（新教材）2020新素养导学生物人教版必修第二册：第3章　第1节　DNA是主要的遗传物质

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第 3 章基因的本质 第 1 节 DNA 是主要的遗传物质 课后篇巩固提升 基础巩固 1.(2019 江苏卷,3)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( ) A.实验中可用 15N 代替 32P 标记 DNA B.T2 噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的 C.T2 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 DNA 和蛋白质中都含有 N 元素,因此不能用 15N 代替 32P 标记 DNA,A 项错误;T2 噬菌体侵染大 肠杆菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量 增殖,B 项错误,C 项正确;该实验证明了 T2 噬菌体的遗传物质是 DNA,不能证明大肠杆菌的遗传物质 是 DNA,D 项错误。 答案 C 2.如图甲、乙表示两种不同的植物病毒,经重建形成“杂种病毒丙”,用病毒丙侵染植物细胞,在植物细 胞内增殖后产生的新一代病毒是( ) 解析图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒,而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物 细胞时,发挥作用的是乙病毒核酸,所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳 均与乙病毒相同。 答案 D 3.下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是( ) A.豌豆的遗传物质主要是 DNA B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 C.T2 噬菌体的遗传物质含有硫元素 D.HIV 的遗传物质水解产生 4 种脱氧核苷酸 解析豌豆的遗传物质只有 DNA;酵母菌的遗传物质 DNA 主要分布在染色体上,在细胞质中的线粒体 中也有分布;T2 噬菌体的遗传物质是 DNA,不含 S 元素;HIV 的遗传物质是 RNA,初步水解后产生 4 种核糖核苷酸。 答案 B 4.下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( ) A.分别用含有放射性同位素 35S 和放射性同位素 32P 的培养基培养 T2 噬菌体 B.分别用 35S 和 32P 标记的 T2 噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养 C.用 35S 标记 T2 噬菌体的侵染实验中,沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D.32P、35S 标记的 T2 噬菌体侵染实验分别说明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 解析 T2 噬菌体营寄生生活,只能寄生在细菌细胞内,不能用培养基直接培养;保温时间不能过长,若保 温时间太长,则可能有含 32P 的子代 T2 噬菌体释放出来,离心后存在于上清液中,导致上清液中有放射 性;35S 标记的是 T2 噬菌体的蛋白质,理论上应存在于上清液中,但可能因搅拌不充分,部分 T2 噬菌体 蛋白质外壳仍吸附在细菌表面,与细菌一起存在于沉淀物中;本实验可说明 DNA 是遗传物质,但不能 证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质未进入细菌体内。 答案 C 5.在噬菌体侵染细菌的实验中,随着培养时间的延长,培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示。 下列相关叙述不正确的是( ) A.噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌 B.在 O~t1 时间内噬菌体一定还未侵入到细菌体内 C.在 t1~t2 时间内,由于噬菌体侵入细菌体内,导致细菌大量死亡 D.在 t2~t3 时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖 解析噬菌体属于病毒,必须在宿主细胞内才能增殖,模板是亲代噬菌体的 DNA,原料和场所由细菌提 供,能量是细菌提供的 ATP,A 项正确;在 O~t1 时间内噬菌体可能已侵入到细菌体内,但没有大量繁 殖,B 项错误;在 t1~t2 时间内,因为噬菌体侵入细菌体内,导致细菌大量死亡,C 项正确;在 t2~t3 时间内被 侵染的细菌已裂解,所以噬菌体因失去寄生场所而停止增殖,D 项正确。 答案 B 6.在证明 DNA 是遗传物质的实验中,用 35S 标记的 T2 噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,以下对于沉淀 物中含有少量放射性现象的解释,正确的是( ) A.经搅拌与离心后有少量含 35S 的 T2 噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌上 B.离心速度太快,含 35S 的 T2 噬菌体有部分留在沉淀物中 C.T2 噬菌体的 DNA 上含有少量的 35S D.少量含有 35S 的蛋白质进入大肠杆菌 解析 35S 标记的是噬菌体的蛋白质外壳,DNA 中不含有 35S;是否留在沉淀物中,与物质的相对分子 质量有关;噬菌体的蛋白质外壳不能进入大肠杆菌内,但能吸附在大肠杆菌表面,造成一定的实验误 差。 答案 A 7.下列关于生物的遗传物质的叙述,不正确的是( ) A.某一生物体内的遗传物质只能是 DNA 或 RNA B.除部分病毒外,生物的遗传物质都是 DNA C.绝大多数生物的遗传物质是 DNA D.细胞中 DNA 较多,所以 DNA 是主要的遗传物质 解析在生物中,只有部分病毒的遗传物质是 RNA,绝大多数生物的遗传物质是 DNA。 答案 D 8.探索遗传物质的过程是漫长的,直到 20 世纪初期,人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作 出判断的理由不包括( ) A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比 DNA 具有更高的热稳定性,并且能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息 解析蛋白质的热稳定性较 DNA 差,且不能复制;其他选项所述的蛋白质的特点,与遗传物质应具备的 特征一致。 答案 C 9.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用 32P 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液 中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性。而实验的实际最终结果显示:在离心上层液体中,也 具有一定的放射性,而下层的放射性强度比理论值略低。 (1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验方法是 。 (2)在理论上,上清液放射性应该为 0,其原因 是 。 (3)实验数据和理论数据之间有较大的误差,对实验过程进行如下误差分析: ①在实验中,从 T2 噬菌体和大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的 放射性含量升高,其原因 是 ; ②在实验中,如果有一部分 T2 噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,将 (填“是”或“不是”)误差 的来源,理由 是 。 (4)噬菌体侵染细菌的实验证明了 。 (5)上述实验中, (填“能”或“不能”)用 15N 来标记 T2 噬菌体的 DNA,理由 是 。 解析(1)噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验方法是同位素标记法。(2)DNA 中含有 P 元素,蛋白质中 没有,故 32P 只能进入 T2 噬菌体的 DNA 中。在侵染过程中,由于 T2 噬菌体的 DNA 全部注入大肠杆 菌,离心后,上清液中是 T2 噬菌体的蛋白质外壳,沉淀物中是被侵染的大肠杆菌,因此上清液中没有放 射性。(3)从 T2 噬菌体和大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,如果时间过长会使带有放射性的 T2 噬 菌体从大肠杆菌中释放出来,使上清液带有放射性;如果部分 T2 噬菌体没有侵染到大肠杆菌内,也会 使上清液带有放射性。(4)噬菌体侵染细菌实验证明了 DNA 是噬菌体的遗传物质。(5)N 元素在 DNA 和蛋白质中都含有,因此不能用 15N 标记 DNA。 答案(1)同位素标记法(同位素示踪法) (2)理论上讲,T2 噬菌体已将含 32P 的 DNA 全部注入大肠杆菌内,上清液中只含 T2 噬菌体的蛋白 质外壳 (3)①T2 噬菌体在大肠杆菌内增殖后被释放出来,经离心后分布于上清液中 ②是 没有侵入大 肠杆菌的 T2 噬菌体经离心后分布于上清液中使上清液具有放射性 (4)DNA 是遗传物质 (5)不能 在 DNA 和蛋白质中都含有 N 元素 能力提升 1.下图甲是肺炎链球菌的体内转化实验,图乙是噬菌体侵染细菌的实验。关于这两个实验的分析正 确的是( ) 甲 乙 A.图甲中将 R 型活细菌和 S 型死细菌的混合物注射到小鼠体内,R 型细菌向 S 型细菌发生了转化,转 化的原理是基因重组 B.图乙中搅拌的目的是提供给大肠杆菌更多的氧气,离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离 C.用 32P、35S 标记的噬菌体,分别侵染未标记的细菌,离心后放射性分别分布于上清液、沉淀物中 D.若用无放射性标记的噬菌体,侵染体内含 35S 标记的细菌,离心后放射性主要分布在上清液中 解析 R 型细菌向 S 型细菌转化的原因是 S 型细菌的 DNA 进入到 R 型细菌中,并表达了 S 型细菌的 遗传性状,A 项正确;搅拌的目的是让侵染的噬菌体和细菌分离,离心的目的是让上清液中析出重量较 轻的噬菌体,B 项错误;用 32P、35S 标记的噬菌体,分别侵染未标记的细菌,离心后放射性分别分布于沉 淀物、上清液中,C 项错误;若用无放射性的噬菌体,侵染体内含 35S 标记的细菌,离心后放射性主要分 布在沉淀物中,D 项错误。 答案 A 2.如果用 3H、15N、32P、35S 标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组成结构成分中,能 够找到的是 ( ) A.可在外壳中找到 3H、15N、35S B.可在 DNA 中找到 32P、15N、3H C.可在外壳中找到 15N、35S D.可在 DNA 中找到 15N、32P、35S 解析由于 3H、15N 均可标记噬菌体 DNA 和蛋白质外壳,而 32P 只标记噬菌体 DNA,35S 只标记噬菌体 的蛋白质外壳,在其侵染细菌过程中,只有 DNA 进入细菌细胞,蛋白质外壳没有进入,噬菌体利用细菌 的脱氧核苷酸和氨基酸合成 DNA 和蛋白质外壳,所以产生的子代噬菌体 DNA 上有 3H、15N、32P,没 有 35S。 答案 B 3.分别用含有 32P 和 35S 的 T2 噬菌体与不含放射性的大肠杆菌混合,经过短时保温、搅拌、离心,再 将沉淀出的大肠杆菌继续在不含放射性物质的培养基中培养,并对释放出的子代 T2 噬菌体进行检 测。请根据有关知识,推测其应有的结果( ) A.全部不含 35S,全部含有 32P B.小部分含有 35S,大部分含有 32P C.全部不含 35S,小部分含有 32P D.大部分含有 35S,小部分含有 32P 解析因为 T2 噬菌体的遗传物质为 DNA,大肠杆菌不含放射性,所以子代 T2 噬菌体中不会含有 35S,同 时 T2 噬菌体又进行了多次复制,仅有小部分的 DNA 是带有 32P 的。 答案 C 4.(2019 浙江卷,20)为研究 R 型肺炎链球菌转化为 S 型肺炎链球菌的转化物质是 DNA 还是蛋白质,进 行了肺炎链球菌体外转化实验,其基本过程如下图所示。 下列叙述正确的是( ) A.甲组培养皿中只有 S 型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性 B.乙组培养皿中有 R 型及 S 型菌落,推测转化物质是蛋白质 C.丙组培养皿中只有 R 型菌落,推测转化物质是 DNA D.该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是 DNA 解析将 S 型细菌的提取物加热后添加到含 R 型细菌的培养液中,会使部分 R 型细菌发生转化,因此甲 组培养皿中应有 R 型细菌和 S 型细菌,A 项错误;乙组提取物中加蛋白酶后将提取物中的蛋白质分解, 乙组培养皿中有 S 型细菌菌落,则可推测转化物质不是蛋白质,B 项错误;丙组 S 型细菌的提取物中加 DNA 酶将 DNA 分解,不能获得 S 型菌落,可推测转化物质是 DNA,C 项正确;该实验能证明肺炎链球 菌的遗传物质是 DNA,D 项错误。 答案 C 5.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都是以 RNA 为遗传物质的病毒,由于所含 RNA 不同,因 而侵染后导致的植物症状不同(如下图所示)。 将病毒的 RNA 和蛋白质分离,使其单独感染植物;或使不同病毒的 RNA 与蛋白质之间重新组合形成 “杂种”病毒,然后使其感染植物。 (1)图(a)、图(b)表现症状不同,其根本原因是 。 (2)在上图中画出叶片 A、叶片 B、叶片 C 表现出的感染症状。 (3)从以上感染实验可知,起感染作用的是 。 (4)画出叶片 C 中繁殖产生的子代病毒的图示。 (5)以上实验证明 。 (6)该实验的设计思路是 。 答案(1)TMV 和 HRV 具有不同的 RNA (2) (3)病毒的 RNA (4) (5)HRV 的遗传物质是 RNA (6)将病毒的 RNA 与蛋白质分离,单独研究其遗传功能