2019-2020学年高中生物人教版必修2一课三测：第3章第1节　DNA是主要的遗传物质 12页

第 3 章 基因的本质 第 1 节 DNA 是主要的遗传物质 记一记 知识图谱 判一判 1.格里菲思的实验没能说明遗传物质的化学本质。(√) 2．加热杀死的 S 型细菌的 DNA 能使 R 型细菌发生遗传性状 的变化。(√) 3．S 型细菌的 DNA 可使小鼠死亡。(×) 4．可用含 32P 的培养基培养 T2 噬菌体，以使其 DNA 带上放 射性。(×) 5．可用 DNA 含 32P、蛋白质含 35S 的噬菌体感染细菌，以判 断噬菌体的遗传物质。(×) 6．32P 标记 DNA 的噬菌体感染大肠杆菌后，上清液的放射性 强弱与保温时间有关。(√) 7．豌豆细胞核的遗传物质是 DNA，细胞质中的遗传物质是 RNA。(×) 8．人的遗传物质主要是 DNA。(×) 9．烟草花叶病毒的核酸彻底水解可以得到 8 种小分子物质。 (×) 10．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验均可 说明 DNA 是主要的遗传物质。(×) 悟一悟 1.在转化实验中，使小鼠致死的是 S 型细菌，不是 S 型细菌 的 DNA。 2．在转化实验中，只有少数的 R 型细菌转化为 S 型细菌，并 非全部的 R 型细菌都发生转化。 3．艾弗里的实验证明了 DNA 是遗传物质，格里菲思的实验 没有证明 DNA 是遗传物质。 4．在噬菌体侵染大肠杆菌实验中，只有 DNA 进入细菌体内， DNA 复制和蛋白质合成所需要的原料、能量和场所等均由宿主细 胞——细菌提供。 5．在噬菌体侵染大肠杆菌实验中，在沉淀物中放射性较高时， 而在上清液中放射性并不是 0；在上清液中放射性较高时，而在沉 淀物中放射性也并不是 0。 6．标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌， 这样来标记噬菌体，这是由于噬菌体是没有细胞结构的病毒，必 须依赖活细菌生存。 感悟体会： 练一练 1.[2019·陕西学业水平测试]科学家在探索遗传物质基础的过 程中进行了大量实验，为遗传学的发展做出了贡献。下列叙述正 确的是( ) A．格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验，成功地证明了转化 因子的本质是 DNA B．艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验，将活 S 型菌 DNA 提 纯后注射到小鼠体内观察现象 C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，用 35S 和 32P 的培 养基直接培养噬菌体 D．艾弗里与赫尔希等人的实验思路都是设法将 DNA 和蛋白 质分开，单独研究各自的作用 答案：D 2．[2019·云南学业水平测试]下图为噬菌体侵染细菌实验过程 的部分示意图，下列有关分析不正确的是( ) A．理论上 a 中不应具有放射性 B．用含 32P 的培养基培养噬菌体使其被标记 C．①过程要与未标记的大肠杆菌混合培养 D．②过程要充分搅拌后离心 答案：B 3．[2019·广东学业水平测试]赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细 菌的实验，发现放射性同位素主要分布在离心管的上清液中。该 实验噬菌体的培养方法是( ) A．用含 35S 的培养基直接培养噬菌体 B．用含 32P 的培养基直接培养噬菌体 C．用含 35S 的培养基培养细菌，再用噬菌体侵染细菌 D．用含 32P 的培养基培养细菌，再用噬菌体侵染细菌 解析：标记噬菌体的方法是：分别用含 35S 和含 32P 的培养基 培养细菌，再用此细菌培养出带相应标记的噬菌体。根据题意可 知，上清液测得放射性，说明标记的是 S 元素，故 C 项正确。 答 案 ： C 知识点一 肺炎双球菌的转化实验 1.如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列说法中正确的是 ( ) A．该实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则 B．a、d 组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果 C．从 d 组死亡小鼠身上分离得到的 S 型活细菌是由 S 型死细 菌转化而成的 D．S 型细菌的 DNA 可使小鼠死亡 解析：对照原则和单一变量原则是生物实验设计的基本原则， 图中的实验是肺炎双球菌的体内转化实验，四组实验的处理方法 不同并相互对照，A 项正确。a、d 两组小鼠是由于感染了 S 型活 细菌后患败血症死亡的，B 项错误。d 组小鼠体内出现的 S 型活细 菌是由 R 型活细菌转化而来的，C 项错误。S 型细菌的 DNA 并不 直接使小鼠死亡，而是使 R 型细菌转化为有毒的 S 型细菌，最终 使小鼠死亡，D 项错误。 答案：A 知识点二 噬菌体侵染细菌的实验 2.赫尔希和蔡斯分别用 35S 和 32P 标记 T2 噬菌体的不同成分。 如图所示 ，被标记部位正确的组合是( ) A．①② B．①③ C．①④ D．②④ 解析：①代表的是氨基酸的 R 基，②代表磷酸基团，③代表 五碳糖，④代表含氮碱基，含有 S 的是①，含有 P 的是②。 答案：A 知识点三 DNA 是主要的遗传物质 3.下列有关生物遗传物质的叙述，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 S D．HIV 的遗传物质为 DNA 解析：由细胞构成的生物的遗传物质都是 DNA，A 项错误； 酵母菌是真核生物，其遗传物质主要分布在染色体上，B 项正确； T2 噬菌体的遗传物质为 DNA，不含 S，C 项错误；HIV 的遗传物 质是 RNA，D 项错误。 答案：B 基础达标 一、选择题(每小题 5 分，共 60 分) 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。当时人们作出此判断的理由不包 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顺序可能蕴含大量遗传信息 解析：不同生物的蛋白质在结构上存在差异，蛋白质的不同 结构可能对应不同的遗传信息，A 项正确；作为遗传物质，要能 控制生物的性状，而蛋白质与生物的性状密切相关，B 项正确； 作为遗传物质要能贮存大量的遗传信息，而蛋白质中氨基酸的不 同排列顺序可能蕴含大量遗传信息，D 项正确。 答案：C 2．艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如 下表所示。由表可知( ) 实验组 号 接种菌 型 加入 S 型菌物质 培养皿长菌 情况 ① R 蛋白质 R 型 ② R 荚膜多糖 R 型 ③ R DNA R 型、S 型 ④ R DNA (经 DNA 酶处理) R 型 A.①不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子 B．②说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性 C．③和④说明 S 型菌的 DNA 是转化因子 D．①～④说明 DNA 是主要的遗传物质 解析：在含有 R 型菌的培养基中加入 S 型菌的蛋白质，R 型 菌没有转化成 S 型菌，这说明 S 型菌的蛋白质不是转化因子，A 项错误；表中实验结果不能说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性，B 项错误；③和④形成对照，说明 S 型菌的 DNA 是转化因子，C 项 正确；①～④说明 DNA 是遗传物质，但不能说明 DNA 是主要的 遗传物质，D 项错误。 答案：C 3．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 S 型细菌的 DNA、S 型细菌 DNA 和 DNA 酶、S 型细菌蛋白质、S 型细菌荚膜多糖，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 4 C．2、3 和 4 D．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 型细 菌的 DNA，所以都不会发生转化。1 号试管内因为有 S 型细菌的 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：D 4．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”。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．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 S 型菌 DNA 中存在抗青霉 素的基因和控制荚膜合成的基因。因此，该实验结果表明题述对 艾弗里所得结论的怀疑是错误的，故 A 项正确，B、C、D 项错误。 答案：A 5．下列有关“DNA 是生物的主要遗传物质”的叙述，正确 的是( ) A．所有生物的遗传物质都是 DNA B．真核生物、原核生物、部分病毒的遗传物质是 DNA，少 部分病毒的遗传物质是 RNA C．动物、植物、真菌的遗传物质是 DNA，除此之外的其他 生物的遗传物质是 RNA D．真核生物、原核生物的遗传物质是 DNA，其他生物的遗 传物质是 RNA 解析：DNA 是主要遗传物质是针对自然界中所有生物而言的， 绝大部分生物的遗传物质是 DNA，只有 RNA 病毒的遗传物质是 RNA，所以 B 项正确。 答案：B 6．[2019·福建学业水平测试]为了追踪噬菌体侵染细菌时进入 细菌体内的是 DNA 还是蛋白质，需对一组噬菌体的 DNA 和另一 组噬菌体的蛋白质分别进行放射性同位素标记，其中对 DNA 进行 标记的元素是( ) A．C B．H C．O D．P 答案：D 7．在肺炎双球菌的转化实验中，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，小鼠死亡，则此过程中小鼠体内 S 型、R 型细菌含量变化情况最可能是( ) 解析：在死亡的小鼠体内同时存在着 S 型和 R 型两种细菌。 小鼠体内 R 型细菌的含量先增后减再增，这与小鼠的免疫力有关， 刚开始小鼠体内还没形成大量的抗 R 型细菌的抗体，R 型细菌数 量增多；随后小鼠体内形成大量抗 R 型细菌的抗体，使 R 型细菌 数量暂时减少；随着一些 R 型细菌转化成 S 型细菌，S 型细菌有 多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，使小鼠免疫力降低，对 R 型、S 型细菌的杀伤力减弱，导致 R 型、S 型细菌增殖加快、数目 增加。 答案：B 8．在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明 DNA 是遗传物质 的最关键的实验步骤是( ) A．将无毒 R 型活细菌与有毒 S 型活细菌混合后培养，发现 R 型细菌转化为 S 型细菌 B．将无毒 R 型活细菌与加热杀死的 S 型细菌混合培养，发 现 R 型细菌转化为 S 型细菌 C．从加热杀死的 S 型细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖，混 合后加入培养 R 型细菌的培养基中，发现 R 型细菌转化为 S 型细 菌 D．从 S 型活细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖等，分别加入 培养 R 型细菌的培养基中，发现只有加入 DNA，R 型细菌才能转 化为 S 型细菌 解析：S 型活细菌内各成分没有分开，不能证明是 DNA 使 R 型细菌转化为 S 型细菌的，A 项错误；B 项只能证明加热杀死的 S 型细菌中含有转化因子，但不能证明转化因子就是 DNA，B 项错 误；将加热杀死的 S 型细菌的 DNA、蛋白质和多糖混合后加入培 养 R 型细菌的培养基中，仍然无法确定具体是哪种物质起了转化 作用，C 项错误；S 型活细菌的各成分分开后，只有 DNA 使 R 型 细菌转化为 S 型细菌，这是证明 DNA 是遗传物质的关键实验步骤， D 项正确。 答案：D 9．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶， 但二者致病的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是( ) A．a 过程表示用 TMV 蛋白质外壳感染烟叶，结果说明 TMV 的蛋白质外壳没有感染作用 B．b 过程表示用 HRV 的 RNA 单独感染烟叶，结果说明其有 感染作用 C．c、d 过程表示用 TMV 外壳和 HRV 的 RNA 合成的“杂种 病毒”感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病 症为感染 HRV 症状，并能从中分离出 HRV D．该实验证明只有车前草病毒的 RNA 是遗传物质，蛋白质 外壳和烟草花叶病毒的 RNA 不是遗传物质 解析：由于该实验并没有用烟草花叶病毒的 RNA 感染烟叶， 因此无法证明烟草花叶病毒的 RNA 不是遗传物质。 答案：D 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 4 个步骤：①培养噬菌体；②35S 和 32P 分别标记噬菌体；③放射性检验；④离心分离。实验步骤的先后 顺序为( ) A．①②④③ B．④②①③ C．②①④③ D．②①③④ 解析：噬菌体侵染细菌实验的步骤：首先甩 35S 和 32P 分别 标记噬菌体，然后利用大肠杆菌培养被标记的噬菌体，离心分离 之后，检验放射性。 答案：C 11．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 型细菌的 DNA＋DNA 酶→加入 R 型细菌→注射到小鼠体 内'②R 型细菌的 DNA＋DNA 酶→加入 S 型细菌→注射到小鼠体 内'③R 型细菌＋DNA 酶→高温加热后冷却→加入 S 型细菌的 DNA→注射到小鼠体内'④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→ 加入 R 型细菌的 DNA→注射到小鼠体内 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：第①组实验中 DNA 酶催化 S 型细菌的 DNA 水解，不 能使 R 型细菌转化成 S 型细菌，所以注射后小鼠存活；第②组实 验中 S 型细菌使小鼠死亡；第③组实验中 R 型细菌已被高温加热 杀死，即使有 S 型细菌的 DNA，也不能实现 R 型细菌向 S 型细菌 的转化，所以小鼠存活；第④组实验中虽有 S 型细菌的 DNA，但 因只添加了 R 型细菌的 DNA，不能实现 R 型细菌向 S 型细菌的转 化，所以小鼠存活。 答案：D 12．下列关于遗传物质的说法，错误的是( ) ①真核生物的遗传物质是 DNA'②原核生物的遗传物质是 RNA'③细胞核中的遗传物质是 DNA'④细胞质中的遗传物质是 RNA'⑤甲型 H1N1 流感病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤ 解析：凡具有细胞结构的生物，其遗传物质都是 DNA。甲型 H1N1 流感病毒的遗传物质是 RNA。 答案：C 二、非选择题(每小题 20 分，共 40 分) 13．1952 年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的 蛋白质和 DNA 在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题： (1)他们指出“噬菌体在分子生物学中的地位就相当于氢原子 在玻尔量子力学模型中的地位。”这句话指出了噬菌体作为实验 材料具有________________________________________的特点。 (2) 通 过 ________________________________________________________ ________________________的方法分别获得被 32P 和 35S 标记的 噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中 ________变化。 (3)侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和 沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅 拌的目的是__________________。所以搅拌时间少于 1 min 时，上 清液中的放射性________。实验结果表明当搅拌时间足够长时， 上清液中的 35S 和 32P 分别占初始标记噬菌体放射性的 80%和 30%，证明________________________________________。图中 “被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在 100%，本组数据的意 义 是 作 为 对 照 组 ， 以 证 明 ____________________________________，否则细胞外________ 的含量会增高。 (4)本实验证明在病毒复制和遗传过程中________起着作用。 解析：(1)噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有 蛋白质和 DNA。(2)噬菌体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以 要标记噬菌体，首先应用含 32P 和 35S 的培养基分别培养大肠杆 菌，再让噬菌体分别侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌 体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和 DNA 的位置变化。(3) 噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大 肠杆菌体内释放出来，会使细胞外 32P 含量增高。图中被侵染细 菌的存活率始终保持在 100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌 体释放出来。细胞外的 35S 含量只有 80%，原因是在搅拌时被侵 染细菌和噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的 32P 含量有 30%， 原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。(4)该实验证明 DNA 是噬菌体的遗传物质。 答案：(1)结构简单，只含有蛋白质和 DNA(核酸) (2)用含 32P 和 35S 的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体 分别侵染被 32P 和 35S 标记的大肠杆菌'DNA 和蛋白质的位置 (3)使噬菌体外壳和细菌分离'较低'DNA 进入细菌，蛋白质没 有进入细菌'细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来'32P'(4)DNA 能力达标 14.下面是某兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA 设计的实验步骤，请将其补充完整。 (1)实验目的：略。 (2)材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚 胎干细胞，DNA 水解酶和 RNA 水解酶等。 (3)实验步骤 第一步：把该流感病毒核酸提取液分成相同的 A、B、C 三组， ________________________________________________________ ________________ ____________________________________________________ ____________________。 第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术 分别把 A、B、C 三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细 胞中。 第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养 一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否 有该流感病毒产生。 (4)请预测结果及结论： ①__________________________________________________ ______________________ ____________________________________________________ ____________________； ②__________________________________________________ ______________________ ____________________________________________________ ____________________。 ③若 A、B、C 三组均出现该流感病毒，则该流感病毒的遗传 物质既不是 DNA 也不是 RNA。 解析：病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的，核酸是遗传物质， 核酸为 DNA 或 RNA 中的一种。根据题目要求探究的问题及给予 的材料、试剂分析可知，实验分别利用 DNA 水解酶、RNA 水解 酶处理该病毒核酸提取液，然后再注射到猪胚胎干细胞中培养， 由于酶具有专一性，可根据培养后是否检测到该流感病毒来判断 其核酸类型。 答案：(3)分别用等量的相同浓度的 DNA 水解酶、RNA 水解 酶处理 A、B 两组核酸提取液，C 组不做处理 (4)①若 A、C 两组出现该流感病毒，B 组没有出现，则该流 感病毒的遗传物质是 RNA ②若 B、C 两组出现该流感病毒，A 组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是 DNA