课时质量评价17DNA是主要的遗传物质---2024版高考生物一轮总复习

十七　DNA是主要的遗传物质

(建议用时：40分钟)

一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。

1．(2023·河北衡水联考)为探究格里菲思提出的“转化因子”的化学本质，艾弗里做了以下相关实验：

①先用苯酚氯仿法去除S型细菌中的绝大部分蛋白质，发现其仍然可以发生转化；

②用催化多糖分解的酶处理S型细菌后，其仍然具有转化活性；

③不断去除各种成分，最终得到纯化的转化因子，将其与DNA的化学性质进行比较，发现两者几乎一致，据此推断转化因子就是DNA；

④用DNA酶处理后，转化因子的转化能力丧失，确认了转化因子就是DNA。

下列分析不合理的是(　　)

A．①的实验结果说明蛋白质不是转化因子

B．②的实验结果说明多糖不是转化因子

C．③中去除的各种成分中包括脂质、RNA等

D．④的实验结果是对③中实验推断的证明

2．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验是探索遗传物质的重要实验，该实验涉及标记、保温、搅拌、离心等操作过程，下列有关说法正确的是(　　)

A．用32P对噬菌体蛋白质进行标记

B．保温过程需要尽可能避免细菌裂解

C．搅拌的目的是使细菌细胞破碎

D．离心的目的是使DNA与蛋白质分离

3．(2023·广东广州模拟)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ……等类型。不同类型的S型菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ……)。S型的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，R型只可回复突变为相应类型的S型。将加热杀死的甲菌破碎后，获得提取物→对提取物进行不同酶处理→加入乙菌培养基中培养→检测子代细菌(丙)的类型。下列结果能说明细菌发生基因突变而未发生转化的一组是(　　)

A．甲：RⅡ，乙：SⅢ，丙：SⅢ

B．甲：SⅢ，乙：RⅡ，丙：SⅢ、RⅡ、SⅡ

C．甲：SⅢ，乙：RⅠ，丙：SⅠ、RⅠ

D．甲：SⅡ，乙：RⅡ，丙：SⅡ、RⅡ

4．下列对①②的相关分析，正确的是(　　)

①DNA和RNA均可作遗传物质 ②DNA是主要的遗传物质

A．就真核细胞而言，①②的叙述均正确

B．综合格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果，可得出结论②

C．“DNA和RNA均可储存遗传信息”可作为①的条件但不能作为②的条件

D．②正确，因为DNA可自我复制但RNA不能，且绝大多数生物的遗传物质是DNA

5．(2023·河北邢台月考)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说明DNA是主要的遗传物质

6．下列有关遗传物质的探究实验的叙述，不正确的是(　　)

A．格里菲思的肺炎链球菌转化实验的实验思路是将各种物质分开，单独地直接地研究其作用

B．艾弗里的肺炎链球菌转化实验的结论是：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质

C．噬菌体侵染细菌的实验结果表明：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的

D．烟草花叶病毒侵染烟草实验可得出实验结论：RNA是遗传物质

7．用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述错误的是(　　)

A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中

B．沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA

C．上清液具有放射性的原因是保温时间过长

D．并非所有病毒都像噬菌体一样只将核酸注入宿主细胞

8．下列四幅图表示了在“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”(搅拌强度、时长等都合理)中相关含量的变化，下列相关叙述错误的是(　　)

A．图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化

B．图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化

C．图丙表示“肺炎链球菌体外转化实验”中加入S型细菌DNA后，R型细菌与S型细菌的数量变化

D．图丁表示“肺炎链球菌体外转化实验”中加入S型细菌DNA后，R型细菌与S型细菌的数量变化

二、非选择题

9．回答下列有关生物遗传物质的发现的相关问题：

(1)早期人们认为蛋白质和核酸都可能作为遗传物质，请从构成蛋白质和核酸的角度，说出你的理由：__________________________________________________

____________________________________________________________________。

(2)艾滋病病毒的遗传信息蕴藏在____________的排列顺序中；RNA结构不稳定，容易受到环境影响而发生突变；RNA还能发生自身催化的水解反应，不易产生更长的多核苷酸链，携带的遗传信息量有限，所以，RNA作为遗传物质的功能逐渐被DNA代替，请写出两个DNA能替代RNA作为大多数生物的遗传物质的优点：①________________________；②______________________。

(3)艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验最终得出的结论是__________________

____________________________________________________________________。

(4)与肺炎链球菌转化实验相比，噬菌体侵染细菌实验更具有说服力，请说出理由：________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

10．(2022·湖北黄冈月考)请仔细阅读有关新型冠状病毒的材料，并回答下列问题：

材料一　新型冠状病毒由RNA和蛋白质N构成的内核与外侧的囊膜共同组成，囊膜的主要成分是磷脂和镶嵌其上的3种蛋白质M、E和S。

材料二　新型冠状病毒的增殖过程不是简单地将其遗传物质注入宿主细胞内，而是通过细胞的胞吞作用。病毒包膜表面的S—刺突糖蛋白会和宿主细胞表面的受体进行识别，然后病毒胞膜与宿主细胞融合，最后病毒核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞，完成感染过程。新合成的病毒从细胞出来的方式与分泌蛋白相同，子代病毒也是通过囊泡排出细胞的。

(1)糖蛋白S的基本组成单位是_________________________________________。

(2)从物质组成角度分析，新型冠状病毒的组成成分与细胞相比，在种类上没有____________物质，新型冠状病毒主要由______________________元素组成。

(3)请从结构与功能的角度解释为什么病毒的生活方式为寄生？_____________

____________________________________________________________________。

(4)新型冠状病毒囊膜能够与细胞膜相融合，体现了________________________。

(5)能否利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法，分别用放射性同位素32P、35S标记RNA和蛋白质的新型冠状病毒，侵染人肺细胞的方法来探究新型冠状病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质？____________(填“能”或“否”)，原因是____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

十七　DNA是主要的遗传物质

1．A　解析：①的实验用苯酚氯仿法去除的是S型细菌中的绝大部分蛋白质，不是所有蛋白质，因此并不能说明蛋白质不是转化因子，只能说明去除掉的蛋白质不是转化因子，A错误；②的实验用催化多糖分解的酶处理S型细菌后，去除了S型细菌中的所有多糖，实验结果是仍然具有转化活性，说明多糖不是转化因子，B正确；③的实验不断去除各种成分，推断纯化的转化因子是DNA，说明去除的各种成分中包括脂质、RNA等，C正确；④的实验用DNA酶处理后，转化因子的转化能力丧失，确认了转化因子就是DNA，该实验结果是对③中实验推断的证明，D正确。

2．B　解析：用35S对蛋白质进行标记，用32P对DNA进行标记，A错误；保温过程中避免细菌破裂导致子代噬菌体释放到上清液中影响放射性，B正确；搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离，C错误；离心的目的是使噬菌体和细菌分离，D错误。

3．C　解析：分析实验思路可知，将甲菌处理后加入乙菌的培养基中培养，看能否得到相应类型的丙细菌，根据题意分析可知，S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，甲RⅡ的DNA不能进入乙SⅢ中，不会导致乙菌发生转化，丙仍为SⅢ，说明其也未发生基因突变，A不符合题意。甲SⅢ的DNA可进入乙RⅡ细胞中，将部分RⅡ转化为SⅢ；据题意“R型只可回复突变为相应类型的S型”，丙中SⅡ是由RⅡ回复突变而来，即细菌既发生了基因突变，也发生了转化，B不符合题意。甲SⅢ的DNA可进入乙RⅠ细胞中，将部分RⅠ转化为SⅢ，RⅠ可回复突变成为SⅠ，丙中只有SⅠ、RⅠ，没有SⅢ，说明细菌只发生基因突变而未发生转化，C符合题意。甲SⅡ的DNA可进入乙RⅡ细胞中，将部分RⅡ转化为SⅡ，丙中的SⅡ既可能由RⅡ基因突变而来，也可能由SⅡ的DNA进入RⅡ细胞中使其转化成SⅡ，D不符合题意。

4．C　解析：真核细胞的遗传物质只能是DNA，A错误；综合格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果，可得出DNA是遗传物质的结论，不能得出DNA是主要的遗传物质的结论，B错误；DNA和RNA均可储存遗传信息是其作为遗传物质的原因之一，但不能作为DNA是主要的遗传物质的原因，C正确；绝大多数生物的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质为RNA，所以DNA是主要的遗传物质，另外，DNA和RNA均可自我复制，D错误。

5．C　解析：用噬菌体分别侵染含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的细菌得到分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的噬菌体，A错误；长时间保温培养会导致部分细菌裂解，影响实验结果，B错误；用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致，C正确；32P、35S标记的噬菌体侵染实验说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要遗传物质，D错误。

6．A　解析：艾弗里肺炎链球菌体外转化实验的实验思路是将各种物质分开，单独地直接地研究其作用，格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，没有将各种物质完全分开去观察其作用，A错误；艾弗里的肺炎链球菌转化实验的结论为DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，加入S型细菌的DNA与R型细菌混合，能产生S型细菌，B正确；噬菌体侵染细菌的实验结果表明，在噬菌体的亲子代之间，只有DNA有连续性，子代噬菌体的性状是通过DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质，C正确；烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA是遗传物质，D正确。

7．C　解析：由于大肠杆菌质量较大，离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中，A正确；由于32P标记的是噬菌体的DNA，所以沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA，B正确；由于32P标记的是噬菌体的DNA，且在侵染时间内，被侵染细菌的存活率接近100%，所以上清液的放射性主要来自未完成入侵大肠杆菌过程的噬菌体的DNA，C错误；艾滋病病毒还可以将自身的部分蛋白质(逆转录酶)注入宿主细胞，D正确。

8．D　解析：在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，随着时间的推移，噬菌体侵染细菌，上清液放射性降低，时间过长，细菌被裂解，子代噬菌体释放，导致上清液放射性升高，A正确；在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，标记的是蛋白质外壳，存在于上清液中，所以上清液放射性不随保温时间而改变，B正确；“肺炎链球菌体外转化实验”中加入S型细菌DNA后，R型细菌增殖数量增加，S型细菌最初没有，转化后随增殖数量增加，C正确；S型细菌的DNA可使R型细菌转化为S型细菌，因此“肺炎链球菌体内转化实验”中R型细菌＋S型细菌DNA组中，S型细菌出现后数量增多，导致小鼠感染疾病，免疫力下降，使R型细菌先减少后增多，D错误。

9．解析：(1)科学家认为蛋白质和核酸是遗传物质，组成蛋白质的氨基酸有21种，而蛋白质是生物大分子，因此蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序以及形成的多肽链的空间结构的千差万别导致了蛋白质结构的多样性，因此蛋白质能储存大量的遗传信息，且蛋白质是生物性状的主要表达者。组成核酸的核苷酸的种类虽然不多，但核酸中碱基的排列顺序多样导致了核酸的多样性，同样核酸也具有储存大量遗传信息的能力，即核酸和蛋白质的单体排列顺序决定了核酸和蛋白质的结构多样性。(2)艾滋病病毒的遗传物质是RNA，因此其遗传信息蕴藏在碱基(核糖核苷酸)的排列顺序中；RNA结构不稳定，容易受到环境影响而发生突变；RNA还能发生自身催化的水解反应，不易产生更长的多核苷酸链，携带的遗传信息量有限；根据RNA作为遗传物质的局限性可推测DNA能替代RNA作为大多数生物的遗传物质的优点是DNA分子量大，即其中含有的碱基数目多，因而储存的遗传信息多；DNA为双链结构，稳定性高，而且复制方式为半保留复制，复制的准确性高。(3)艾弗里通过将S型肺炎链球菌的物质分离出来，然后单独地、直接地观察它们的作用之后，发现DNA才是使R型细菌发生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。(4)与肺炎链球菌转化实验相比，噬菌体侵染细菌实验过程中DNA和蛋白质彻底分开，而且DNA纯度高，并用同位素标记法观察了DNA和蛋白质的转移过程，即只有DNA进入细菌细胞并发挥了遗传物质的作用。

答案：(1)单体的排列顺序是构成其多样性的主要原因　(2)碱基(核糖核苷酸)　碱基数目多　复制的准确性高　(3)DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质　(4)用同位素标记法将蛋白质和DNA彻底分开，只有DNA进入细菌细胞

10．解析：(1)糖蛋白是由多糖和蛋白质构成的，多糖的基本组成单位是单糖，蛋白质的基本组成单位是氨基酸。(2)细胞内的核酸是DNA和RNA，而新型冠状病毒只有RNA。细胞和病毒都有蛋白质、磷脂、糖蛋白，因此新型冠状病毒的组成成分中没有DNA。新型冠状病毒含蛋白质、磷脂、糖蛋白，这些成分总体起来含有的元素有C、H、O、N、P。(3)结构决定功能，病毒结构简单，没有为其生命活动提供物质和能量的结构，所以进行生命活动必须依赖于宿主细胞。(4)新型冠状病毒的囊膜与细胞膜相似，主要成分是磷脂和蛋白质，其与细胞膜融合，通过胞吞的形式进入细胞，体现的是膜的流动性。(5)在噬菌体侵染细菌实验中，分别用放射性同位素32P、35S标记RNA和蛋白质，最后通过检测放射性的位置来判断进入细胞的物质。而新型冠状病毒侵染宿主细胞时，病毒核衣壳蛋白和核酸通过胞吞作用一起进入宿主细胞，无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA。

答案：(1)氨基酸和单糖　(2)DNA　C、H、O、N、P　(3)病毒结构简单，没有为其生命活动提供物质和能量的结构，其生命活动所需物质和能量来自宿主细胞，导致其生命活动必须依赖于宿主细胞　(4)膜具有流动性　(5)否　新型冠状病毒侵染宿主细胞时，病毒核衣壳蛋白和核酸通过胞吞作用一起进入宿主细胞，无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA