2021版高考生物一轮复习第六单元遗传的分子基础第17讲DNA是主要的遗传物质课时强化训练解析版

2021版高考生物一轮复习第六单元遗传的分子基础第17讲DNA是主要的遗传物质课时强化训练解析版

第17讲　DNA是主要的遗传物质 测控导航表 知识点 题号 ‎1.肺炎双球菌转化实验 ‎3,4,5,14‎ ‎2.噬菌体侵染细菌实验 ‎6,7,8,9,15‎ ‎3.烟草花叶病毒侵染实验和DNA是主要的遗传物质 ‎10,11,12‎ ‎4.综合考查 ‎1,2,13‎ 一、选择题 ‎1.下列关于探索遗传物质实验的叙述中,错误的是(　D　)‎ A.最初认为遗传物质是蛋白质,原因是氨基酸的排列顺序是多样的 B.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验需对S型细菌中的物质进行分离、提纯和鉴定 C.注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌的小鼠中,能分离出R型、S型细菌 D.在用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,上清液的放射性高于沉淀物 解析:最初大多数科学家认为生物体的遗传物质是蛋白质,推测氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息;艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验需对S型细菌中的物质进行分离、提纯和鉴定;注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌的小鼠中,能分离出R型细菌和S型细菌;在用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,上清液的放射性低于沉淀物。‎ ‎2.下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述,正确的是(　A　)‎ A.两者都设法把蛋白质和DNA分开,单独地、直接地观察蛋白质或DNA的作用 B.两者的实验对象都是原核生物 C.两者都利用放射性同位素标记法 D.两者都能证明DNA是主要的遗传物质 解析:两个实验的材料和处理方法虽然不同,但是实验思路都是一样的,即设法将蛋白质和DNA分开,单独地、直接地观察它们的作用;噬菌体侵染细菌的实验对象噬菌体为病毒;肺炎双球菌体外转化实验未利用放射性同位素标记法;两个实验都能证明DNA是遗传物质。‎ ‎3.艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜,而不是起遗传作用”‎ 9‎ ‎。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是(　A　)‎ A.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌 B.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现S型菌 C.R型菌+S型菌DNA→预期出现S型菌 D.R型菌+S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌 解析:R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌,该实验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化,而且抗青霉素的特性不是荚膜产生的,因此该实验结果表明上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的。‎ ‎4.下列表格和图示分别是格里菲思和艾弗里所做的肺炎双球菌转化实验。下面有关该实验的叙述错误的是(　C　)‎ 第1组 第2组 第3组 第4组 实验 处理 注射R型 活细菌 注射S型 活细菌 注射加热 后杀死的 S型细菌 注射R型活细菌与加热后杀死的S型细菌 实验 结果 小鼠不 死亡 小鼠死亡,‎ 从小鼠体 内分离出 S型活细菌 小鼠不 死亡 小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌 A.两个实验的设计都遵循了对照原则和单一变量原则 B.格里菲思获得实验结论的关键步骤是第4组小鼠死亡并能够从其体内分离出S型活细菌 C.艾弗里的c组实验结果是R型细菌全部转化为S型细菌 D.艾弗里的实验可以证明DNA是遗传物质 解析:两个实验的设计均遵循了对照原则和单一变量原则;格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了已被加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”‎ 9‎ ‎,能将无毒性的R型活细菌转化成有毒性的S型活细菌,其关键步骤是第4组小鼠死亡,且能从死亡小鼠体内分离出S型活细菌;将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养后,只有部分R型细菌转化为S型细菌,并不是全部,且转化效果与S型细菌的DNA纯度有关;艾弗里的实验可证明DNA是遗传物质。‎ ‎5.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　)‎ 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: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“转化因子”是哪种物质。‎ ‎6.赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述正确的是(　C　)‎ A.实验中可用15N代替32P标记DNA B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的 C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌 D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 解析:N在噬菌体外壳蛋白与DNA中都存在,本实验要标记DNA的特有元素,故不能用15N代替32P,A项错误。噬菌体外壳蛋白是由噬菌体的遗传物质编码的,B项错误。噬菌体侵染大肠杆菌后,以自身DNA为模板,以大肠杆菌中的4种脱氧核苷酸为原料,合成子代DNA,C项正确。本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。‎ ‎7.关于噬菌体侵染细菌的实验,下列叙述正确的是(　D　)‎ 9‎ A.搅拌的目的是使上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒 B.35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,沉淀物中放射性很高 C.32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,多数子代噬菌体中能检 测到32P D.合成子代噬菌体的蛋白质和DNA所需的酶均来自细菌 解析:搅拌的目的是使噬菌体的颗粒与大肠杆菌分离开;35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,离心后上清液中放射性很高;32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,由于DNA半保留复制的特点,只有少数子代噬菌体中检测到32P;合成子代噬菌体的蛋白质和DNA所需的酶均来自细菌。‎ ‎8.用DNA被32P标记的T2噬菌体侵染无任何放射性元素标记的大肠杆菌,保温一段时间后搅拌、离心。下列有关说法,错误的是(　C　)‎ A.保温时间长、短的控制对本实验的结果影响很大 B.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离 C.充分离心后,大肠杆菌主要分布于上清液中 D.在新形成的噬菌体中能检测到32P,使实验结论更可信 解析:用DNA被32P标记的T2噬菌体侵染无任何放射性元素标记的大肠杆菌,保温时间过短,有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性;保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性升高,因此保温时间长、短的控制对本实验的结果影响很大;搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离;充分离心后,大肠杆菌主要分布在沉淀物中;在新形成的噬菌体中能检测到32P,说明DNA是遗传物质。‎ ‎9.用T2噬菌体侵染大肠杆菌,在感染后2,4,6,8,10 min时向培养基中加入一定量的3H尿嘧啶,培养适宜时间后,粉碎大肠杆菌分离得到RNA,并分别与热变性后的含T2噬菌体DNA的单链组、含大肠杆菌DNA的单链组混合杂交,检测两组的放射性强度并把结果绘制成曲线,两组杂交后的结果分别对应的曲线是(　D　)‎ A.b、a B.c、d 9‎ C.d、c D.a、b 解析:分析题意可知,大肠杆菌感染T2噬菌体后,其内T2噬菌体的DNA上基因表达强烈,且随着感染时间的延长,粉碎大肠杆菌分离得到的RNA中放射性越强;而大肠杆菌的基因表达反而会越来越弱。因此两组杂交后的结果为T2噬菌体组杂交带放射性比例逐渐上升最后达到饱和,对应曲线a;大肠杆菌组杂交带放射性比例呈下降趋势,对应曲线b。‎ ‎10.继发现DNA是生物体的遗传物质之后,科学家们又将目光转向部分不含DNA的RNA病毒,烟草花叶病毒(TMV)就是其中的一种,它能使烟草叶片出现花叶病斑,如图所示为相关的实验过程。下列叙述错误的是(　A　)‎ A.通过本实验能够证明极少数病毒的遗传物质是RNA B.图中用X溶液处理TMV的目的是将病毒的RNA和蛋白质分离 C.组成RNA的化学元素为C、H、O、N、P D.该实验能够说明蛋白质不是TMV的遗传物质 解析:本实验只能证明TMV的遗传物质是RNA;为探究病毒的遗传物质类型,需进行图示操作,即使用X溶液将病毒的RNA和蛋白质分离,分别研究两者的作用;组成RNA的元素包括C、H、O、N、P;该实验能够说明蛋白质不是TMV的遗传物质。‎ ‎11.科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中,不可能出现的结果是(　C　)‎ 实验 编号 实验过程 实验结果 病斑 类型 病斑中分离出 的病毒类型 ‎①‎ a型TMV感染植物 a型 a型 ‎②‎ b型TMV感染植物 b型 b型 ‎③‎ 组合病毒(a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA)→感染植物 b型 a型 ‎④‎ 组合病毒(b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA)→感染植物 a型 a型 A.实验① B.实验② C.实验③ D.实验④‎ 解析:因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA,而不是蛋白质;③中的RNA是b型TMV的,分离出的病毒类型就应该是b型。‎ 9‎ ‎12.下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述,不正确的是(　A　)‎ A.同时含有DNA和RNA的生物体,其遗传物质主要是DNA,其次是RNA B.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质也是DNA C.具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质 D.在生物界中,只有部分病毒的遗传物质是RNA 解析:同时含有DNA和RNA的生物体,其遗传物质是DNA;细胞生物的遗传物质是DNA,主要存在于细胞核中,少量存在于细胞质的线粒体和叶绿体中;具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质;DNA是绝大多数生物的遗传物质,RNA是少数病毒的遗传物质。‎ 二、非选择题 ‎13.人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题:‎ ‎(1)孟德尔等遗传学家的研究表明,在减数分裂过程中,‎ ‎　　　　　　　　　　　　基因表现为自由组合。 ‎ ‎(2)在格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由S型菌突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌,如果S型菌的出现是由于R型菌突变产生,则出现的S型菌为　　　　　　,作出这一判断的依据是　 。 ‎ ‎(3)艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验如下:‎ ‎①S型菌的蛋白质或多糖+R型菌→只有R型菌 ‎②S型菌的DNA+R型菌→R型菌+S型菌 ‎③S型菌的DNA+DNA酶+R型菌→只有R型菌 增设实验③的目的是证明　 。 ‎ ‎(4)研究表明,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,为什么遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系?　 。 ‎ 解析:(1)自由组合定律的实质指的是非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而组合。‎ ‎(2)基因突变是不定向的,所以若R型菌基因突变可以产生S型菌,则S型菌可能有多种类型。‎ ‎(3)艾弗里的实验增加了DNA和DNA酶的实验,与DNA组实验作为对比,说明DNA是使R型菌发生转化的唯一物质,而不是其更小的 单位。‎ 9‎ ‎(4)RNA是单链,碱基之间没有统一的配对关系,所以遗传学家无法推测RNA分子中四种碱基的比例关系。‎ 答案:(1)非同源染色体上的非等位 ‎(2)多种类型　基因突变是不定向的 ‎(3)无DNA则转化一定不能发生(或“DNA是使R型菌发生转化的唯一物质”或“DNA是使R型菌发生转化的不可或缺的物质”)‎ ‎(4)RNA是单链,碱基之间没有统一的配对关系(或“RNA是单链,只有部分碱基存在一一配对关系”)‎ ‎14.科学家用去污剂裂解被加热杀死的S型肺炎双球菌细胞,然后抽取裂解产物依次进行如图所示的肺炎双球菌转化实验(S型菌有荚膜且具有毒性,能使小鼠患败血症,R型菌无荚膜也无毒性)。回答下列问题:‎ ‎(1)上述实验中,　　　　对照能说明S型菌的DNA是转化因子。 ‎ ‎(2)除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,还可以通过什么方法区别R型和S型细菌?‎ ‎(3)上述实验利用了酶具有　　　 　的特点。与“设法将物质分开,单独、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比,本实验的优势在于　  ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析:(1)实验①和⑤形成对照,说明DNA的水解产物不是“转化因子”,从而证明了DNA是遗传物质。‎ ‎(2)R型菌和S型菌结构是不同的,在显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型菌和S型菌,或观察菌落特征,菌落表面光滑的是有荚膜的S型菌,菌落表面粗糙的是无荚膜的R型菌。‎ ‎(3)利用分离提纯法进行的肺炎双球菌体外转化实验,缺点是物质纯度不能保证达到100%。‎ 答案:(1)①和⑤‎ 9‎ ‎(2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若菌落表面光滑,则为S型;若菌落表面粗糙,则为R型)。‎ ‎(3)专一性　避免物质纯度不足带来的干扰 ‎15.请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验,证明DNA是遗传物质。‎ 实验过程:‎ 步骤一:分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中,并分别编号为甲、乙;‎ 步骤二:在两个培养皿中接入　　　　　　　　　　,在适宜条件下培养一段时间; ‎ 步骤三:放入　　　　　　　　　　 　　,培养一段时间,分别获得　　 　　和　　　 　标记的噬菌体; ‎ 步骤四:用上述噬菌体分别侵染　　　　　 　　　的大肠杆菌,经短时间保温后,用搅拌器搅拌、放入离心管内离心; ‎ 步骤五:检测放射性同位素存在的主要位置。‎ 预测实验结果:‎ ‎(1)在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果 如　　　　图。 ‎ ‎(2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果 如　　　　图。 ‎ 解析:在标记T2噬菌体时,应先用32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸培养大肠杆菌,然后用被放射性同位素标记的大肠杆菌培养T2噬菌体。分别获得被32P和35S标记的噬菌体后,分别去侵染未被标记的大肠杆菌。甲培养皿中获得的噬菌体被32P标记;乙培养皿中获得的噬菌体被35S标记,因此甲、乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果分别是沉淀物放射性高和上清液放射性高。‎ 答案:等量的大肠杆菌菌液　T2噬菌体　32P　35S　未被标记 ‎(1)B　(2)A 9‎ 9‎