2019-2020学年新指导同步生物（人教版）必修二练习：第3章　第1节　DNA是主要的遗传物质 8页

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.细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的 DNA 片段,从 而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎双球菌转化实验。S 型肺炎双球菌有荚膜,菌落光滑, 可致病,对青霉素敏感。在多代培养的 S 型菌中分离出了两种突变型:R 型,无荚膜,菌落粗糙,不致病; 抗青霉素的 S 型(记为 PenrS 型)。现用 PenrS 型菌和 R 型菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的 是( ) A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复 B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长 C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是 PenrS 型菌 D.丁组中因为 DNA 被水解而无“转化因子”,所以无菌落生长 解析甲组中部分 R 型菌可转化为 PenrS 型菌,使部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后小鼠不可康复; 乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后只有 PenrS 型菌落能继续生长;丙组培养基中含有青霉素,R 型 菌不能生长,也不能发生转化,所以不会出现菌落;丁组中因为 PenrS 型菌的 DNA 被水解而无“转化因 子”,且 R 型菌不抗青霉素,所以无菌落生长。 答案 D 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.下列有关遗传物质的说法,正确的是( ) A.氨基酸多种多样的排列顺序蕴含着遗传信息,蛋白质是生物体的遗传物质 B.原核生物的遗传物质是 DNA,病毒的遗传物质是 RNA C.具有细胞结构的生物遗传物质都是 DNA D.细胞核的遗传物质是 DNA,细胞质的遗传物质是 RNA 解析生物体的遗传物质是核酸,而不是蛋白质,A 项错误;原核生物的遗传物质是 DNA,而病毒的遗传 物质是 DNA 或 RNA,B 项错误;具有细胞结构的生物是原核生物和真核生物,含有 DNA 和 RNA 两种 核酸,但都是以 DNA 作为遗传物质,C 项正确;细胞核和细胞质的遗传物质都是 DNA,D 项错误。 答案 C 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 的培养基培养噬菌体 B.分别用 35S 和 32P 标记的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.“DNA 是主要的遗传物质”是经过多位科学家长期研究得到的结论,下列有关这一探究历程的叙述 与史实相符的是( ) A.格里菲思的实验思路是将 S 型细菌的各物质分离,独立观察每种物质的遗传效应 B.艾弗里的肺炎双球菌转化实验实际利用了染色体变异实现了细菌的转化 C.噬菌体侵染细菌实验应用了同位素标记技术,证明了 DNA 是主要的遗传物质 D.噬菌体侵染细菌实验之所以能够成功跟噬菌体本身的结构与侵染特点有密切关系 解析艾弗里的实验思路是将 S 型细菌的各物质分离,独立观察每种物质的遗传效应,A 项错误;艾弗里 的肺炎双球菌转化实验实际利用了基因重组实现了细菌的转化,B 项错误;噬菌体侵染细菌实验应用 了同位素标记技术,证明了 DNA 是遗传物质,C 项错误;噬菌体侵染细菌实验之所以能够成功跟噬菌 体本身的结构与侵染特点有密切关系,D 项正确。 答案 D 6.生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验,下列有关分析错误的是( ) A.理论上,b 中不应具有放射性 B.b 中放射性的高低,与②过程中搅拌是否充分有关 C.若 b 中有放射性,说明①过程培养时间过长 D.上述实验过程并不能证明 DNA 是遗传物质 解析 35S 标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌,经过离心后分 布在上清液中,因此理论上,b 中不应具有放射性,A 项正确;搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的蛋白 质外壳与细菌分离,若搅拌不充分,会导致 b 沉淀物中放射性增强,因此 b 中放射性的高低,与②过程中 搅拌是否充分有关,B 项正确;b 中理论上不含放射性,这与①过程中培养时间的长短无关,C 项错误;上 述实验过程只能证明噬菌体侵染细菌时蛋白质没有进入细菌,仅凭该实验还不能证明 DNA 是遗传物 质,D 项正确。 答案 C 7.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用 32P 标记的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 只能进入噬菌体的 DNA 中。在侵染过程中,由于噬菌体的 DNA 全部注入大肠杆菌,离心 后,上清液中是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 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,噬菌体已将含 32P 的 DNA 全部注入大肠杆菌内,上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳 (3)①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.下图为“噬菌体侵染细菌的实验”的部分过程,与此有关的叙述,正确的是( ) A.第一步中的噬菌体被 35S 标记了 B.第二步培养时间过长会使沉淀中放射性增强 C.图示实验结果可证明噬菌体的 DNA 进入细菌 D.少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中的放射性强于沉淀物中的放射性 解析由于沉淀物的放射性很高,第一步中的噬菌体被 32P 标记了,A 项错误;第二步培养时间过长,细菌 裂解,会使上清液放射性增强,B 项错误;由于 32P 标记的是噬菌体的 DNA,结果检测到沉淀物放射性很 高,这说明噬菌体侵染细菌时,DNA 分子进入了细菌,C 项正确;少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液 的放射性增大,但不会强于沉淀物的放射性,D 项错误。 答案 C 2.甲组用 15N、32P、35S 标记噬菌体后,让其侵染普通细菌,乙组用普通噬菌体侵染 15N、32P、35S 标记 的细菌。在产生的子代噬菌体的组成成分中,能够找到的放射性元素为( ) A.甲组中在 DNA 中找到 15N 和 32P,在外壳中找到 15N 和 35S B.甲组中在 DNA 中找到 15N,在外壳中找到 15N 和 35S C.乙组中在 DNA 中找到 15N 和 32P,在外壳中找到 15N 和 35S D.乙组中在 DNA 中只找到 32P,在外壳中找到 15N 和 35S 解析噬菌体侵染细菌,蛋白质外壳没有进入细菌,其 DNA 进入细菌,以自身 DNA 为模板,利用细菌提 供的原料合成子代噬菌体,所以甲组中可在子代噬菌体的 DNA 中找到 15N 和 32P,不能在外壳中找到 15N、32P 和 35S,A、B 两项错误;由于乙组用普通噬菌体侵染 15N、32P、35S 标记的细菌,利用细菌的原 料进行 DNA 复制和合成蛋白质外壳,所以可在子代噬菌体的 DNA 中找到 15N 和 32P,在外壳中找到 15N 和 35S,C 项正确,D 项错误。 答案 C 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 解析因为噬菌体的遗传物质为 DNA,所以本实验的两次不含放射性的培养,保证了有放射性标记的 蛋白质外壳全部去除,最后结果中不会含有 35S,同时噬菌体又进行了至少两次的复制,所以仅有小部 分的 DNA 分子是带有 32P 的。 答案 C 4.20 世纪 70 年代,科学家利用小鼠进行了一系列体内转化实验,如图 1 所示。感受态 R 型细菌与 S 型 细菌之间的转化过程如图 2 所示,请回答下列有关问题。 实验 1:R 型细菌+小鼠→存活 实验 2:S 型细菌+小鼠→死亡→分离出 S 型细菌 实验 3:S 型细菌+加热+小鼠→存活 实验 4:S 型细菌+加热+R 型细菌+小鼠→死亡 图 1 图 2 (1)青霉素是一种常用的广谱抗生素,通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用,无青霉素抗性的细菌与 青霉素接触,易导致细菌死亡的原因最可能是 。 (2)在实验 4 死亡的小鼠中能够分离出 型细菌。 (3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜,或在固体培养基中培养,以观察菌落特征外,据图 1 可知,你还可 以通过怎样的方法来区分 R 型和 S 型细菌? 。 (4)图 2 中步骤 是将 S 型细菌加热杀死的过程;S 型细菌的 DNA 双链片段与 A 细胞膜表面的相 关 DNA 结合蛋白结合,其中一条链在 酶的作用下分解,另一条链与感受态特异蛋白结合 进入 R 型细菌细胞内;C 细胞经 DNA 复制和细胞分裂后,产生大量的 S 型细菌导致小鼠患败血症死 亡,S 型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的 (一种结构)有关,细菌此结构的有无受 控制。 解析(1)因为青霉素能抑制细菌细胞壁的合成,所以无青霉素抗性的细菌与青霉素接触,不能合成细胞 壁,细菌细胞吸水过多,细胞膜因没有细胞壁的保护而过度膨胀发生破裂,导致细菌死亡。 (2)S 型细菌中存在某种“转化因子”,能将部分 R 型细菌转化成 S 型细菌,因此,在实验 4 中死亡的 小鼠中能够分离出 S 型和 R 型细菌。 (3)根据题意和图 1 分析可知,可以用注射法,通过观察小鼠的存活情况来区分 R 型和 S 型细菌。 (4)图 2 中步骤①是将 S 型细菌加热杀死的过程;S 型细菌的 DNA 双链片段与 A 细胞膜表面的相 关 DNA 结合蛋白结合,其中一条链在 DNA 水解酶的作用下分解,另一条链与感受态特异蛋白结合进 入 R 型细菌细胞内;C 细胞经 DNA 复制和细胞分裂后,产生大量的 S 型细菌导致小鼠患败血症死亡,S 型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关,细菌此结构的有无受 DNA 控制。 答案(1)细菌细胞吸水过多,细胞膜过度膨胀发生破裂 (2)S 型和 R (3)用注射法,通过观察小鼠的存活情况来区分 (4)① DNA 水解 荚膜 DNA 5.某研究小组要探究黄瓜花叶病毒的核酸种类。实验材料:苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳 和核酸分离)、健康生长的黄瓜植株、RNA 水解酶(只会水解 RNA,不会水解 DNA)、蒸馏水、实验 必需的器材。 (1)实验步骤: ①选择若干株生长状况相似的黄瓜植株,分为两组并编号为 A 和 B; ②用 处理黄瓜花叶病毒,设法将核酸和蛋白质分离开,将获得的核酸平均分成两 份,编号为 a、b; ③用 处理核酸 a;用蒸馏水处理核酸 b; ④一段时间后用核酸 a 喷洒黄瓜植株 A 组;用核酸 b 喷洒黄瓜植株 B 组; ⑤再过一段时间观察两组黄瓜植株的生长状况。 (2)预期实验结果和结论 ①实验结果: ; 实验结论:该病毒的核酸种类为 DNA。 ②实验结果: ; 实验结论:该病毒的核酸种类为 RNA。 解析本题实验目的是“探究黄瓜花叶病毒的核酸种类”。(1)②苯酚的水溶液可以将病毒的蛋白质外 壳和核酸分离,因此要设法将核酸和蛋白质分离开,应该用苯酚的水溶液处理黄瓜花叶病毒。③RNA 水解酶只会水解 RNA,不会水解 DNA,用 RNA 水解酶处理核酸 a,用蒸馏水处理核酸 b。(2)若 A、B 组黄瓜植株均出现病症,则实验结论是该病毒的核酸种类为 DNA;若 A 组黄瓜植株不出现病症,B 组 黄瓜植株出现病症,则实验结论为该病毒的核酸种类为 RNA。 答案(1)②苯酚的水溶液 ③RNA 水解酶 (2)①A、B 组黄瓜植株均出现病症 ②A 组黄瓜植株不出现病症,B 组黄瓜植株出现病症