第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)鞏固1人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程,下列有關(guān)敘述正確的是()A.孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律和化學(xué)本質(zhì)B.噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗更具說服力C.證明DNA是遺傳物質(zhì)的原理是設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)混合,共同觀察它們的作用D.煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA解析:孟德爾并沒有弄清楚遺傳因子的化學(xué)本質(zhì),DNA是遺傳物質(zhì)是艾弗里首先通過實驗證明的。在噬菌體侵染細菌的實驗中,赫爾希和蔡斯并沒有把DNA和蛋白質(zhì)進行分離提純,而是使用同位素示蹤技術(shù)將DNA和蛋白質(zhì)分別標記進行研究,說服力更強。煙草花葉病毒感染煙草實驗只能說明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,不能說明其他病毒的遺傳物質(zhì)也是RNA。答案:B2DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指()A.遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體B.大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNAC.細胞里的DNA大部分在染色體上D.染色體在遺傳上起主要作用解析:一切有細胞結(jié)構(gòu)的生物,體內(nèi)既含有DNA也含有RNA,但遺傳物質(zhì)是DNA。DNA病毒的遺傳物質(zhì)也是DNA,只有少數(shù)RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。答案:B3格里菲思進行了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,下列哪一項不是格里菲思實驗的意義?()A.提出了“轉(zhuǎn)化因子”的概念B.證實了DNA是遺傳物質(zhì)C.奠定了艾弗里實驗的基礎(chǔ)D.開辟了用微生物研究遺傳學(xué)的新途徑解析:1928年,格里菲思完成肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗,提出細菌體內(nèi)有一種轉(zhuǎn)化因子,它可使原本對小鼠無毒的細菌(R型)變成有毒的細菌(S型),但并沒有證實這種物質(zhì)是DNA。后來,美國科學(xué)家艾弗里和他的同事證明了該物質(zhì)是DNA。答案:B4100多年前,人們就開始了對遺傳物質(zhì)的探索歷程。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.最初認為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì),推測氨基酸的多種排列順序可能蘊含遺傳信息B.在艾弗里肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中,細菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是發(fā)生了基因的重新組合C.噬菌體侵染細菌的實驗之所以更有說服力,是因為分別對蛋白質(zhì)與DNA進行研究D.噬菌體侵染細菌的實驗中,只有在離心后的沉淀物中才能檢測到放射性同位素32P解析:噬菌體侵染細菌的實驗中,由于部分噬菌體還未侵染大腸桿菌,或最先被侵染的大腸桿菌裂解,子代噬菌體釋放出來,離心后的上清液中也能檢測到少量放射性同位素32P。答案:D5將分離后的有莢膜的S型肺炎雙球菌的蛋白質(zhì)與無莢膜的R型肺炎雙球菌混合后注入小白鼠體內(nèi),小白鼠不死亡,從其體內(nèi)分離出來的仍是R型肺炎雙球菌。將分離后的S型肺炎雙球菌的DNA與R型肺炎雙球菌混合后注入小白鼠體內(nèi),則小白鼠死亡,并從體內(nèi)分離出了有莢膜的S型肺炎雙球菌。以上實驗說明()A.R型和S型肺炎雙球菌可以互相轉(zhuǎn)化B.S型菌的蛋白質(zhì)可誘導(dǎo)R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌C.S型菌的DNA可誘導(dǎo)R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌,說明DNA是遺傳物質(zhì)D.S型菌的DNA可使小白鼠死亡答案:C6T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。首先將大腸桿菌放到用含有放射性14C 和18O標記的有機物配制的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間,然后用未被標記的T2噬菌體去感染上述被標記的大腸桿菌。經(jīng)保溫一段時間后,從細菌體內(nèi)分離出T2噬菌體,則此T2噬菌體的DNA分子和蛋白質(zhì)分子中能檢測到放射性物質(zhì)的情況是()A.都能檢測到14C和18OB.只有DNA分子中能檢測到14C和18OC.都不能檢測到14C和18OD.DNA分子中只能檢測到18O,蛋白質(zhì)分子中只能檢測到14C答案:A7格里菲思和艾弗里及其同事所進行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,證實了()DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)糖類不是遺傳物質(zhì)DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異A.B.C. D.解析:格里菲思和艾弗里及其同事實驗?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)和RNA是遺傳物質(zhì)。答案:A8下列關(guān)于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確的是()A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B.分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養(yǎng)C.用35S標記的噬菌體侵染實驗中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致D.32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)解析:噬菌體營寄生生活,只能寄生在活細胞內(nèi),不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng);保溫時間不能過長,若保溫時間太長,則可能有含32P的子代噬菌體釋放出來,離心后存在于上清液中,導(dǎo)致上清液中檢測到32P;35S標記的是噬菌體的蛋白質(zhì),理論上應(yīng)存在于上清液中,但可能因攪拌不充分部分噬菌體仍吸附在細菌表面一起存在于沉淀物中;本實驗可說明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),因為蛋白質(zhì)未進入細菌體內(nèi)。答案:C9煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都是以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒,由于所含RNA不同,因而侵染后導(dǎo)致的植物癥狀不同(如下圖所示):將病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離,使其單獨感染植物;或使不同病毒的RNA與蛋白質(zhì)之間重新組合形成“雜種”病毒,然后使其感染植物。(1)圖(a)、圖(b)表現(xiàn)癥狀不同,其根本原因是。(2)在上圖中畫出葉片A、葉片B、葉片C表現(xiàn)出的感染癥狀。(3)從以上感染實驗可知,起感染作用的是。(4)畫出葉片C中繁殖產(chǎn)生的子代病毒的圖示。(5)以上實驗證明。(6)該實驗的設(shè)計思路是。答案:(1)TMV和HRV具有不同的RNA(2)(3)病毒的RNA(4)(5)TMV和HRV的遺傳物質(zhì)是RNA(6)將病毒的RNA與蛋白質(zhì)分離,單獨研究其遺傳功能10某科學(xué)家做噬菌體侵染細菌實驗時,用放射性同位素標記某個噬菌體和細菌的有關(guān)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)(如下頁左上表所示)。產(chǎn)生的n個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。噬菌體細菌DNA或核苷酸32P標記31P標記蛋白質(zhì)或氨基酸35S標記32S標記(1)子代噬菌體的DNA應(yīng)含有表中的元素。(2)子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中,都沒有元素,由此說明;子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子都含元素,這是因為。(3)實驗中用放射性同位素標記噬菌體時,選取35S和32P,這兩種同位素分別標記蛋白質(zhì)和DNA的原因是。解析:(1)因為噬菌體增殖是以自身的DNA為模板,以細菌體內(nèi)的核苷酸為原料,所以32P和31P都會在子代噬菌體中出現(xiàn)。(2)噬菌體侵染細菌時,蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌,因此子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中都沒有35S;子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是在細菌體內(nèi)以32S標記的氨基酸為原料合成的,子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子都含32S。(3)因為S僅存在于蛋白質(zhì)外殼中,而P則幾乎都存在于DNA中,所以實驗中用放射性同位素標記噬菌體時,選取35S和32P這兩種同位素分別標記蛋白質(zhì)和DNA。答案:(1)32P和31P(2)35S噬菌體侵染細菌時,蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌細胞中32S子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是在細菌體內(nèi)以32S標記的氨基酸為原料合成的(3)S僅存在于蛋白質(zhì)外殼中,而P則幾乎都存在于DNA中能力提升1艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗,結(jié)果如下表。由表可知()實驗組號接種菌型加入S型菌物質(zhì)培養(yǎng)皿長菌情況R蛋白質(zhì)R型R莢膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(經(jīng)DNA酶處理)R型A.不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.證明S型菌的莢膜多糖有酶活性C.和證明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)解析:中R型菌中加入S型菌的蛋白質(zhì),沒有S型菌生長,證明蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。中加入S型菌的莢膜多糖,沒有S型菌生長,證明莢膜多糖不是轉(zhuǎn)化因子。該實驗不能證明莢膜多糖有無酶活性。事實上,莢膜多糖沒有催化作用,因此無酶活性。中加入DNA,培養(yǎng)皿中長出了S型菌,證明DNA是轉(zhuǎn)化因子。中加入經(jīng)DNA酶處理的DNA,DNA酶分解DNA,無S型菌,進一步證明DNA是轉(zhuǎn)化因子。證明DNA是遺傳物質(zhì),不能證明其是主要的遺傳物質(zhì)。答案:C2在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中,將加熱殺死的S型細菌與R型細菌相混合后,注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,則小鼠體內(nèi)S型、R型細菌含量變化情況最可能是下圖中的()解析:在開始階段由于小鼠免疫系統(tǒng)的作用,R型細菌數(shù)量下降,由于部分R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌,S型細菌數(shù)量增多導(dǎo)致小鼠免疫力降低,進而引起R型細菌數(shù)量上升。答案:B3(2017江蘇高考)下列關(guān)于探索DNA 是遺傳物質(zhì)的實驗,敘述正確的是()A.格里菲思實驗證明DNA 可以改變生物體的遺傳性狀B.艾弗里實驗證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡C.赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀中D.赫爾希和蔡斯實驗中細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P 標記解析:此題考查人類對遺傳物質(zhì)探索過程的經(jīng)典實驗。格里菲思實驗證明加熱殺死的S型菌內(nèi)存在一種轉(zhuǎn)化因子,能使活的R型菌轉(zhuǎn)化為活的S型菌,并沒有提到DNA,A項錯誤。艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗,證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可促進R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌,未涉及小鼠,B項錯誤。赫爾希和蔡斯實驗中,離心后細菌比噬菌體外殼比重大,所以細菌主要存在于沉淀中,C項正確。赫爾希和蔡斯實驗中,用32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,32P標記的噬菌體DNA在大腸桿菌內(nèi)進行半保留復(fù)制,細菌裂解后得到的噬菌體部分含32P標記,D項錯誤。答案:C4科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系,它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中,不可能出現(xiàn)的結(jié)果是()實驗編號實驗過程實驗結(jié)果病斑類型病斑中分離出的病毒類型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)+b型TMV的RNA)感染植物b型a型組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)+a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.實驗B.實驗C.實驗D.實驗解析:煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。在實驗中,組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型病毒的RNA,因此病斑類型是b型,病斑中分離出的病毒類型也應(yīng)是b型。答案:C5下圖是“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”的部分研究過程。能充分說明“DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”的是()A.B.C.D.解析:實驗中活的R型細菌在S型細菌DNA的作用下,部分轉(zhuǎn)化為S型細菌,且該性狀能遺傳,說明DNA是遺傳物質(zhì),為了排除其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可能性,需要設(shè)置一系列對照實驗。題中分別與構(gòu)成對照,說明S型細菌的DNA被水解后,以及S型細菌的蛋白質(zhì)、多糖等都不能使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌,即證明了DNA水解產(chǎn)物、蛋白質(zhì)和多糖等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。答案:D6有人試圖通過實驗來了解H5N1型禽流感病毒侵染家禽的過程,設(shè)計實驗如下:一段時間,檢測子代H5N1病毒的放射性及S、P元素,下表對結(jié)果的預(yù)測中,最可能發(fā)生的是()選項放射性S元素P元素A全部無全部32S全部31PB全部有全部35S多數(shù)32P、少數(shù)31PC少數(shù)有全部32S少數(shù)32P、多數(shù)31PD全部有全部35S少數(shù)32P、多數(shù)31P解析:先用含32P的培養(yǎng)液培養(yǎng)家禽體細胞,再培養(yǎng)H5N1病毒使其RNA被32P標記。然后再將這些H5N1病毒用35S標記的家禽體細胞進行培養(yǎng),而這些家禽體細胞中的P均為31P,因此子代H5N1病毒的蛋白質(zhì)全部被35S標記,但其DNA中只有少數(shù)帶有32P,而大多數(shù)帶有31P。答案:D7下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)實驗的相關(guān)敘述,正確的是()A.艾弗里實驗中使肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型的是DNA酶B.格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)C.赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的D.赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)解析:艾弗里實驗中使肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型的是DNA,A項錯誤。格里菲思實驗僅僅說明存在“轉(zhuǎn)化因子”,沒有證明DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì),B項錯誤。赫爾希和蔡斯實驗是先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用T2噬菌體去侵染這種大腸桿菌,所以T2噬菌體的DNA不是用32P直接標記的,C項錯誤。赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì),D項正確。答案:D8艾弗里和他的同事進行了肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗,下圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的細胞形態(tài)示意圖,據(jù)圖回答下列問題。(1)實驗是在格里菲思的肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)上進行的,其目的是證明轉(zhuǎn)化因子的化學(xué)成分是。(2)為驗證實驗的正確性,如何設(shè)計實驗?。(3)上述實驗還不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),如何進一步實驗?。(4)預(yù)測結(jié)果及相應(yīng)結(jié)論:;。解析:艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗大膽設(shè)想把DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨地、直接地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用,有較強的說服力。同時設(shè)置對照實驗,把從S型細菌中提取出來的DNA用DNA酶水解后再與R型細菌混合培養(yǎng),則R型細菌不能轉(zhuǎn)化為S型細菌,進一步證實DNA是遺傳物質(zhì)。答案:(1)DNA(2)用從S型細菌中提取出來的DNA、DNA酶和R型細菌混合培養(yǎng),觀察R型細菌是否發(fā)生轉(zhuǎn)化(3)提取S型細菌的蛋白質(zhì)與R型細菌混合培養(yǎng),觀察R型細菌是否轉(zhuǎn)化為S型細菌(4)若沒有轉(zhuǎn)化的S型細菌,說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)若有轉(zhuǎn)化的S型細菌,說明蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)9用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,在理論上,上清液中不具有放射性,下層沉淀物中具有很高的放射性,而實驗的實際結(jié)果顯示:在離心的上清液中,也具有一定的放射性,而下層的沉淀物中放射性強度比理論值略低。(1)在理論上,上清液的放射性應(yīng)該為0,其原因是。(2)由于實驗數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間有較大的誤差,請你對實驗過程進行誤差分析:a.在實驗中,從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離,這一段時間如果過長,會使上清液的放射性含量,其原因是。b.在實驗中,如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi),是否是誤差的來源呢?,簡述理由:。(3)請設(shè)計一個方法,來大量制備用32P標記的噬菌體。解析:(1)噬菌體侵染大腸桿菌時,只將其DNA注入,蛋白質(zhì)未進入,由于P幾乎都在DNA中,因此從理論上分析,上清液中應(yīng)無放射性。(2)實驗中,如果從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離的時間過長,就會有大腸桿菌裂解而釋放出子代噬菌體,從而使上清液的放射性增強;如有部分被標記的噬菌體沒有侵染到大腸桿菌內(nèi),離心后這部分噬菌體就分布在上清液中而使其帶有放射性。(3)噬菌體是專門寄生在細菌細胞內(nèi)的,因此要制備大量的用32P標記的噬菌體,應(yīng)先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)其宿主大腸桿菌,再讓噬菌體侵染被32P標記的大腸桿菌即可。答案:(1)噬菌體已將含32P的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)(2)a.升高噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出來,經(jīng)離心后分布于上清液中b.是沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中,使上清液出現(xiàn)放射性(3)先用32P標記大腸桿菌,再用噬菌體去侵染被32P標記的大腸桿菌,可大量獲得被32P標記的噬菌體。