2019届高考生物一轮复习：课时作业20DNA是主要的遗传物质（含解析） 练习

课时作业(二十)　DNA是主要的遗传物质

1．遗传物质的发现经历了曲折的过程，下列相关叙述正确的是(　　)

A．格里菲思做的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质

B．艾弗里做的肺炎双球菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术

C．艾弗里做的肺炎双球菌转化实验比噬菌体侵染细菌实验更具说服力

D．可在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P 的培养基中培养噬菌体

答案：B　解析：格里菲思做的肺炎双球菌转化实验证明了转化因子的存在，A项错误。艾弗里将加热杀死的S型细菌中的物质提纯、鉴定，再分别与R型活菌混合，进行细菌体外培养，证明了转化因子是DNA，B项正确。由于艾弗里做的肺炎双球菌转化实验中所提取的DNA不纯，所以噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力，C项错误。噬菌体是专营寄生生物，不能直接用普通培养基培养，D项错误。

2．[2018·山东日照高三校际联合检测]下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)

A．用32P和35S标记噬菌体侵染普通细菌，子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到32P和35S

B．用噬菌体侵染32P和35S标记的细菌，子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到32P和35S

C．用14C标记的噬菌体侵染普通细菌，子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到14C

D．用噬菌体侵染14C标记的细菌，子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到14C

答案：D　解析：32P标记的是噬菌体的DNA,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，因噬菌体侵染细菌时，只有核酸DNA进入细菌内，所以子代噬菌体中只有核酸可检测到32P，A错误；用噬菌体侵染32P和35S标记的细菌，可在子代噬菌体核酸中检测到32P，在外壳中检测到35S，B错误；用14C标记的噬菌体侵染普通细菌，只能在子代噬菌体核酸中检测到14C，C错误；用14C标记的细菌的核苷酸和氨基酸均被标记，用噬菌体侵染14C标记的细菌，子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到14C，D正确。

3．[2018·江西第三次联考]某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：

①35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌；

②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；

③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌；

④用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，适宜时间后搅拌和离心。

以上4个实验检测到标记元素的主要部位是(　　)

A．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液

B．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液、上清液

C．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液

D．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物

答案：D　解析：35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，因为蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，故标记元素主要分布于上清液中。未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，搅拌、离心后35S还在大肠杆菌中，故标记元素主要在沉淀物中。用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于核酸和蛋白质都含氮，故上清液和沉淀物中都有标记元素。用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，适宜时间后搅拌和离心，由于DNA被注入到大肠杆菌中，故标记元素主要在沉淀物中。综上分析，D正确。

4．[2018·改编题]如图是某种高等植物病原体的遗传实验过程，实验表明这种病原体(　　)

A．寄生于细胞内，通过RNA遗传

B．寄生于细胞间，通过蛋白质遗传

C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传

D．寄生于细胞间，通过RNA遗传

答案：A　解析：从图示可看出，将RNA接种在叶片上，叶片出现了病斑，而将蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有出现病斑，所以该病原体是通过RNA遗传的。病毒都是寄生在细胞内的，其利用细胞提供的酶进行相关代谢。

5．赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体(　　)

A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞

B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中

C．DNA可用15N放射性同位素标记

D．蛋白质可用32P放射性同位素标记

答案：B　解析：侵染大肠杆菌后确实会裂解宿主细胞，但这并不是实验成功的原因，A项错误。噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P，D项错误。噬菌体侵染细菌时将DNA注入大肠杆菌中，则蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确，故B项正确。

6．在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是DNA的实验中，用DNA酶处理从S型菌中提取的DNA后与R型活菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是(　　)

A．直接证明S型菌的DNA不是促进R型菌转化的因素

B．补充R型菌生长所需要的营养物质

C．证明R型菌生长不需要DNA

D．与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照

答案：D　解析：“用DNA酶处理从S型菌中提取的DNA”的目的是与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照，说明DNA的水解产物不是“转化因子”，从而证明了DNA是遗传物质，D项正确。

7．赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用放射性同位素标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，下列说法正确的是(　　)

A．若32P标记组的上清液有放射性，则可能的原因是搅拌不充分

B．选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其成分只有蛋白质和DNA

C．标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体

D．未标记的噬菌体在含32P的细菌体内复制三次，其子代噬菌体中含32P的个体占3/4

答案：B　解析：若32P标记组的上清液有放射性，最可能的原因是保温过程中噬菌体未全部进入细菌体内或者保温时间过长噬菌体将细菌裂解，A项错误；T2噬菌体是DNA病毒，其成分只有蛋白质和DNA，可以很容易将蛋白质与DNA分开，单独地研究它们的功能，B项正确；噬菌体营寄生生活，要获得带标记的噬菌体，可先分别用含35S和含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体，C项错误；未标记的噬菌体在含32P标记的细菌体内复制，不论复制多少次，子代噬菌体都有32P标记，D项错误。

8．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．从变异的角度看细菌的转化属于基因突变

答案：A　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错误。从变异的角度看，细菌的转化属于基因重组，D错误。

9．艾弗里将S型细菌的DNA加入到培养了R型肺炎双球菌的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，下列有关叙述正确的是(　　)

A．R型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的

B．R型细菌转化为S型细菌属于基因重组

C．该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA

D．将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌

答案：B　解析：艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质和DNA等提取出来，分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果只有加入S型细菌DNA时，才能使R型细菌转化成S型细菌，这说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，C错误；该实验的生物变异属于基因重组，生物的变异都是不定向的，A错误、B正确；将S型细菌的DNA注射到小鼠体内，不能实现肺炎双球菌的转化，D错误。

10．[2018·湖北襄阳调研]下列关于人类对遗传物质的探究历程的叙述，正确的是(　　)

A．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了转化因子是DNA

B．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，T2噬菌体的蛋白质是用35S直接标记的

C．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来

D．烟草花叶病毒的核酸＋DNA酶→感染烟草→烟草将会出现病斑

答案：D　解析：格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了加热杀死的S型细菌体内存在转化因子，但未证明转化因子是DNA，A错误。T2噬菌体营寄生生活，不能用35S直接标记噬菌体的蛋白质，B错误。噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，C错误。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，DNA酶只能催化DNA水解，因此烟草花叶病毒的核酸＋DNA酶→感染烟草→烟草将会出现病斑，D正确。

11．[2018·甘肃酒泉一模]图甲是肺炎双球菌的体内转化实验，图乙是噬菌体侵染细菌的实验。关于这两个实验的分析，正确的是(　　)

甲

乙

A．甲图中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内，R型细菌向S型细菌发生了转化，转化的原理是基因重组

B．乙图中搅拌的目的是提供给大肠杆菌更多的氧气，离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离

C．用32P、35S标记的噬菌体，分别侵染未标记的细菌，离心后放射性分别主要在上清液、沉淀物中

D．若用无放射性标记的噬菌体侵染体内含35S标记的细菌，离心后放射性主要分布在上清液中

答案：A　解析：R型细菌向S型细菌转化的原因是S型细菌的DNA进入R型细菌中，并表达了S型细菌的遗传性状，A正确；搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)和细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体，离心管的沉淀物留下被感染的大肠杆菌，B错误；分别用32P、35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，离心后放射性分别主要在沉淀物、上清液中，C错误；若用无放射性的噬菌体，侵染体内含35S标记的细菌，离心后放射性主要分布在沉淀物中，D错误。

12.[2018·茂名质检]艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是(　　)

A．两者都运用了①和②

B．前者运用了①，后者运用了②

C．前者只运用了②，后者运用了①和②

D．前者只运用了①，后者运用了①和②

答案：D　解析：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。这两个实验在设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。艾弗里分别提取了S型细菌的DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入已培养R型细菌的培养基中，结果发现只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。艾弗里还发现如果用DNA酶处理S型细菌的DNA，使DNA分解，就不能使R型细菌发生转化。赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法标记噬菌体，而后用含32P的DNA和含35S 的蛋白质的噬菌体分别侵染细菌。

13．[2018·陕西宝鸡一检]某生物兴趣小组在学习了“肺炎双球菌转化实验”后也重复了相关实验，并提出了新的问题进行探究。

(1)配制培养基：通常加入琼脂或明胶以便形成固体培养基。

(2)重复实验：A组实验接种正常R型菌；B组接种正常S型菌；C组接种加热杀死的S型菌；D组接种加热杀死的S型菌和正常的R型菌的混合菌，培养结果如下图。

注：“”为S型菌落，“”为R型菌落。

(3)实验结论及分析：

①本实验中设置的对照组是________，D组出现S型菌是R型菌变异的结果，该变异类型属于________，转化形成的S型菌和野生型S型菌的遗传物质________(填“相同”或“不相同”)。

②观察D组实验结果后，有同学提出D组的实验结果可能是实验时对S型细菌加热杀死不彻底造成的，根据________组实验结果即可否定此假设。

③根据实验结果可推测出________型菌中存在着某种________。

(4)兴趣小组又进行了以下4个实验，则小鼠存活的情况依次是________。

①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠

②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠

③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠

④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠

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：(3)①A、B、C　基因重组　不相同　②C　③S　转化因子　(4)D

解析：(3)①该实验中的A、B、C组均为对照组，与D组形成对照。D组中，加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌体内，S型菌的基因整合到R型菌的基因组中，这属于基因重组。转化形成的S型菌中既有R型菌的遗传物质，也有野生型S型菌的遗传物质，因此，转化形成的S型菌的遗传物质与野生型S型菌的遗传物质不相同。②C组实验是将加热杀死的S型菌接种在培养基上，没有出现S型菌的菌落，这就否定了D组实验中存在S型菌加热杀死不彻底的情况。③比较A、B、C、D组的实验结果，说明加热杀死的S型菌中存在使R型菌转化为S型菌的转化因子。(4)S型菌可以使小鼠致死，而R型菌不会使小鼠致死。S型菌的转化因子实质上是DNA。①组实验中DNA酶可将S型菌的DNA水解，DNA的水解产物不能使R型菌发生转化，因此，①组实验中小鼠体内只有R型菌，小鼠存活；②组实验中DNA酶可将R型菌的DNA水解，相当于直接给小鼠注射S型菌，小鼠死亡；③组实验中DNA酶可将R型菌的DNA水解且经高温加热，再加入S型菌的DNA后不能发生转化形成S型菌，因而该组小鼠存活；④组实验中S型菌的DNA被水解且经高温加热，再加入R型菌的DNA不会形成S型菌，因而④组实验中小鼠存活。

14．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。

图1

图2

图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，________(填“能”或“不能”)说明蛋白质不是遗传物质，原因是________________________________________________。

答案：(1)④　①　(2)DNA和蛋白质　(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①(磷酸基团)，⑤(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DNA和蛋白质组成，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。

15．[2018·广东揭阳一模]人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题。

(1)孟德尔等遗传学家的研究表明，在减数分裂过程中，_____________基因表现为自由组合。

(2)在格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由S型突变产生的。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌，如果S型菌的出现是由于R型菌突变产生的，则出现的S型菌为________，作出这一判断的依据是__________________________。

(3)艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验如下：

①S型菌的蛋白质或多糖＋R型菌→只有R型菌；

②S型菌的DNA＋R型菌→R型菌＋S型菌；

③S型菌的DNA＋DNA酶＋R型菌→只有R型菌。

增设实验③的目的是证明________________________________。

(4)研究表明，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，为什么遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系？___________________________。

答案：(1)非同源染色体上的非等位　(2)多种类型　基因突变是不定向的　(3)无DNA则转化一定不能发生　(4)RNA是单链，碱基之间不形成碱基对

解析：(1)自由组合定律的实质是非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而组合。(2)基因突变是不定向的，所以若S型菌是由R型菌基因突变产生的，则S型菌可能有多种类型。(3)艾弗里的实验增加了DNA和DNA酶的实验，①②③组实验作为对照，说明DNA是使R型菌发生转化的唯一物质，没有DNA则R型菌不能转化为S型菌。(4) RNA是单链，碱基之间没有统一的配对关系，所以遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系。