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第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质一、选择题知识点一对遗传物质的早期推测1．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答案C解析不同的生物遗传物质不同，而不同生物体内的蛋白质结构也不同，蛋白质是生物性状的主要承担者，故推测遗传物质可能是蛋白质；与蛋白质相比，DNA更耐高温，DNA的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制；由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，故推测不同的氨基酸排列顺序可以储存大量的遗传信息。知识点二肺炎双球菌的转化实验[题型一格里菲思体内转化实验]2．下列关于格里菲思的细菌转化实验的叙述中，错误的是()A．证明了DNA是遗传物质B．将S型菌杀死后与R型菌混合注入小鼠体内仍然会出现S型菌C．加热杀死S型菌注入小鼠体内不会导致小鼠死亡D．注射活的或死亡的R型菌都不会引起小鼠死亡答案A解析格里菲思的实验只能证明S型菌含有转化因子，但不能证明DNA是遗传物质。3．在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有()①有毒的R型活细菌②无毒的R型活细菌③有毒的S型活细菌④无毒的S型活细菌A．①④B．②③C．③D．①③答案B解析将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，S型细菌某些DNA片段进入R型细菌细胞中，与R型细菌的基因发生重组，所以细胞中出现了有毒的S型细菌，另外在小鼠体内还有没有转化的无毒的R型细菌。4．下图是科研工作者重复“肺炎双球菌转化实验”的步骤，分析有关描述中不正确的是()A．该实验证明起转化作用的物质是DNAB．1、2、3组为该实验的对照组C．2、4组可观察到S型活菌D．重复做1、4实验，得到同样的结果，可排除S型活细菌由R型活细菌突变而来答案A解析该实验并未将S型菌的各成分分开研究，因此不能证明起转化作用的是S型菌的哪一种物质，A错误；1、2、3组为该实验的对照组，4组为该实验的实验组，B正确；4组加热杀死的S型细菌与正常R型细菌混合培养，S型细菌的遗传物质可将R型细菌转化为S型细菌，C正确；重复实验可排除突变等偶然因素造成的差错，D正确。[题型二艾弗里体外转化实验]5．在肺炎双球菌的转化实验中，R型细菌转化成S型细菌的转化因子是()A．细菌荚膜B．细菌蛋白质C．R型细菌的DNAD．S型细菌的DNA答案D解析S型细菌的DNA进入R型细菌体内，整合到R型细菌的DNA上，使R型细菌转化为S型细菌。6．在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有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，结果发现试管内仍然有R型细菌的是()A．3和4B．1、3和4C．2、3和4D．1、2、3和4答案D解析四支试管中都培养有R型细菌，加入S型细菌DNA的1号试管中有部分R型细菌转化成S型细菌，即1号试管中有R型细菌和S型细菌，其余三支试管中都只有R型细菌。7．如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()A．DNA酶的作用是水解S型菌的DNAB．结果1中S型肺炎双球菌占绝大多数C．该实验证明DNA是遗传物质D．结果2中全部为R型肺炎双球菌答案B解析A项为条件对照，正确；结果1中少数R型菌转化为S型菌，S型肺炎双球菌占少数，B错误；该实验证明DNA是遗传物质，C正确；结果2中全部为R型肺炎双球菌，D正确。知识点三噬菌体侵染细菌的实验8．下列有关噬菌体和侵染实验的叙述，正确的是()A．噬菌体是寄生在细菌体内的原核生物B．T2噬菌体含有DNA和RNA两种核酸C．在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用14C和18O可以达到相同效果D．噬菌体是由DNA和蛋白质组成答案D解析噬菌体是寄生在细菌体内的病毒，没有细胞结构，由DNA和蛋白质组成，A、B错误，D正确；在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，用14C和18O不能起到相同的效果，14C和18O存在于DNA和蛋白质中，不能分别标记两者，C错误。9．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，在下图中标记元素所在部位依次是()A．①、④B．②、④C．①、⑤D．③、⑤答案A解析赫尔希和蔡斯用32P标记的是噬菌体的DNA，用35S标记的是噬菌体的蛋白质，在DNA中只有①磷酸含有P元素，在蛋白质中S元素应存在于R基上也就是图中的④。10．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分别标记噬菌体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答案C解析该实验首先要用32P和35S分别标记T2噬菌体，然后将标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养，使噬菌体侵染细菌，保温培养一段时间后，充分搅拌，离心分离，最后对上清液和沉淀物的放射性进行检测，以此来判断DNA和蛋白质在亲子代之间的传递情况。11．以下是赫尔希和蔡斯实验的过程和结果，关于此实验的分析和结论不正确的是()A．上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳，沉淀物的主要成分是细菌菌体B．此实验表明DNA是遗传物质C．①实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌D．②实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌答案C解析上清液主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳，质量较重的沉淀物的主要成分是细菌菌体，A正确；此实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面，DNA才是真正的遗传物质，B正确；①实验说明标记物未进入细菌出现在上清液中，②实验说明标记物进入了细菌，出现在沉淀物中，C错误，D正确。12．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是()A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中答案C解析噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体，沉淀物是被侵染的大肠杆菌，A错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C正确，D错误。知识点四DNA是主要的遗传物质13．下列关于生物遗传物质的叙述，不正确的是()A．牛的遗传物质是DNAB．除部分病毒以外，生物的遗传物质都是DNAC．绝大多数生物的遗传物质是DNAD．生物细胞内DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质答案D解析病毒的遗传物质是DNA或RNA，有细胞结构的生物，其遗传物质是DNA，因此可以说绝大多数生物的遗传物质是DNA，A、B、C正确；“DNA是主要的遗传物质”中，“主要”二字的含义是“绝大多数”生物，不是指DNA含量，D错误。14．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)同属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是()A．能检测到TMV的RNA和蛋白质B．能检测到HRV的RNA和蛋白质C．能检测到TMV的RNA和HRV的蛋白质D．能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质答案A二、非选择题15．如图甲为肺炎双球菌转化实验的一部分图解。请据图回答：(1)格里菲思利用肺炎双球菌进行了________(填“体内”或“体外”)转化实验，其中第四组是________________________。(2)艾弗里及其同事设计实验的关键是________，其目的是证明________的化学成分。(3)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是____________________________。(4)依据上面图解的实例，可以作出________的假设。(5)为验证上面的假设，他们设计了下面的实验(如图乙所示)，该实验中加DNA酶的目的是______________________________________________________________，他们观察到的实验现象是____________________________________________________。(6)通过上述两步实验，仍然不能说明__________________，为此他们设计了另一实验(如图丙所示)，他们观察到的实验现象是________，该实验能够说明____________________________。答案(1)体内R型活菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内(2)对S型细菌中的物质进行提纯和鉴定转化因子(3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质(4)DNA是遗传物质(5)DNA酶将DNA分解成脱氧核苷酸培养基中只长R型细菌(6)蛋白质、多糖不是遗传物质培养基中只长R型细菌蛋白质、多糖不是遗传物质解析(1)格里菲思进行了肺炎双球菌的小鼠体内转化实验，第四组是R型活菌与加热杀死的S型菌混合后注入小鼠体内。(2)艾弗里及其同事设计实验的关键是分离纯化和鉴定S型菌的物质，其目的是证明转化因子(遗传物质)的化学成分。(3)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是，分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。(4)依据上面图解的实验，可以作出的假设是DNA是遗传物质。(5)为验证上面的假设，他们设计了如图乙的实验：在该实验中加入DNA酶，由于DNA酶将DNA分解成脱氧核苷酸，脱氧核苷酸不是遗传物质，因此他们观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌。(6)通过上面两步实验，仍然不能排除蛋白质、多糖等也是遗传物质的可能，为此他们设计了如图丙的实验。由于蛋白质、多糖等不是遗传物质，因此他们观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌，通过上述各实验，证明了DNA是遗传物质。16．下图是赫尔希和蔡斯做的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分图解。请回答下列问题：(1)35S标记的是噬菌体的________________，对该噬菌体进行标记的具体方法步骤是__________________________________________________。(2)正常情况下，上清液的放射性________(填“高”或“低”)；如果搅拌不充分，会导致________放射性较高。(3)噬菌体侵染细菌之后，合成子代噬菌体需要噬菌体提供的____________和细菌提供的________________________。(选填“DNA模板、脱氧核苷酸、氨基酸”)(4)图中所示实验并不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，要证明噬菌体的遗传物质是DNA，还需要设置另外一组实验，即用________标记的噬菌体侵染大肠杆菌，预测在正常情况下该组实验中放射性较高的部位是________(填“上清液”或“沉淀物”)。答案(1)蛋白质(外壳)先用含有放射性同位素35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养噬菌体(2)高沉淀物(3)DNA模板脱氧核苷酸、氨基酸(4)32P沉淀物解析(1)仅在T2噬菌体的蛋白质中含有硫元素，所以35S标记的是噬菌体的蛋白质(外壳)；噬菌体专营寄生生活，不能用普通的培养基对其进行培养，所以对该噬菌体进行标记的具体方法步骤是：先用含有放射性同位素35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养噬菌体。(2)噬菌体侵染细菌过程中，35S标记的蛋白质外壳不进入细菌细胞中，而是留在外面，所以正常情况下，上清液