课后限时练(十八) DNA是主要的遗传物质1．将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其体内分离出来的仍是R型肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠死亡，并从体内分离出了S型有荚膜的肺炎双球菌。以上实验说明( )A．R型和S型肺炎双球菌可以互相转化B．S型菌的蛋白质可诱导R型菌转化为S型菌C．S型菌的DNA可诱导R型菌转化为S型菌，说明了DNA是遗传物质D．S型菌的DNA可使小白鼠致死解析 通过题干可以发现，题干中的实验以DNA与蛋白质作对照，分别与R型菌放在一起，共同注射，观察能否引起小白鼠的死亡，其目的是证明DNA和蛋白质哪种物质能使R型菌发生转化，即哪种物质可作为遗传物质。小白鼠的死亡与否只是实验现象，以此来体现实验结论，但并不是实验的主要目的。答案 C2．在肺炎双球菌的转化实验中，向培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是( )A．3和4 B．1、3和4C．2、3和4D．1、2、3和4解析 2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型活细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型活细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。答案 D3．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是( )A．二者都应用同位素示踪技术B．二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应C．艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照14\nD．二者都诱发了DNA突变解析 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路都是设法把DNA和蛋白质分开，研究各自的效应，都遵循对照原则，二者都没有诱发DNA突变，其中只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术。答案 B4．(2022·南京四校联考)在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，如图所示标记元素所在部位依次是( )A．①④B．②④C．①⑤D．③⑤解析 DNA的磷酸基团上含有磷元素，氨基酸的R基团上可含有除碳、氧、氮之外的其它元素。答案 A5．(2022·浙江省浙南、浙北部分学校联考)某生物兴趣小组利用同位素标记法，重复了赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的部分实验，预期的实验结果是沉淀物中放射性强。可是检测实验结果时却得到了相反的结果：上清液中放射性强。你认为最可能的原因是( )A．培养时间过长，细菌解体，子代噬菌体被释放出来B．培养时间过短，大量的子代噬菌体没有被释放出来C．搅拌力度过大，大量的亲代蛋白质外壳与细菌分离D．搅拌力度过小，大量的亲代蛋白质外壳没有和细菌分离解析 该实验中，沉淀物主要是细菌体，上清液主要含有亲代噬菌体的蛋白质外壳(或没有侵入细菌的噬菌体)。该小组得到上清液中放射性强的结果，原因可能是培养时间过长，细菌解体，子代噬菌体被释放出来。答案 A6．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( )14\nA.实验①B．实验②C．实验③D．实验④解析 ③不可能。病斑中分离出的病毒类型应是b型，因为病毒类型取决于提供遗传物质的一方。答案 C7．甲、乙为两种不同的植物病毒，如图①表示由病毒甲、乙经重组形成“杂种病毒丙”的过程，用病毒丙单独侵染植物细胞，一段时间后，从植物细胞内可大量分离出的病毒是( )14\n 解析 病毒丙的核酸来自病毒乙，单独侵染植物细胞时，只将核酸注入植物细胞，在植物细胞中形成的子代病毒与病毒乙相同。答案 D8．(2022·辽宁抚顺一模)关于噬菌体侵染细菌的实验，下列说法中正确的是( )A．该实验能说明DNA是遗传物质，而RNA不是B．噬菌体复制扩增时，利用细菌体内的核糖体合成外壳蛋白C．野生型的噬菌体在侵染细菌之前，需在血浆中添加含放射性标记的脱氧核苷酸进行培养D．用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测不到放射性解析 噬菌体是由DNA和蛋白质构成的，不含有RNA；病毒必须寄生在活的宿主细胞内才能进行正常的生理活动，在培养基中无法存活；用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测到放射性很低而不是没有。答案 B9．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括六个步骤：①噬菌体侵染细菌 ②用35S或32P标记噬菌体 ③上清液和沉淀物的放射性检测 ④离心分离 ⑤子代噬菌体的放射性检测 ⑥噬菌体与大肠杆菌混合培养最合理的实验步骤顺序为( )A．⑥①②④③⑤B．②⑥①③④⑤C．②⑥①④③⑤D．②⑥①④⑤③解析 本实验⑤应为最后一步，能说明DNA复制保持连续性。答案 C10．(2022·西城区抽样)下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验有关叙述正确的是( )14\nA．本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B．本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNAC．实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性D．在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质解析 噬菌体是病毒，是营活细胞寄生生活的生物，不能直接在培养基上培养。该实验搅拌是为了使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离；离心是一种分离混合物的方法，在该实验中，被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌)在下层的沉淀物中，噬菌体颗粒的质量较小，在上层的上清液中。图中实验只能说明蛋白质不是遗传物质，而不能说明DNA是遗传物质。答案 B11．以下是说明RNA为遗传物质的实验图解，请据图中的信息，选出正确的选项( )A．不同类型的外壳互换，说明外壳对病毒的侵染不起作用B．后代只和核酸有关，是因为只有核酸侵入细胞C．病斑类型的不同，根本上是由病毒外壳的抗原特异性决定的D．该实验不用“同位素追踪”的原因是RNA全保留复制，后代含有放射性的个体少解析 14\n外壳对病毒生命活动的发生是必不可少的，其表现的致病特性根本上是由其核酸决定的，全保留复制的特点不是后代放射性个体少的原因。答案 B12.肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是( )A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌B．小鼠体内出现活S型细菌是由于R型细菌基因突变的结果C．曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统作用所致D．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关解析 本题考查肺炎双球菌转化实验中细菌的转化机制和小鼠的免疫功能对细菌的影响。从图中看，S型活菌和R型活菌都最后达到一定数量，所以在死亡的小鼠体内两种类型的细菌均有；加热杀死的S型细菌的DNA可以使R型细菌转变成S型细菌，这种变异属于基因重组，不是基因突变；实验刚开始时，S型细菌数量少，对小鼠的免疫系统破坏力小，因此R型细菌不断被清除，随着S型细菌的不断增加，小鼠的免疫力不断降低，R型细菌的数量也随之不断上升。答案 B13．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶而使之出现感染斑的RNA病毒，用石碳酸处理能使蛋白质外壳去掉而留下RNA，由于两者的亲缘关系较近，可重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系，用此病毒感染烟叶，如图所示，请据图回答下列问题：说明 ①为TMV的蛋白质感染，②为TMV的RNA感染，③为HRV的蛋白质感染，④为HRV的RNA感染，⑤为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，⑥为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染。(1)①与②、③与④的结果不同，这说明__________14\n_______________________________________________。(2)②与④的结果不同，说明_______________________________________________________________________。(3)⑤中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板是________，合成蛋白质的原料氨基酸由________提供。(4)⑥中的杂交病毒感染后，繁殖出来的子代病毒具有________的RNA和________的蛋白质。解析 本题考查信息获取能力与分析能力。两种病毒均为RNA病毒，两种病毒的蛋白质不能使烟叶出现病斑而其RNA却都可以，说明RNA是遗传物质。作为遗传物质能自我复制，能控制蛋白质的合成，所需模板为病毒的RNA，原料均来自宿主细胞——烟叶细胞。答案 (1)对这两种病毒来说，RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质(2)不同的RNA，控制合成不同的蛋白质，表现出不同的性状(3)TMV的RNA 烟叶细胞(4)HRV HRV14．如图为肺炎双球菌转化实验的部分图解，请据图回答：(1)该实验是________所做的肺炎双球菌转化实验的图解。(2)该实验是在________实验的基础上进行的，其目的是证明________的化学成分。(3)在对R型菌进行培养之前，必须首先进行的工作是______________________________。(4)依据上图所示实验，可以作出________的假设。(5)为验证上面的假设，他们又设计了下面的实验：实验中加入DNA酶的目的是________，他们观察到的实验现象是________。14\n(6)通过上面两步实验，仍然不能说明________，为此他们设计了下面的实验：他们观察到的实验现象是________，该实验能够说明________。解析 (1)由实验图解可看出，这是在R型菌的培养基中加入R型菌和S型菌的DNA，是艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌的转化实验的部分图解。(2)该实验是在格里菲思实验的基础上进一步证明“转化因子”的化学成分而设计的。(3)该实验是将S型菌打碎，分离并提纯其DNA、蛋白质、多糖等物质后分别加入到R型菌培养基中。(5)为了验证所作假设，又将能够水解DNA的DNA酶与S型菌DNA混合后加入到培养基中，结果为培养基中只长R型菌。(6)要进一步证明DNA是遗传物质，而蛋白质、多糖等不是遗传物质，还需将这些物质分别加入培养基中，看结果是否是只长R型菌。答案 (1)艾弗里及其同事(2)格里菲思肺炎双球菌转化 “转化因子”(3)分离并提纯S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质(4)DNA是遗传物质(5)分解从S型菌中提取的DNA 培养基中只长R型菌(6)蛋白质、多糖等不是遗传物质 培养基中只长R型菌 蛋白质、多糖等不是遗传物质15．下面介绍的是DNA研究的科学实验：14\nⅠ.1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，如图是实验的部分过程：(1)写出以上实验的部分操作过程：第一步：用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法。_______________________________________________。第二步：将被35S标记的噬菌体与没有标记的大肠杆菌混合。第三步：一定时间后，在搅拌器中搅拌，然后进行离心。(2)以上实验结果能否证明遗传物质是DNA？为什么？______________________________________________________________________________________________。Ⅱ.用紫外线处理大肠杆菌可诱导产生对T2噬菌体有抗性的大肠杆菌，这种抗性的产生与其细胞膜上的蛋白质发生变化有关。如图简要示意处理的方法：(1)在紫外线作用下，大肠杆菌的膜蛋白质发生改变的根本原因是_______________________________________________。(2)如何将图中的T2噬菌体抗性菌株从混合菌株中筛选出来？______________________________________________________________________________________________。解析 Ⅰ.由于噬菌体属于细菌病毒，只有在细菌体内才能表现代谢活动，所以对其蛋白质外壳进行标记，首先要用含35S的培养基培养大肠杆菌，然后用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌。14\nⅡ.紫外线是诱变因素，使大肠杆菌的基因发生突变，从而导致其膜蛋白质发生改变。答案 Ⅰ.(1)先将大肠杆菌在含35S的培养基上培养，再用噬菌体去侵染该大肠杆菌(2)不能。它只能证明噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内(要证明遗传物质是DNA，还要用被32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌)Ⅱ.(1)基因突变(2)用T2噬菌体侵染混合菌株，在适宜的条件下培养一段时间，能形成菌落的就是T2噬菌体抗性菌株教师自主园地教师备用资源1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )A．存活，存活，存活，死亡 B．存活，死亡，存活，死亡C．死亡，死亡，存活，存活D．存活，死亡，存活，存活解析 ①中DNA酶能够将DNA水解成脱氧核苷酸，而脱氧核苷酸不是遗传物质，不能够将R型转化为S型细菌，因此小鼠能够存活；②中本来就是有毒的S型菌，因此小鼠死亡；③由于高温加热，可导致R型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是S型菌的DNA，因此小鼠存活；④由于高温加热导致S型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是R型菌的DNA，因此小鼠存活。答案 D2．(2022·南通模拟)在肺炎双球菌感染小鼠的实验中，下列实验结果不正确的是( )A．注射R型菌后，小鼠存活B．注射S型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型细菌C．注射R型菌及加热处理的S型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内只能分离出活的S型菌D．注射S型菌及加热处理的R型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型菌解析 注射R型菌及加热处理的S型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内分离出的细菌既有活的S型菌也有活的R型菌。答案 C3．科学家们通过实验，研究控制生物遗传的物质基础。下面有关分析正确的是( )A．R型活菌注射到小鼠体内，小鼠正常，将S型活菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。实验结论：S型细菌的荚膜有毒14\nB．将杀死后的S型菌与活的R型菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡。实验结论：R型细菌有毒C．从S型细菌中提取蛋白质、多糖和DNA，分别与R型活菌混合培养。从实验结果可以得出：DNA是遗传物质D．用15N和32P这两种同位素标记烟草花叶病毒，然后侵染烟草叶片。通过示踪观察可以得出：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，而蛋白质不是解析 在进行推理时一定要严密，这也是考查推理能力的常用方法。A项中只能说明S型细菌体内存在有毒的物质；B项中不能说明什么问题；D项中没有把RNA和蛋白质分开，所以也不能说明什么问题。答案 C4．肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是( )A．培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具有荚膜的细菌B．培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌C．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能产生具有荚膜的细菌D．培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌解析 只有S型细菌的遗传物质才可以使R型细菌发生转化，表现出S型细菌的某些性状，产生具有荚膜的细菌。S型细菌的遗传物质是DNA而不是蛋白质或多糖类物质，也不是DNA的完全水解产物。答案 A5．某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验：实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。材料用具：显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶等。实验步骤：第一步：取等量活鸡胚二组，用显微注射技术，分别向二组活鸡胚细胞中注射有关物质。第二步：在适宜条件下培养。第三步：分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测是否产生禽流感病毒。请将与实验相关的内容填入下表：14\n解析 本题的背景是有关核酸、酶的实验，主要考查学生在一定的条件下，使用恰当的方法进行对照实验设计的能力。以及根据实验条件、实验方法，推断实验结果的能力。该题给出的是“核酸”，其性质是“未知的”，要求学生依据给定的条件，去鉴定分析，所以该题也考查了学生应用所学知识，技能分析和解决现实中可能遇到的实际问题的能力，怎样设置对照实验？探究DNA、RNA哪个是禽流感病毒的遗传物质，实质上是用DNA酶和RNA酶处理其核酸提取物，然后进行对照。答案 6.在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多实验进行研究，包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。请分析以下实验并回答问题。(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下：a．将一部分S型细菌加热杀死；b．制备符合要求的培养基并均匀分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(如图中文字说明部分)；c．将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况，结果如图所示：14\n①制备符合要求的培养基时，除加入适当比例的水和琼脂外，还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机碳源、________，并调整pH。②本实验可得出的结论是：_______________________________________________________________________。(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是DNA。请利用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。①实验设计方案：第一步：从S型细菌中提取DNA，制备符合要求的培养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号A、B、C；第二步：______________________________________________________________________________________；第三步________________________________________________________________________________________；第四步：______________________________________________________________________________________。②请预测实验结果并得出合理结论：______________________________________________________________。③通过你设计的实验，还能得出的新的结论：______________________________________________________。解析 第(1)题微生物生长需要五大营养要素，即水、无机盐、碳源、氮源及生长因子；由于R型细菌和S型细菌都属于异养型细菌，所以培养基中的碳源应为有机碳源。第(2)题是验证实验。欲证明促进R型菌转化的物质是DNA，可用DNA酶将S型菌DNA破坏后，看是否还能实现R型菌向S型菌的转化。解答可考虑以下几个方面：①设置对照实验：实验组中只加入提取的S型细菌的DNA；在对照组中，一组中不加任何提取物，另一组中加入提取出的S型细菌的DNA和DNA酶。②14\n单一变量的控制，即培养细菌的培养基中只有是否加入S型细菌DNA这一实验变量不同，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等)应基本相同。答案 (1)①生长因子②S型细菌中的“某种物质”(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，而且这种转化是可遗传的(2)①第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取出的S型细菌DNA，C中加入提取的S型细菌DNA和DNA酶(顺序可变)第三步：在三组培养基上分别接种等量的R型细菌第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况②A中只有R型细菌菌落；B中出现R型和S型细菌两种菌落；C中只有R型细菌菌落(顺序同第二步)。本实验结果可证明S型细菌DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌③DNA只有在结构保持完整、未被破坏的条件下才具有促进R型细菌转化为S型细菌的功能14
