1、- 1 -课时提升作业(七)核酸是遗传物质的证据一、选择题(共 6小题,每小题 5分,共 30分)1.(2014湖州高二检测)若 1个 35S标记的大肠杆菌被 1个 32P标记的噬菌体侵染,裂解后释放的所有噬菌体( )A.一定有 35S,可能有 32P B.只有 35SC.一定有 32P,可能有 35S D.只有 32P【解析】选 A。噬菌体侵染大肠杆菌时,以亲代噬菌体的 DNA 为模板,以大肠杆菌的成分为原料,合成子代噬菌体的 DNA 和蛋白质,故子代噬菌体中部分含 32P 标记,全部含 35S 标记。【方法规律】噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系DNA 蛋白质 DNA 和蛋白 质噬
2、菌体 32P 35S 14C、3H、18O、15N细菌 31P 32S 12C、1H、16O、14N子代噬菌体32P、31P 32SC、H、O、N两种都有2.(2014张家界高一检测)能证明 RNA是遗传物质的实验是( )A.烟草花叶病毒侵染实验B.噬菌体侵染细菌实验C.豌豆杂交实验D.肺炎双球菌的转化实验- 2 -【解析】选 A。烟草花叶病毒的核酸是 RNA,通过侵染实验证明 RNA 是遗传物质;噬菌体是由蛋白质和 DNA 组成的病毒;豌豆杂交实验研究真核生物核基因的传递规律;肺炎双球菌转化实验证明 DNA 是遗传物质。3.(2013金华高二检测)某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验,进行了以
3、下4个实验:S 型菌的 DNA+DNA酶加入 R型菌注入小鼠R 型菌的 DNA+DNA酶加入 S型菌注入小鼠R 型菌+DNA 酶高温加热后冷却加入 S型菌的 DNA注入小鼠S 型菌+DNA 酶高温加热后冷却加入 R型菌的 DNA注入小鼠以上 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【解题关键】明确 DNA 酶可以水解 DNA,小鼠能否存活与 S 型菌有关。【解析】选 D。分析 4 组实验可知,中 S 型菌的 DNA 被 DNA 酶水解,R 型菌无毒,故小鼠存活;中 R 型菌的 DNA 被水解
4、 ,但 S 型菌能使小鼠患病死亡;由于高温加热,导致 R 型菌死亡和 DNA 酶变性失活,注入小鼠体内的只是 S 型菌的DNA,故小鼠存活;由于高温加热,导致 S 型菌死亡和 DNA 酶变性失活,注入小鼠体内的只是 R 型菌的 DNA,故小鼠存活。4.在肺炎双球菌体外转化实验证明 DNA是遗传物质的实验中,用 DNA酶处理从S型活菌中提取的 DNA并与 R型菌混合培养,结果发现培养基上仅有 R型菌生长。设置本实验的目的是( )A.证明 R型菌的生长并不需要 S型活菌的 DNA- 3 -B.用以补充 R型菌生长过程中所需要的营养物质C.直接证明 S型菌 DNA不是促进 R型菌转化为 S型菌的因素
5、D.与“以 S型菌的 DNA与 R型菌混合培养”的实验形成对照【解析】选 D。本实验设立了对照,实验变量是有无 DNA。无 DNA 采取的措施是用 DNA 酶水解 DNA。5.(2013漳州高一检测)噬菌体侵染细菌的实验,证明了 DNA是遗传物质。下列叙述中属于该实验不能证实的是( )A.DNA能进行自我复制B.DNA能控制蛋白质的生物合成C.DNA能控制生物体的性状遗传D.DNA能产生可遗传的变异【解析】选 D。噬菌体侵染细菌的实验证明了 DNA 能进行自我复制、DNA 能控制蛋白质的生物合成、DNA 能控制生物体的性状遗传。该实验中,噬菌体 DNA 并未发生基因突变或基因重组,所以无法证明
6、 DNA 能产生可遗传的变异。6.下列叙述正确的是( )A.含有 RNA的生物,其遗传物质一定是 RNAB.只含有 DNA的生物,其遗传物质不一定是 DNAC.既含有 DNA又含有 RNA的生物,其遗传物质是 DNA和 RNAD.既含有 DNA又含有 RNA的生物,其遗传物质是 DNA,不是 RNA【解析】选 D。含有 DNA 的生物,DNA 是遗传物质;不含有 DNA,只含有 RNA 的生物,RNA 是遗传物质 。二、非选择题(共 20分)- 4 -7.(2014莆田高一检测)回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题:.1952 年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验
7、,下面是实验的部分步骤:(1)写出实验中获得被标记的噬菌体的操作步骤:第一步: 。第二步: 。(2)以上实验结果说明 。.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用 32P标记的噬菌体侵染细菌,在理论上,悬浮液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性;而实验的实际最终结果显示:在离心后的上层液体中,也具有一定的放射性,而下层的放射性强度比理论值略低。(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验方法是 。(2)在理论上,悬浮液放射性应该为 0,其原因是 。(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析:- 5 -在实验中,从噬菌体和细菌混合培养,到用离心机分离
8、,这一段时间如果过长,会使悬浮液的放射性升高,其原因是 。在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内,将 (填“是”或“不是”)误差的来源,理由是 。【解析】.沉淀物中放射性很低,悬浮液中放射性很高,说明是用 35S 标记了噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体的繁殖必须在细菌内进行,要获得用 35S 标记的噬菌体,需要先用含 35S 的培养基培养 细菌,再用噬菌体去侵染被 35S 标记的细菌,才可以得到被 35S 标记的噬菌体。.(1) 噬菌体侵染 细菌实验中,采用的实验方法是同位素标记法。(2)在 DNA 中含有 P 元素,蛋白 质中没有 ,故 32P 只能进入噬菌体的 DNA 中。在侵染过程中
9、,由于噬菌体的 DNA 全部注入细菌,离心后,悬浮液中是噬菌体蛋白质外壳,沉淀物中是被侵染的细菌,因此理论上悬浮液中没有放射性。(3)从噬菌体和细菌混合培养,到用离心机分离,如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从细菌中释放出来,使悬浮液带有放射性;如果部分噬菌体没有侵染到细菌内,也会使悬浮液带有放射性。答案:.(1)用含 35S 的培养基培养细菌用第一步培养的细菌培养噬菌体(2)噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内.(1) 同位素 标记法(2)理论 上讲 ,噬菌体已将含 32P 的 DNA 全部注入 细菌内,悬浮液中只含噬菌体蛋白质外壳- 6 -(3)噬菌体在细菌内增殖后释放出来,经离心后分布于悬浮
10、液中是 没有侵入细菌的噬菌体经离心后分布于悬浮液中,使悬浮液出现放射性一、选择题(共 5小题,每小题 5分,共 25分)1.(2014杭州高二检测)如果用 15N、 32P、 35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,在子代噬菌体的组成成分中,能够找到的放射性元素为( )A.可在 DNA中找到 15N和 32PB.可在外壳中找到 15N和 35SC.可在 DNA中找到 15N、 32P和 35SD.可在外壳中找到 15N【解题关键】明确噬菌体在侵染过程中进入细菌的物质及子代噬菌体的增殖过程。【解析】选 A。噬菌体由蛋白质外壳和 DNA 构成,DNA 的组成元素主要有C、H、O、N、P,而蛋白质主要由
11、C、H、O、N 等构成,含有少量的 S。32P、15N 可标记 DNA,35S 和 15N 可标记 蛋白质外壳,侵染时 DNA 注入细菌体内,进入子代噬菌体中,而蛋白质外壳留在外面。【延伸探究】(1)若用 15N标记噬菌体后,在子代噬菌体中找到了 15N,能否说明 DNA是遗传物质?提示:不能。因为在噬菌体的 DNA 和蛋白质中均含有 N。- 7 -(2)若用 32P标记的噬菌体侵染 35S标记的细菌,则在子代噬菌体中含有的放射性元素有哪些?提示: 32P 和 35S。32P 存在于噬菌体的 DNA 中,复制时保留给子代噬菌体,子代噬菌体在形成蛋白质外壳时所需要的氨基酸全部由细菌提供,因此 3
12、5S 会存在于子代噬菌体的蛋白质外壳中。【变式训练】噬菌体内的 S用 35S标记、P 用 32P标记,细菌内蛋白质含32S、DNA 含 31P,用该噬菌体去侵染细菌后,产生了许多子代噬菌体,那么在子代噬菌体中 35S和 32P的分布规律是( )A.外壳中有 35S和 32S,核心内只含有 32PB.外壳中只有 32S,核心内只含有 32PC.外壳中有 35S和 32S,核心内含有 32P和 31PD.外壳中只有 32S,核心内都含有 31P【解析】选 D。噬菌体是一类以细菌为宿主的病毒 ,由含 S 的蛋白质构成的外壳和由 DNA 构成的核心组成。在噬菌体侵染 细菌时,蛋白质外壳留在细菌细胞外面
13、,只有 DNA 分子进入细菌细胞内,以噬菌体的 DNA 分子为模板复制出新的 DNA分子和控制形成新的蛋白质外壳。在复制的子代 DNA 分子中,由于原料由细菌提供,因此子代 DNA 中只有 2 个 DNA 分子中含有噬菌体 DNA 分子提供的 32P和细菌提供的 31P,其余只含 31P;而合成蛋白质外壳所用的原料均由细菌提供,因此不会含有 35S。2.科学家用肺炎双球菌进行了著名的转化实验,关于此实验的叙述不正确的是( )- 8 -A.说明了肺炎双球菌的遗传物质是 DNAB.说明了 R型活菌能够单独转化为 S型菌C.说明了 R型活菌是无毒性的D.说明了加热杀死的 S型菌是无毒的【解析】选 B
14、。单独的 R 型活菌不能够转化为 S 型菌,只有加入加热杀死的 S 型菌,才可以在 S 型菌内的“转化因子”作用下转化为 S 型菌。3.(2014厦门高一检测)下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图,与此实验有关的叙述正确的是( )A.本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有 35S的培养基中获得的B.本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和 DNAC.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把 DNA和蛋白质分开,再分别检测其放射性D.在新形成的噬菌体中没有检测到 35S,说明噬菌体的遗传物质是 DNA而不是蛋白质【解析】选 B。噬菌体是病毒,是营活细胞寄生生活的生物,不能
15、直接在培养基中培养。该实验搅拌是为了使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离;离心是一种分离混合物的方法,在该实验中,被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌) 在下层的沉- 9 -淀物中,噬菌体的质量较小,在上层的悬浮液中。图中实验只能说明蛋白质没有进入细菌内,而不能说明蛋白质不是遗传物质。4.(2013揭阳高一检测)在肺炎双球菌感染小鼠的实验中,下列实验结果不正确的是( )A.注射 R型菌后,小鼠不死亡B.注射 S型菌后,小鼠死亡,从小鼠体内能分离出活的 S型细菌C.注射 R型菌及热处理的 S型菌后,小鼠死亡,从小鼠体内只能分离出活的 S型菌D.注射 S型菌及热处理的 R型菌后,小鼠死亡,从小鼠体内
16、能分离出活的 S型菌【解析】选 C。A 项中,R 型菌没有毒性,不能使小鼠死亡。B 项中,S 型菌有毒性,注射进入小鼠体内,小鼠死亡。C 项中,注射 R 型菌及 热处理的 S 型菌后,小鼠死亡,从小鼠体内分离出的细菌既有活的 S 型菌,也有活的 R 型菌。D 项中,注射了 S 型菌,小鼠死亡,该菌在小鼠体内可以繁殖,故从小鼠体内能分离出活的 S 型菌。5.科研人员将提取出的“疯牛病”病毒用 DNA水解酶和 RNA水解酶分别进行处理后,发现该病毒仍具有侵染能力,但用蛋白酶处理后,病毒就会失去侵染能力,该现象说明( )A.“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成B.“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质C.
17、“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力D.“疯牛病”病毒不含蛋白质,只含核酸- 10 -【解析】选 B。用 DNA 水解酶、RNA 水解酶处 理后仍具有侵染能力,说明其遗传物质不是 DNA 或 RNA;用蛋白酶处理后,病毒失去侵染能力,说明起遗传作用的应是蛋白质。【方法规律】用“两看法 ”判断生物的遗传物质一看有细胞结构:凡是有细胞结构的生物,遗传物质都是 DNA。二看无细胞结构:病毒具有哪种核酸,该核酸即为其遗传物质。二、非选择题(共 2小题,共 25分)6.(10分)科学家埃弗里用肺炎双球菌来探究遗传物质的问题。实验的材料:S型菌、R 型菌、DNA 水解酶、培养基、培养皿等。埃弗里等人先做了
18、以下三组实验:S 型菌的蛋白质+R 型活菌R 型菌落S 型菌荚膜中的多糖+R 型活菌R 型菌落S 型菌的 DNA+R型活菌R 型菌落+S 型菌落埃弗里等人发现实验步骤并不严密,于是又做了第四组实验,请按照中的表达形式,写出第四组实验方法和结果: 。(1)上述实验可以得出的结论是 。(2)该实验最关键的设计思路是 。(3)肺炎双球菌具有的细胞器是 ,控制其性状的物质是 。- 11 -【解析】为证明起到转化作用的物质确实是 DNA,要设计一组实验加入 DNA 酶,观察是否存在 S 型菌落。四 组实验的结果共同说明 DNA 是遗传物质,而其他物质不是遗传物质。本实验的关键设计思路是把各种物质分开,让
19、其单独地起作用,以观察各自的作用。肺炎双球菌是原核生物,其细胞内只存在核糖体这一种细胞器,拟核中的 DNA 是起到关键作用的遗传物质,能控制生物各种性状。答案: S 型菌的 DNA+DNA 酶+R 型活菌R 型菌落(1)DNA 是遗传物质(2)把 DNA 和蛋白质、多糖分开,单独地、直接地观察它们各自的作用(3)核糖体 DNA7.(15分)(2013丽水高二检测)1952 年,赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和 DNA在侵染过程中的功能,请回答下列有关问题:(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位”。这句话指出了噬菌体作为实验材料具有 的特点。(2)通过
20、 的方法分别获得被 32P和 35S标记的噬菌体,用标记的噬菌体侵染细菌,从而追踪在侵染过程中 变化。(3)侵染一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到悬浮液和沉淀物,检测悬浮液中的放射性,得到下图所示的实验结果。搅拌的目的是 ,所以搅拌时间少于 1 min时,悬浮液中的放射性 。实验结果表明当搅拌时间足够长时,悬浮液中的 35S和 32P分别占初始标记噬菌体放射- 12 -性的 80%和 30%,证明 。图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在 100%,本组数据的意义是作为对照组,以证明 ,否则细胞外 放射性会增高。(4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中 起着作用。【解析】(1) 噬菌体
21、作 为实验材料,是因为其结构简单,只含有蛋白质和 DNA。(2)噬菌体是病毒,离开活细胞不能繁殖,所以要标记噬菌体,首先应用含 32P 和 35S 的培养基培养细菌,再让噬菌体侵染标记后的细菌,即可达到标记噬菌体的目的,进而追踪在侵染过程中蛋白质和 DNA 的位置变化。(3)噬菌体侵染细菌的时间要适宜,时间过长,子代噬菌体从细菌体内释放出来,会使细胞外 32P 含量增高。图中“被侵染的细 菌” 的存活率始 终保持在 100%,说明细菌没有裂解,没有子代噬菌体释放出来。细胞外的 35S 含量只有 80%,原因是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离;细胞外的 32P 含量有 30%,原因是有部
22、分标记的噬菌体还没有侵染细菌。该实验证明 DNA 是噬菌体的遗传物质。答案:(1) 结构 简单,只含有蛋白 质和 DNA(核酸)(2)用含 32P 和 35S 的培养基分别培养细菌,再用噬菌体分别侵染被 32P 和 35S 标记的细菌- 13 -DNA 和蛋白质的位置(3)使噬菌体和细菌分离 较低 DNA 进入细菌,蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解,没有子代噬菌体释放出来 32P(4)DNA【方法规律】同位素标记法的实验应用规律(1)标记 特征元素 ,探究化合物作用:如 T2 噬菌体侵染细菌的实验中,用 32P 标记噬菌体的 DNA,细菌内发现放射性物质; 35S 标记 蛋白质,细菌内未发现放射性物质,证明了 DNA 是噬菌体的遗传物质。(2)标记 某元素 ,追踪其转移途径:如用 18O 标记 O,光合作用只产生 18O2,证明H218光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自 H2O,而不是来自 CO2。(3)标记 特征化合物 ,探究详细生理过程,研究生物学原理: 如用 3H 标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程。
