下是格里菲思利用其所做的实验，据图回答：

(1)从D组实验中的小鼠体内可分离出____________。

(2)为了解释上述实验现象，1944年艾弗里从S型菌中提取DNA、蛋白质和多糖荚膜等成分，分别与R型菌一起培养。结果发现：

①S型菌的DNA与R型活菌混合，将混合物注入小鼠体内，可使小鼠死亡，这说明____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②S型菌的蛋白质或多糖荚膜与R型活菌混合并注入小鼠体内，小鼠________________，小鼠体内只能分离出________________________________。

③如果将DNA酶注入活的S型菌中，再将这样的S型菌与R型活菌混合，混合物不使老鼠死亡，原因是__________________________________。

④上述转化实验直接证明了__________________________________________。

解析：(1)部分活的R型菌可被S型菌DNA通过基因重组转化为S型菌，故D组实验可从小鼠体内分离出活的S型菌和R型菌。

(2)由①的实验结果可推知，S型菌的DNA可使R型菌发生转化。由于S型菌的蛋白质或多糖荚膜不能实现上述转化，故进行②实验时，小鼠体内不能分离出S型菌，只能分离出R型菌。③DNA酶可水解破坏DNA，故经DNA酶水解后，S型菌将无法实现对R型菌的转化。④该实验证明了S型肺炎双球菌的遗传物质为DNA，而不是蛋白质或多糖。

答案：(1)活的S型菌和R型菌

(2)①S型菌的DNA可使R型菌转化为S型菌

②不死亡　R型活菌　③DNA被DNA酶分解

④DNA是遗传物质