第1講 DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、單項選擇題1下列關(guān)于DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()A所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNAB真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNAC動物、植物、真菌的遺傳物質(zhì)是DNA，除此以外的其他生物的遺傳物質(zhì)是RNAD真核生物、原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，其他生物的遺傳物質(zhì)是RNA【答案】B【解析】DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)是針對自然界中各種生物而言的，即凡有DNA的生物其遺傳物質(zhì)均為DNA(包括一切細胞生物及DNA病毒)，只有無DNA的RNA病毒，其遺傳物質(zhì)才為RNA。2(2017年河南南陽月考)下列關(guān)于科學(xué)家探究“DNA是遺傳物質(zhì)”實驗的敘述，正確的是()A用含35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌，子代噬菌體中也有35S標(biāo)記B給兩組小鼠分別注射R型活細菌、加熱殺死的S型細菌，小鼠均不死亡C用含32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌，離心后上清液中具有較強的放射性D艾弗里等肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗、赫爾希與蔡斯噬菌體侵染細菌實驗的技術(shù)相同【答案】B【解析】35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細菌時只有DNA進入細菌，蛋白質(zhì)外殼留在細菌外，且合成子代噬菌體所需的原料均來自細菌，因此用含35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌時，子代噬菌體中不含35S；R型細菌無毒性，加熱殺死的S型菌已經(jīng)失去侵染能力，因此分別給兩組小鼠注射R型活細菌、加熱殺死的S型細菌，小鼠均不死亡；32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌內(nèi)部，并隨著細菌離心到沉淀物中，因此沉淀物中含有較強的放射性；艾弗里等肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗是將S型菌的物質(zhì)一一提純，單獨觀察它們的作用，而赫爾希與蔡斯噬菌體侵染細菌實驗采用了放射性同位素標(biāo)記法和離心法。3下列關(guān)于肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗中，說法正確的是()A肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是根據(jù)小鼠是否死亡來說明R型肺炎雙球菌中有無轉(zhuǎn)化因子的B肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，轉(zhuǎn)化得到的S型肺炎雙球菌體內(nèi)存在R型肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)C實驗前用來培養(yǎng)噬菌體的大腸桿菌和噬菌體侵染細菌的實驗中被侵染的大腸桿菌都是標(biāo)記好的大腸桿菌D實驗不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，但都可以說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)【答案】B【解析】肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是根據(jù)小鼠體內(nèi)是否出現(xiàn)S型細菌來說明S型肺炎雙球菌中有無轉(zhuǎn)化因子的，最終通過小鼠是否死亡來判斷，A錯誤；肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，轉(zhuǎn)化得到的S型肺炎雙球菌體內(nèi)存在R型肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)，B正確；實驗前用來培養(yǎng)噬菌體的大腸桿菌是已經(jīng)被標(biāo)記的大腸桿菌，而噬菌體侵染細菌的實驗中被侵染的大腸桿菌不是被標(biāo)記的大腸桿菌，C錯誤；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗都不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，其中肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗可以說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，而噬菌體侵染細菌的實驗不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯誤。4如圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的基本步驟，下列有關(guān)說法正確的是()A過程和格里菲思的體內(nèi)實驗中的轉(zhuǎn)化組相同B本實驗的因變量是有無表面粗糙的S型菌落出現(xiàn) C是艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗的操作過程 D本實驗?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明DNA是主要遺傳物質(zhì)【答案】D【解析】過程和格里菲思的體內(nèi)實驗中的轉(zhuǎn)化組不相同，A錯誤；本實驗的因變量是有無表面光滑的S型菌落的出現(xiàn)，B錯誤；是艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗的操作過程，C錯誤；本實驗?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要遺傳物質(zhì)，D正確。5利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關(guān)轉(zhuǎn)化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法不正確的是()A通過E、F對照，能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)BF組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌CF組產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果D不能導(dǎo)致小鼠死亡的是A、C、D、E四組【答案】D【解析】A中是加熱殺死的S型細菌，失去感染能力，不能使小鼠死亡；B中是S型細菌，能使小鼠死亡；C中是S型細菌R型細菌的DNA，能使小鼠死亡；D中是R型細菌，不能使小鼠死亡；E中是R型細菌S型細菌的蛋白質(zhì)，不能將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌，不能使小鼠死亡；F中是R型細菌S型細菌的DNA，能將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌，能使小鼠死亡。E組沒有出現(xiàn)S型細菌，F(xiàn)組出現(xiàn)轉(zhuǎn)化的S型細菌，所以通過E、F對照，能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)，A正確；將加熱殺死的S型細菌的DNA與R型細菌混合，S型細菌的DNA能將部分R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，所以F組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌，B正確；將加熱殺死的S型細菌的DNA與R型細菌混合，S型細菌的DNA能與R型細菌的DNA進行重新組合，進而將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌，C正確；能導(dǎo)致小鼠死亡的是B、C和F組，不能導(dǎo)致小鼠死亡的是A、D、E組，D錯誤。6(2017年山東德州高三期末)用放射性32P和35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)并分別侵染大腸桿菌，經(jīng)保溫、攪拌和離心后檢測離心管中物質(zhì)的放射性，甲管的上清液(a1)放射性遠高于沉淀物(b1)；乙管中上清液(a2)放射性遠低于沉淀物(b2)。下列分析錯誤的是()A甲管中a1的放射性來自32P，乙管中b2的放射性來自35SB根據(jù)甲、乙兩管的實驗結(jié)果可推測DNA是遺傳物質(zhì)C若攪拌不充分，甲管的b1中可能出現(xiàn)較大的放射性D若保溫時間過長，乙管的a2中可能出現(xiàn)較大的放射性【答案】A【解析】被32P和35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌后，由于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼(被35S標(biāo)記)留在大腸桿菌外面，經(jīng)攪拌離心后分布于上清液中，導(dǎo)致甲管的上清液放射性遠高于沉淀物；而噬菌體的DNA(被32P)進入大腸桿菌的細胞中，離心后，隨大腸桿菌分布于沉淀物中，導(dǎo)致乙管的沉淀物的放射性遠高于上清液，由此推斷甲管中a1的放射性來自35S，乙管中b2的放射性來自32P。7某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，進行了以下4個實驗：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注射入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入S型菌的DNA注射入小鼠S型菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型菌的DNA注射入小鼠以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是()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【答案】D【解析】S型菌的DNADNA酶，DNA被水解，失去了轉(zhuǎn)化作用，對后面加入的R型菌沒有轉(zhuǎn)化作用，R型菌無毒，注射入小鼠體內(nèi)，小鼠存活；R型菌的DNADNA酶，DNA被水解，不起作用，加入S型菌，有毒性，注射入小鼠體內(nèi)導(dǎo)致小鼠死亡；R型菌DNA酶，DNA酶對細菌不起作用，高溫加熱后冷卻，DNA酶變性失活，R型菌被殺死(R型菌的DNA有活性，冷卻后復(fù)性)，加入S型菌的DNA，沒有了R型活菌，不能轉(zhuǎn)化，也就相當(dāng)于把兩種DNA注射入小鼠體內(nèi)，兩種DNA沒有毒性，小鼠存活；S型菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型菌的DNA注射入小鼠，和類似，也是兩種DNA無毒，小鼠存活。8(2017年山西三區(qū)八校二模)T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗流程為同位素標(biāo)記噬菌體噬菌體侵染大腸桿菌攪拌離心檢測上清液和沉淀物的放射性，下列說法正確的是()A實驗中有兩次培養(yǎng)T2噬菌體的過程，可以說明病毒的生命活動離不開細胞B噬菌體侵染的是未被標(biāo)記的大腸桿菌，為保證侵染的效果可延長保溫的時間C離心的目的是讓T2噬菌體和大腸桿菌分離D用32P標(biāo)記的一組感染實驗，放射性主要分布在上清液中【答案】A【解析】本題考查噬菌體侵染細菌的實驗。噬菌體沒有細胞結(jié)構(gòu)，所以培養(yǎng)噬菌體必須先培養(yǎng)對應(yīng)的細菌，說明病毒的生命活動離不開細胞，A正確；噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，侵染時間不能太長，因為如果時間太長會導(dǎo)致細菌內(nèi)子代噬菌體釋放出來，B錯誤；離心的目的是讓脫離了大腸桿菌表面的T2噬菌體顆粒與大腸桿菌分層，分別進入上清液和沉淀物中，C錯誤；用32P標(biāo)記的一組感染實驗，放射性主要分布在沉淀物中，D錯誤。9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【答案】C【解析】因為煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以決定病毒類型和病斑類型的是RNA，而不是蛋白質(zhì)。中的RNA是b型TMV的，分離出的病毒類型應(yīng)該是b型。10下圖是噬菌體侵染細菌實驗的部分實驗步驟示意圖，對此實驗的有關(guān)敘述正確的是()A本實驗所使用的被標(biāo)記的噬菌體是直接接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的B選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNAC采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白質(zhì)分開再分別檢測其放射性D實際操作中只能在上清液中檢測到放射性，下層沉淀物中不可能檢測到【答案】B【解析】噬菌體是病毒，無細胞結(jié)構(gòu)，不能在培養(yǎng)基上生存，應(yīng)該先用含有35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用被35S標(biāo)記的細菌去培養(yǎng)噬菌體；選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA，便于分離；實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把蛋白質(zhì)外殼和細菌分開，再分別檢測其放射性；本實驗的結(jié)果是放射性主要集中在上清液中，沉淀物中有少量放射性。11假設(shè)32P、35S分別標(biāo)記了一個噬菌體中的DNA和蛋白質(zhì)，其中DNA由5 000個堿基對組成，腺嘌呤占全部堿基的30%。用這個噬菌體侵染不含標(biāo)記元素的大腸桿菌，共釋放出50個子代噬菌體。下列敘述正確的是()A子代噬菌體中可能含有32P、35SB該過程至少需要1105個鳥嘌呤脫氧核苷酸C含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為124D噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等【答案】C【解析】噬菌體增殖所需要的原料由細菌提供，模板由噬菌體DNA提供，所以子代噬菌體沒有35S，A、D錯誤。AC50%，若腺嘌呤占全部堿基的30%，C占有20%，G占有20%，復(fù)制成50個子代，需要(501)5 000220%9.8104個鳥嘌呤脫氧核苷酸，B錯誤。含32P的子代DNA有2個，只含有31P的子代DNA有48個，C正確。12(2017年山東棗莊模擬)下圖甲是將加熱殺死的S型細菌與R型活菌混合注射到小鼠體內(nèi)后兩種細菌的含量變化，圖乙是利用同位素標(biāo)記技術(shù)完成噬菌體侵染細菌實驗的部分操作步驟。下列相關(guān)敘述不正確的是()A圖甲中AB對應(yīng)的時間段內(nèi)，小鼠體內(nèi)還沒形成大量的抗R型細菌的抗體B圖甲中，后期出現(xiàn)的大量S型細菌由R型細菌轉(zhuǎn)化并增殖而來C圖乙沉淀物中新形成的子代噬菌體完全沒有放射性D圖乙中若用32P標(biāo)記親代噬菌體，裂解后子代噬菌體中大部分具有放射性【答案】D【解析】圖甲中AB對應(yīng)的時間段內(nèi)，R型活菌迅速增加，原因是小鼠體內(nèi)還沒形成大量的抗R型細菌的抗體；將加熱殺死的S型細菌與R型活菌混合注射到小鼠體內(nèi)后，部分R型活菌轉(zhuǎn)化成S型細菌并分裂增殖；35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)，不參與子代噬菌體的形成，新形成的子代噬菌體完全沒有放射性；圖乙中若用32P標(biāo)記親代噬菌體，由于DNA的半保留復(fù)制，如果標(biāo)記親代一個噬菌體，則不管復(fù)制多少代，只有兩個子代噬菌體具有放射性。二、非選擇題13(2017年山西太原期中)在研究生物遺傳物質(zhì)的過程中，人們做了很多的實驗進行探究，包括著名的“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”。(1)某人曾重復(fù)了“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”，步驟如下。請分析以下實驗并回答問題：A將一部分S型細菌加熱殺死；B制備符合要求的培養(yǎng)基，并分為若干組，將菌種分別接種到各組培養(yǎng)基上；C將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察菌落生長情況。(如圖)制備符合實驗要求的培養(yǎng)基時，除加入適當(dāng)比例的水和瓊脂外，還必須加入一定量的無機鹽、氮源、有機碳源、生長因子等，并調(diào)整pH。本實驗中的對照組是_。本實驗?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是S型細菌中的某種物質(zhì)(轉(zhuǎn)化因子)能使_。從你現(xiàn)有的知識分析，“R型細菌變成S型細菌”這一變異屬于_，加熱殺死的S型細菌中的DNA仍有活性的原因可能是_。(2)艾弗里等人通過實驗證實了在上述細菌轉(zhuǎn)化過程中，起轉(zhuǎn)化作用的是DNA。請利用DNA酶(可降解DNA)作試劑，選擇適當(dāng)?shù)牟牧嫌镁?，設(shè)計實驗方案，驗證“促進R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的物質(zhì)是DNA”，并預(yù)測實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。實驗設(shè)計方案：第一步：從S型細菌中提取DNA。第二步：制備符合要求的培養(yǎng)基，均分為三份，編號為A、B、C，分別作如下處理。編號ABC處理不加任何提取物加入提取出的S型細菌的DNA_第三步：將_分別接種到三組培養(yǎng)基上。第四步：將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察菌落生長情況。預(yù)測實驗結(jié)果：_。得出實驗結(jié)論：S型細菌的DNA分子可以使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，DNA結(jié)構(gòu)要保持_才能完成此轉(zhuǎn)化過程。【答案】(1)1、2、3組R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌基因重組DNA熱穩(wěn)定性較高(2)加入提取出的S型細菌的DNA和DNA酶R型細菌A、C組中均未出現(xiàn)S型細菌，只有B組培養(yǎng)基中出現(xiàn)S型細菌完整【解析】(1)通過對比可知，加熱殺死的S型細菌與R型細菌混合在一起，可以轉(zhuǎn)化出活的S型細菌，說明S型細菌中有某種物質(zhì)能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。(2)第二步中要形成對照，主要體現(xiàn)S型細菌的DNA能發(fā)生轉(zhuǎn)化，而經(jīng)過DNA酶處理，使DNA水解無法發(fā)生轉(zhuǎn)化。只有加入S型細菌的DNA，才能發(fā)生轉(zhuǎn)化成S型活菌的過程，而經(jīng)過DNA酶處理后的S型細菌的DNA，因水解失去原有DNA的作用而無法發(fā)生轉(zhuǎn)化。通過對照可知，只加入R型細菌不會產(chǎn)生S型細菌，加入S型細菌的DNA才能發(fā)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)生S型細菌，而加入S型細菌的DNA和DNA酶后，不能產(chǎn)生S型細菌，從反面又證明使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的物質(zhì)是DNA。14按照圖示1234進行實驗，本實驗驗證了朊病毒是蛋白質(zhì)侵染因子，它是一種只含蛋白質(zhì)而不含核酸的病原微生物，題中所用牛腦組織細胞為無任何標(biāo)記的活體細胞。(1)本實驗采用的方法是_。(2)從理論上講，離心后上清液中_(填“能大量”或“幾乎不能”)檢測到32P，沉淀物中_(填“能大量”或“幾乎不能”)檢測到32P，出現(xiàn)上述結(jié)果的原因是_。(3)如果添加試管5，從試管2中提取朊病毒后先加入試管5，同時添加35S標(biāo)記的(NH4)SO4，連續(xù)培養(yǎng)一段時間后，再提取朊病毒加入試管3，培養(yǎng)適宜時間后離心，檢測放射性應(yīng)主要位于_中，少量位于_中，原因是_。(4)一般病毒同朊病毒之間的最主要區(qū)別是：病毒侵入細胞是向宿主細胞提供_(物質(zhì))，利用宿主細胞的_進行_?！敬鸢浮?1)同位素標(biāo)記法(2)幾乎不能幾乎不能朊病毒不含核酸只含蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)中磷含量極低，故試管2中提取的朊病毒幾乎不含32P(3)沉淀物上清液經(jīng)試管5中牛腦組織細胞培養(yǎng)出的朊病毒(蛋白質(zhì))被35S標(biāo)記，提取后加入試管3中，35S隨朊病毒侵入牛腦組織細胞中，因此放射性物質(zhì)主要位于沉淀物中。同時會有少量的朊病毒不能成功侵入牛腦組織細胞，離心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物質(zhì)(4)核酸核苷酸和氨基酸(原料)自身核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成【解析】朊病毒不能獨立生活，在活細胞內(nèi)才能增殖，所以要標(biāo)記朊病毒需先培養(yǎng)帶標(biāo)記的宿主細胞牛腦組織細胞，再讓朊病毒侵染帶標(biāo)記的牛腦組織細胞，完成對朊病毒的標(biāo)記。因為朊病毒沒有核酸，只有蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)中磷含量極低，所以試管2中提取的朊病毒幾乎不含32P；用35S標(biāo)記的朊病毒侵入牛腦組織細胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以培養(yǎng)離心后，放射性物質(zhì)主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物質(zhì)。朊病毒是一類非正常的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸，是一類能侵染動物并在宿主細胞內(nèi)復(fù)制的小分子無免疫性疏水蛋白質(zhì)，又稱蛋白質(zhì)侵染因子，這是它與其他病毒的不同之處。15下面是興趣小組為探究某種流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA設(shè)計的實驗步驟，請將其補充完整。(1)實驗?zāi)康模郝浴?2)材料用具：顯微注射器，該流感病毒的核酸提取液，豬胚胎干細胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。(3)實驗步驟：第一步：把該流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三組，_。第二步：取等量的豬胚胎干細胞分成三組，用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組豬胚胎干細胞中。第三步：將三組豬胚胎干細胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間，然后從培養(yǎng)好的豬胚胎干細胞中抽取樣品，檢測是否有該流感病毒產(chǎn)生。(4)請預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：_。_。若A、B、C三組均出現(xiàn)該流感病毒，則該流感病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA?！敬鸢浮?3)分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液，C組不做處理(4)若A、C兩組出現(xiàn)該流感病毒，B組沒有出現(xiàn)，則該流感病毒的遺傳物質(zhì)是RNA若B、C兩組出現(xiàn)該流感病毒，A組沒有出現(xiàn)，則該流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA【解析】病毒是由蛋白質(zhì)外殼和核酸組成的，核酸是遺傳物質(zhì)，核酸為DNA或RNA其中一種，根據(jù)題目要求探究的問題及給予的材料、試劑分析可知，實驗中分別利用DNA水解酶、RNA水解酶處理該病毒核酸提取液，然后再注射到豬胚胎干細胞中培養(yǎng)，由于酶具有專一性，可根據(jù)培養(yǎng)后是否檢測到該流感病毒來判斷其核酸類型。