通用版2017年高中生物暑假专题突破训练专题九轻松突破DNA是主要遗传物质的经典实验分析新人教版20170814168.wps

专题九 轻松突破 DNADNA 是主要遗传物质的经典实验分析 一、肺炎双球菌转化实验的相关内容落实 1某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下 4 个实验： 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酶高温加热后冷却加入 S 型菌的 DNA注射入小鼠 S 型菌DNA酶高温加热后冷却加入 R 型菌的 DNA注射入小鼠 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 21944年，美国科学家艾弗里和他的同事，从 S 型活细菌中提取了 DNA、蛋白质和多糖 等物质，然后分别加入培养 R 型细菌的培养基中。结果发现只有加入 DNA的培养基中，R 型细 菌转化成了 S 型细菌，而加入蛋白质和多糖的培养基中，R 型细菌不能发生这种变化。这一现 象说明了( ) S 型细菌的性状是由 DNA 决定的 在转化过程中，S 型细菌的 DNA进入到 R 型细菌细 胞中 DNA 是遗传物质 S 型细菌的 DNA是遗传物质，R 型细菌的 DNA 不是遗传物质 蛋 白质和多糖不是遗传物质 蛋白质和多糖在该转化实验中，起对照作用 A B C D 3下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述，正确的是 ( ) A格里菲思的体内转化实验证明了 DNA 是遗传物质 B艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术 C赫尔希和蔡斯的实验证明了 DNA 是生物界中主要的遗传物质 D烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了蛋白质和 RNA 是遗传物质 4S 型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如 、 、等)，不同的抗原类型之间 不能通过突变而发生转换；在特殊条件下离体培养 S 型肺炎双球菌可从中分离出 R 型 菌。格里菲思将加热杀死的 S型菌与 R 型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病并大 量死亡，而且从患病死亡的小鼠体内获得了具有活性的 S型菌；而单独注射加热杀死的 S 型菌，小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是( ) 1 AS型菌经突变形成了耐高温型菌 BS型菌是由 R 型菌突变形成的 CR 型菌经过转化形成了 S型菌 D加热后 S型菌可能未被完全杀死 二、同位素标记的噬菌体侵染细菌实验的相关内容落实 5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，下图所示标记元素所在部位依次是( ) A B C D 6如图为 T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性 RNA与 T4噬菌体 DNA及大肠杆菌 DNA 的杂交结果。下列叙述错误的是( ) A可在培养基中加入 3H尿嘧啶用以标记 RNA B参与分子杂交的放射性 RNA 为相应 DNA 的转录产物 C第 0 min 时，与 DNA 杂交的 RNA 来自 T4噬菌体及大肠杆菌的转录 D随着感染时间增加，噬菌体 DNA 的转录增加，细菌基因活动受到抑制 7下列关于探索 DNA 是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( ) A格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因突变的结果 B格里菲思实验证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质 C赫尔希和蔡斯实验中 T2噬菌体的 DNA 是用 32P 直接标记的 D赫尔希和蔡斯实验证明了 DNA 是 T2噬菌体的遗传物质 8一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被 32P 标记及氨基酸被 15N 标记的细菌体 内，连续繁殖三代，含有 32P 和 15N 标记的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为( ) A100%、100% B25%、50% C50%、50% D25%、0 2 三、有关生物体遗传物质的判断 9人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是( ) A孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质 B噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 D烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是 RNA 10艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了 DNA 是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是( ) A二者都应用了同位素示踪技术 B二者的设计思路都是设法把 DNA 与蛋白质分开，研究各自的效应 C艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照 D二者都诱发了 DNA 突变 四、综合应用体验 11烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶而使之出现感染斑的 RNA病毒， 用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而留下 RNA，由于两者的亲缘关系较近，则重组其 RNA和蛋 “”白质形成类似 杂种 的新品系病毒感染烟叶，如图所示，请据图回答下列问题： (a 为 TMV的蛋白质感染，b 为 TMV 的 RNA 感染，c 为 HRV的蛋白质感染，d 为 HRV 的 RNA 感染，e 为 HRV 的蛋白质与 TMV 的 RNA 杂交感染，f 为 TMV的蛋白质与 HRV的 RNA杂交感染) (1)a 与 b、c 与 d 的结果不同，说明_ _。 (2)b 与 d 的结果不同，说明_ _。 (3)e 中 的 杂 交 病 毒 感 染 后 ， 在 繁 殖 子 代 病 毒 的 过 程 中 ， 合 成 蛋 白 质 的 模 板 是 _，合成蛋白质的原料氨基酸由_提供。 (4)f 中的杂交病毒感染后，繁殖出来的子代病毒具有_的 RNA和_的蛋白质。 12如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问 题。 3 (1)图 3 中用 35S 标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图 2 中的_。如果用 32P 标记噬菌体的 DNA，标记元素所在部位是图 1 中的_。 (2)赫 尔 希 和 蔡 斯 选 用 噬 菌 体 作 为 实 验 材 料 ， 其 原 因 之 一 是 噬 菌 体 只 由 _组成。 (3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的分别是 _。 (4)仅有图 3 的实验过程，_(能或不能)说明蛋白质不是遗传物质，原因是 _。 13“在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多的实验进行探究，包括著名的 肺炎双 球菌转化实验”“。某人曾重复了 肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问 题： A将一部分 S 型细菌加热杀死； B制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种 见图中文字所示)； C将接种后的培养皿放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(见图)。 (1)本实验中的对照组有：_。 (2)本实验得出的结论是：_ _。 (3)如图表示在格里菲思肺炎双球菌转化实验的基础上进行的实验部分图解，其目的是证 “”明 转化因子 的化学成分。请据图回答： 4 在对 R 型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是 _。 依据上面实验的图解，可以作出_的假设。 为验证上面的假设，又设计了下面的实验： 该实验中加 DNA酶的目的是_， 观察到的实验现象是_。 通过上面两步实验，仍然不能说明_， 为此还需设计下面的实验： 观察到的实验现象是_， 该实验能够说明_。 (4)由此可见，_是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。 答案精析 1D 实验中 S 型菌是有毒性的，但若将其 DNA在 DNA酶的作用下水解掉，则 S 型菌 的 DNA水解产物不能使 R 型菌发生转化，故实验小鼠存活。实验中用 DNA酶将 R 型菌的 DNA 水解，与小鼠死亡无关。只要加入有毒的 S 型菌，小鼠就会死亡。实验中加入 DNA酶后，用 高温加热，DNA 酶变性失活、R 型细菌死亡，故加入 S 型菌的 DNA也不能使死的 R 型菌发生转 化，所以小鼠存活。实验中加入 DNA酶后用高温加热后冷却，DNA 酶变性失活、S 型细菌死 亡，再加入 R 型菌的 DNA而不是活的 R 型菌，故也不能使小鼠死亡。 2D 在艾弗里实验的过程中，在 R 型细菌中加入从 S 型活细菌中提取的 DNA，S 型细菌 5 的 DNA进入到 R 型细菌细胞中，在 R 型细菌中合成 S 型细菌的蛋白质，转化成 S 型细菌。这一 实验通过对照证明 S 型细菌的 DNA是遗传物质，控制其性状，而蛋白质和多糖等不是 S 型细菌 的遗传物质，但本实验并未证明 R 型细菌的遗传物质是什么。 3B 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验只证实了加热杀死的 S 型细菌体内存在某种 “转化因子”。赫尔希和蔡斯的实验证明了 DNA是遗传物质。烟草花叶病毒侵染烟草的实验证 明了 RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。 4C 加热杀死的 S型菌与 R 型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病并大量死亡，而 且从患病死亡小鼠体内获得了具有活性的 S型菌；而单独注射加热杀死的 S型菌，小 鼠未死亡，说明 R 型菌经过转化形成了 S型菌。 5A 是磷酸，是脱氧核糖，是含氮碱基，是 R 基团，是肽键。赫尔希和蔡 斯用 32P 标记了脱氧核苷酸中的磷酸基来标记噬菌体的 DNA，用 35S 标记氨基酸 R 基中的 S 元素 来标记蛋白质。 6C 尿嘧啶是 RNA 特有的碱基，因此可以用 3H尿嘧啶标记 RNA，A 正 确；RNA 是以 DNA 的一条链为模板通过转录合成的，因此参与分子杂交的放射性 RNA为相应 DNA的转录产物，B 正确；在第 0 min时，大肠杆菌还没有感染 T4噬菌体，其体内不存在 T4噬菌体的 DNA，因此与 DNA 杂交的 RNA 不可能来自 T4噬菌体，C 错误；题图显示：随着感染时间增加，和 T4噬菌体 DNA 杂交的放射性 RNA所占百分比越来越高，而和大肠杆菌 DNA杂交的放射性 RNA所占百分比越来 越低，说明随噬菌体 DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制，D 正确。 7D 格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因重组的结果，A 错误；格里菲思 实验证明了 S 型细菌中存在一种转化因子，使 R 型细菌转化为 S 型细菌，B 错误；T2噬菌体营 寄生生活，需先标记细菌，再标记噬菌体，C 错误；赫尔希和蔡斯的 T2噬菌体侵染细菌实验证 明了 DNA是 T2噬菌体的遗传物质，D 正确。 8A 噬菌体侵染细菌后在亲代噬菌体的 DNA 的作用下，以细菌细胞内的脱氧核苷酸和 氨基酸为原料合成子代噬菌体的 DNA和蛋白质外壳。细菌细胞内脱氧核苷酸被 32P 标记，氨基 酸被 15N 标记，则后代每个噬菌体都含有 32P 和 15N。 6 9B 孟德尔发现了遗传因子并证实了其传递规律，但并没有证实其化学本质，A 项错误； 证明 DNA是遗传物质的实验中，因噬菌体侵染细菌的实验能通过同位素示踪技术将 DNA和蛋白 质彻底分离开来分析，故此实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力，B 项正确；DNA双螺 旋结构中嘌呤数等于嘧啶数，C 项错误；烟草花叶病毒感染烟草的实验证明烟草花叶病毒的遗 传物质是 RNA，但并不能说明所有病毒的遗传物质都是 RNA，如噬菌体的遗传物质是 DNA，D 项 错误。 10B 只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术，A 错误；两实验最关键的设计 思路都是设法把 DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，B 正确；赫尔希与蔡斯的实验是相互对 照，C 错误；两实验都没有诱发 DNA 突变，D 错误。 11(1)对这两种病毒来说，RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 (2)不同的 RNA 控制 合成不同的蛋白质，表现出不同的性状 (3)TMV 的 RNA 烟叶细胞 (4)HRV HRV 解析 两种病毒均为 RNA病毒，两种病毒的蛋白质不能使烟叶出现病斑而其 RNA 却都可以， 说明 RNA是遗传物质。作为遗传物质能自我复制，能控制蛋白质的合成，所需模板为病毒的 RNA，原料均来自宿主细胞烟叶细胞。 12(1) (2)蛋白质外壳和 DNA (3)搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分 离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体 (4)不能 蛋白质外壳没有进入细菌体 内 解析 (1)32P 标记的是(磷酸基团)，(肽键)不含 S，有些 R 基含 S，故 35S 标记的是 R 基。(2)噬菌体侵染细菌的实验思路是单独观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只 由蛋白质外壳和 DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等 手段，搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出重量较轻的噬 菌体，以便观察放射性存在的部位。(4)图 3 实验中蛋白质外壳没有进入细菌体内，不能说明 噬菌体的蛋白质不是遗传物质。 13(1)1、2、3 组 (2)S 型细菌中的某种物质(转化因子)能使 R 型细菌转化成 S 型细菌， 产生可遗传的变异 (3) 分离并提纯 S 型细菌的 DNA、蛋白质、多糖等物质 DNA 是遗传物 质 分解从 S 型细菌中提取的 DNA 培养基中只长 R 型细菌 蛋白质、多糖等不是遗传物 质 培养基中只长 R 型细菌 蛋白质、多糖不是遗传物质 (4)DNA 解析 (1)该实验探究的课题是：“加热杀死的 S 型细菌能否导致 R 型细菌发生转化”，所 以必须设置正常的 R 型细菌、S 型细菌及加热杀死的 S 型细菌的培养组，与混合培养形成对照。 (2)从四组菌落生长情况的对照中就可以确定 S 型细菌中有某种物质(转化因子)能使 R 型细菌 7 转化成 S 型细菌。(3)本实验的目的是验证“转化因子”的化学成分，因此应将 S 型细菌的各 种成分分离、提纯后分别与 R 型细菌混合，观察实验结果，分析得出正确结论。(4)由题目综 合分析，DNA 是遗传物质。 8