高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质练习题

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1．(2023·云南文山统考)下列关于“肺炎链球菌体外转化实验”的叙述，正确的是( )
A．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
B．经DNA酶处理过的S型细菌提取物不能使R型细菌转化为S型菌
C．发生转化的S型菌与原S型菌遗传信息完全相同
D．该实验只能证明S型菌体内存在转化因子
【答案】B
【解析】“肺炎链球菌体外转化实验”证明了DNA是遗传物质，A错误。由于DNA酶使DNA水解成脱氧核苷酸，核苷酸无转化作用，所以不能使R型菌转化为S型菌，B正确。转化后的遗传信息不完全相同，C错误。“肺炎链球菌的体内转化实验”可证明S型菌体内存在转化因子，D错误。
2．在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是( )
A．与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热致死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌
【答案】D
【解析】R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，是无毒性的；S型细菌的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，可以使人患肺炎或使小鼠患败血症，是有毒性的，A正确。无毒性的R型活细菌与被加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌，是因为高温并没有影响S型细菌DNA的功能，被加热致死的S型细菌的遗传物质DNA进入了R型活细菌体内并指导蛋白质的合成，进而从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌，B、C正确。DNA酶可以水解S型细菌的DNA使其失去功能，因此将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，无法得到S型细菌，D错误。
3．(2023·天津名校考期末)如图为艾弗里所做的肺炎链球菌转化实验的部分图示，下列相关叙述错误的是( )
A．结果1中只有S型肺炎链球菌，说明S型细菌细胞提取物中存在转化因子
B．该实验利用了酶的专一性，DNA酶的作用是水解S型菌的DNA
C．结果2中全部为R型菌，从而可推测DNA是转化因子
D．除图示部分外，还有蛋白酶、RNA酶或酯酶处理S型细菌细胞提取物的实验，这样使实验结论更可靠
【答案】A
【解析】结果1中有S型和R型肺炎链球菌，说明S型细菌细胞提取物中存在转化因子，A错误；酶具有专一性，用DNA酶处理的目的是水解S型菌的DNA，B正确；结果2中全部为R型菌，说明不存在DNA时，R型菌不能转化为S型菌，由此可推测DNA是转化因子，C正确；为了使实验结果更可靠，需要同时设置其余实验组，如蛋白酶、RNA酶或酯酶处理S型细菌细胞提取物的实验，这样使实验结论更可靠，D正确。
题组二 噬菌体侵染细菌的实验
4．下列有关噬菌体和侵染实验的叙述，正确的是( )
A．噬菌体是寄生在细菌体内的原核生物
B．T2噬菌体含有DNA和RNA两种核酸
C．在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用14C和18O可以达到相同效果
D．噬菌体是由DNA和蛋白质组成的
【答案】D
【解析】噬菌体是寄生在细菌体内的病毒，没有细胞结构，由DNA和蛋白质组成，A、B错误，D正确；在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，用14C和18O不能起到相同的效果，14C和18O存在于DNA和蛋白质中，不能分别标记两者，C错误。
5．(2023·广东深圳一模)图甲是加热致死的S型细菌与R型活菌混合后注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化；图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是( )
A．图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化而来的
B．若用S型细菌DNA与R型活菌进行体外转化，两种细菌数量变化与图甲相似
C．图乙离心后的试管中沉淀物放射性很低，上清液中放射性很高，说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质
D．图乙若用32P标记亲代噬菌体，则子代噬菌体中只有少部分具有放射性
【答案】D
【解析】加热致死的S型细菌中存在转化因子能将R型细菌转化为S型细菌，所以图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的，主要是增殖而来的，A错误；若用S型细菌DNA与R型活菌进行体外转化，由于没有免疫系统清除细菌，且转化效率低，则主要是R型菌，B错误；乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质，蛋白质不能进入细菌，上清液中放射性很高，不能证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质，C错误；32P标记的是噬菌体的遗传物质DNA，会进入细菌，由于DNA分子的半保留复制，所以用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体中只有少部分具有放射性，D正确。
题组三 DNA是主要的遗传物质
6．(2023·新疆伊犁期中)下图表示科研人员探究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此可以判断( )
A．侵入烟草细胞的RNA与烟草的蛋白质组装成新的病毒
B．TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中
C．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
D．RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】C
【解析】图中只显示出病毒的RNA和蛋白质分别接种到正常烟草后的现象，不能体现侵入烟草细胞的RNA与烟草的蛋白质组装成新的病毒，A错误；分析题意，烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，RNA接种到正常烟草中能使其感染病毒，而蛋白质接种到正常烟草中不能使其感染病毒，实验能证明RNA能进入烟草细胞，但不能证明蛋白质不能进入烟草细胞，B错误；分析图解可知，水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA，C正确；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不能表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
7．(2023·广东广州期末)下列关于生物遗传物质的说法正确的是( )
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
C．真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质
D．大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质
【答案】D
【解析】病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质，A错误；遗传信息是指核酸分子中的碱基排列顺序，所以碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同，B错误；有细胞结构的生物以DNA为遗传物质，病毒以DNA或RNA为遗传物质，C错误；大肠杆菌体内含有DNA和RNA，大肠杆菌有细胞结构，以DNA为遗传物质，D正确。
[能力提升]
8.1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：
下列关于此实验的分析错误的是( )
A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌
B．对第4组实验的分析必须是以1～3组的实验为参照
C．本实验说明R型肺炎链球菌发生了某种类型的转化
D．本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”
【答案】D
【解析】本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出。
9．如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，相关叙述错误的是( )
A．锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌，其中应不含32P
B．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离
C．若实验操作正确，放射性主要集中在上清液中
D．仅凭图示实验并不能证明DNA是遗传物质，还需一组用35S标记蛋白质的实验
【答案】C
【解析】由于噬菌体已经被32P标记，因此锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌，其中应不含32P，A正确；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，B正确；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌后DNA进入细菌并随着细菌离心到沉淀物中，因此若实验操作正确，放射性主要集中在沉淀物中，C错误；仅凭图示实验只能证明噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌，据此并不能证明DNA是遗传物质，还需一组用35S标记蛋白质的实验，D正确。
10．(2023·广东深圳一模)某科研小组进行噬菌体侵染细菌实验中，经搅拌、离心后的检测放射性强度的实验数据如图所示。下列叙述中错误的是( )
A．若35S标记噬菌体侵染细菌组，沉淀物中出现了较强的放射性与保温时间长短无关
B．若32P标记噬菌体侵染细菌组，上清液出现了较强的放射性与搅拌是否充分无关
C．上清液中35S先增大后保持在80%左右，搅拌4 min后仍有20%左右的噬菌体没有与细菌脱离
D．搅拌4 min后，细胞外32P含量为30%左右是因为混合培养时间过长，细菌裂解后子代噬菌体释放
【答案】D
【解析】若35S标记噬菌体侵染细菌组，由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌，其DNA进入细菌内，35S标记的是蛋白质外壳，搅拌、离心后，沉淀物中可含有少量的放射性，若沉淀物中出现了较强的放射性，说明蛋白质外壳或噬菌体未与细菌分离，是搅拌不充分的原因，A正确；若32P标记噬菌体侵染细菌组，上清液出现了较强的放射性是因为培养时间过短，32P标记的噬菌体还没有入侵细菌内，或是培养时间过长，32P标记的噬菌体进入细菌后，细菌裂解释放出子代噬菌体，B正确；上清液中35S先增大后保持在80%左右的原因是有20%左右的噬菌体没有与细菌分离，C正确；搅拌4 min后，细胞外32P含量为30%左右是因为有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，D错误。
11．在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述错误的是( )
A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
B．在O～t1时间内，噬菌体还未侵入到细菌体内
C．在t1～t2时间内，噬菌体侵入细菌体内导致细菌大量死亡
D．在t2～t3时间内，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
【答案】B
【解析】噬菌体属于病毒，必须在宿主细胞内才能代谢和繁殖，模板是亲代噬菌体的DNA，原料是细菌体内的脱氧核苷酸和氨基酸，能量是细菌提供的ATP，场所是细菌的核糖体，A正确；在O～t1时间内，噬菌体可能已侵入到细菌体内，但还没有大量繁殖，B错误；在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量死亡，C正确；在t2～t3时间内，被侵染的细菌已裂解死亡，所以噬菌体因失去寄生场所而停止增殖，D正确。
12．某科研机构发现了一种新型病毒，并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。请思考并回答下列相关问题。
(1)据研究人员介绍，该病毒的遗传物质比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测，该病毒的遗传物质是________，理由是_______________________________________。
(2)通过化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，分析其五碳糖或碱基种类均可作出判断，如果______________________________，则为DNA，如果______________________，则为RNA。
(3)也可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类，将宿主细胞置于含有放射性标记核苷酸的培养基中培养，再用病毒感染该宿主细胞，一段时间后搜集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸是否都需要标记？________，理由是__________________________ ________________________________。
【答案】(1)DNA DNA是双链而RNA是单链，DNA的结构相比RNA更稳定，不易发生变异 (2)五碳糖是脱氧核糖或含碱基T 五碳糖是核糖或含碱基U (3)不需要 如果对各种核苷酸都进行标记，则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA，在病毒中均能检测到放射性
【解析】(1)HIV的遗传物质是RNA，易发生变异，而题中病毒的遗传物质比HIV的遗传物质稳定，说明其遗传物质是DNA，DNA具有独特的双螺旋结构，不易发生变异。(2)两种核酸中，DNA特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶，RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶。(3)如果对各种核苷酸都进行标记，则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA，在病毒中均能检测到放射性，因此培养基中的核苷酸是不需要都标记的。
13．如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解，请据图回答：
(1)该实验是________________所做的肺炎链球菌转化实验的部分图解。
(2)该实验是在________实验的基础上进行的。
(3)S型细菌的细胞提取物中，使R型细菌发生转化的物质最可能是________。
(4)为进一步探究细胞提取物中使R型细菌发生转化物质的化学成分，他们又设计了下面的实验。
实验中加入DNA酶的目的是________________________，当细胞提取物中加入DNA酶时，他们观察到的实验现象是______________________________。
(5)该实验能够说明_______________________________________。
【答案】(1)艾弗里及其同事 (2)格里菲思
(3)核酸 (4)催化细胞提取物中DNA的水解 培养基中只出现R型细菌
(5)蛋白质、RNA和脂质不是遗传物质，DNA是遗传物质第一组
第二组
第三组
第四组
实验
处理
注射活的R型菌
注射活的S型菌
注射加热致死的S型菌
注射活的R型菌与加热致死的S型菌
实验
结果
小鼠不死亡
小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌