1、金太阳新课标资源网 第 1 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 3.1 DNA 是主要的遗传物质 每课一练（人教版必修 2）1 在细胞水平上研究生物的有丝分裂、减数分裂和受精作用及其相互关系发现,在生物的传种接代过程中,数量始终保持稳定的是( )。 A.细胞核 B.染色体C.DNA D.蛋白质解析:从细胞水平上分析,在生物的传种接代过程中始终保持稳定的是染色体;从分子水平上分析,则为 DNA。答案:B2 将分离后的 S 型有荚膜的肺炎双球菌的蛋白质外壳与 R 型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内,小白鼠不死亡,从其体内分离出来的仍是 R 型肺炎双球菌。将分离后的 S 型肺炎双球菌的 DN
2、A 与 R 型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内,则小白鼠死亡,并从体内分离出来了 S 型有荚膜的肺炎双球菌。以上实验说明( )。 A.R 型和 S 型肺炎双球菌可以互相转化B.S 型的蛋白质外壳可诱导 R 型转化为 S 型C.S 型的 DNA 可诱导 R 型转化为 S 型,说明了 DNA 是遗传物质D.S 型的 DNA 可使小白鼠致死解析:本题重在考查实验设计的能力,通过题干可以发现,题干中的实验以 DNA 与蛋白质作对照,分别与 R 型菌放在一起,共同注射,观察能否引起小白鼠的死亡,其目的是证明 DNA 和蛋白质哪种物质能使 R 型菌发生转化即哪种物质可作为遗传物质。小白鼠的死亡与否只是实验现象
3、,以此体现实验结论,并不是实验的主要目的,故答案应为 C。答案:C3T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。首先将大肠杆菌放到用含有放射性 14C 和 18O 标记的有机物配制的培养基中培养一段时间,然后用未被标记的 T2噬菌体去感染上述被标记的大肠杆菌。经保温一段时间后,从细菌体内分离出 T2噬菌体,则此 T2噬菌体的 DNA 分子和蛋白质分子中能检测到放射性金太阳新课标资源网 第 2 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 物质的情况是( )。A.都能检测到 14C 和 18OB.只有 DNA 分子中能检测到 14C 和 18OC.都不能检测到 14C 和 18OD.DNA 分子中只
4、能检测到 18O,蛋白质分子中只能检测到 14C解析:用含 14C 和 18O 标记的有机物培养大肠杆菌,得到含 14C 和 18O 标记的大肠杆菌,被未标记的 T2噬菌体侵染后,子代噬菌体的 DNA 和蛋白质的合成都利用大肠杆菌体内的原料,由于 DNA 和蛋白质都含 C 和 O,所以都能检测到 14C 和 18O。答案:A4 车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都是以 RNA 为遗传物质的病毒,由于所含 RNA 不同,因而侵染后导致的植物症状不同(如下图所示):将病毒的 RNA 和蛋白质分离,使其单独感染植物;或使不同病毒的 RNA 与蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒,然后使其感染
5、植物(感染图如上图所示)。(1)图 a、图 b 表现症状不同,其根本原因是 。 (2)画出叶片 A、叶片 B、叶片 C 表现出的感染症状。(3)从以上感染实验可知,起感染作用的是 。(4)画出叶片 C 中繁殖产生的子代病毒的图示。(5)以上实验证明 。(6)该实验的设计思路是 。金太阳新课标资源网 第 3 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 解析:此实验用于证明 TMV 和 HRV 的遗传物质是 RNA。在实验设计思路上仍然遵循教材中“肺炎双球菌转化实验” “噬菌体侵染细菌实验”的思想方法:即将病毒的 RNA 与蛋白质分离,单独感染并研究其遗传功能。遗传物质不同,其控制的生物性状不同,因而
6、(a)(b)中症状不同,这是因为 TMV 和 HRV 所含 RNA 不同。 “杂种”病毒的 RNA 和蛋白质来自不同的病毒,其繁殖产生的子代病毒应同“杂种”病毒 RNA 所代表的病毒一样。答案:(1)TMV 和 HRV 具有不同的 RNA(2)(3)病毒的 RNA(4)(5)TMV 和 HRV 的遗传物质是 RNA(6)将病毒的 RNA 与蛋白质分离,单独研究其遗传功能一、选择题1 格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验,证实了( )。DNA 是遗传物质 RNA 是遗传物质 DNA 是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质 DNA 能产生可遗传的变异A. B.C. D.解析:
7、格里菲思和艾弗里实验能证明 DNA 是遗传物质,但不能证明 DNA 是主要的遗传物质和 RNA 是遗传物质。答案:A2(2011广东高考)艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知( )。金太阳新课标资源网 第 4 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 实验组号 接种菌型 加入 S 型菌物质 培养皿长菌情况 R 蛋白质 R 型 R 荚膜多糖 R 型 R DNA R 型、S 型 RDNA(经DNA 酶处理)R 型A.不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子B.说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性C.和说明 S 型菌的 DNA 是转化因子D.说明 DNA 是主要的遗传物质
8、解析:中 R 型菌中加入 S 型菌的蛋白质,没有 S 型菌生长,证明蛋白质不是转化因子;中加入 S 型菌的荚膜多糖,没有 S 型菌生长,证明荚膜多糖不是转化因子,也没有催化作用,因此无酶活性;中加入 DNA,培养皿中长出了 S 型菌,证明 DNA是转化因子;中加入经 DNA 酶处理的 DNA,DNA 酶分解 DNA,无 S 型菌,进一步证明 DNA 是转化因子,说明 DNA 是遗传物质,不能说明是主要的遗传物质。答案:C3DNA 是主要的遗传物质是指( )。A.遗传物质的主要载体是染色体B.大多数生物的遗传物质是 DNAC.细胞里的 DNA 大部分在染色体上D.染色体在遗传上起主要作用解析:一
9、切动物、植物等有细胞结构的生物,体内既含有 DNA 也含有 RNA,但遗传物质是 DNA。DNA 病毒也以 DNA 作为遗传物质,只有只含 RNA 的病毒才以 RNA 作为遗传物质。但由于绝大多数的生物的遗传物质是 DNA,因此 DNA 是主要的遗传物质。答案:B4 格里菲思进行了肺炎双球菌转化实验,下列哪一项不是格里菲思实验的意义?金太阳新课标资源网 第 5 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 ( )A.提出了“转化因子”的概念B.证实了 DNA 是遗传物质C.奠定了艾弗里实验的基础D.开辟了用微生物研究遗传学的新途径解析:1928 年,格里菲思利用一种微生物(肺炎双球菌)对小鼠做实验。
10、完成肺炎双球菌的转化,提出细菌体内有一种转化因子,它可使原本对小鼠无毒的细菌(R型)变成有毒的细菌(S 型)。但并没有证实这种物质是 DNA。后来,美国科学家艾弗里和他的同事证明了该物质是 DNA。答案:B5 艾弗里和同事进行肺炎双球菌的转化实验中,对自变量的处理正确的是( )。A.将无毒 R 型活细菌与有毒 S 型活细菌混合后培养,发现 R 型细菌转化为 S 型细菌B.将无毒 R 型细菌与加热杀死后的 S 型细菌混合后培养,发现 R 型细菌转化为 S型细菌C.从加热杀死的 S 型细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖,混合加入培养 R 型细菌的培养基中,发现 R 型细菌转化为 S 型细菌D.从 S
11、 型活细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖,分别加入培养 R 型细菌的培养基中,发现只有加入 DNA 的 R 型细菌才转化为 S 型细菌答案:D6 在肺炎双球菌的转化实验中,将加热杀死的 S 型细菌与 R 型细菌相混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡,则小鼠体内 S 型、R 型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项?( )金太阳新课标资源网 第 6 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 解析:在开始阶段由于小鼠免疫系统的作用,R 型细菌数量下降,由于部分 R 型细菌转化为 S 型细菌,S 型细菌数量增多导致小鼠免疫力降低,进而引起 R 型细菌数量上升。答案:B7 以下是赫尔希和蔡斯实验的过程和结果,关
12、于此实验的分析和结论不正确的是 ( )。A.上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳,沉淀物的主要成分是细菌菌体B.此实验表明 DNA 是遗传物质C.实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌D.实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌解析:上清液主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳,质量较重的沉淀物的主要成分是细菌菌体,A 项正确。此实验表明:噬菌体侵染细菌时,DNA 进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在外面,DNA 才是真正的遗传物质。B 项正确。实验不能说明噬菌体的标记部分进入了细菌,因为噬菌体蛋白质外壳不能进入细菌,进入细菌体内的只有噬菌体 DNA。C 项错误,D 项正确。答案:C8(2
13、010江苏高考)探索遗传物质的过程是漫长的,直到 20 世纪初期,人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )。金太阳新课标资源网 第 7 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异B.蛋白质与生物的性状密切相关C.蛋白质比 DNA 具有更高的热稳定性,并且能够自我复制D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息解析:蛋白质的热稳定性比 DNA 低,而且也不具备自我复制的能力。答案:C9(2009江苏高考)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出 a、b 两个不同品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。下列 4 组实验(见下表)中,不
14、可能出现的结果是( )。实验结果实验编号实验过程 病斑类型病斑中分离出的病毒类型 a 型 TMV感染植物 a 型 a 型 b 型 TMV感染植物 b 型 b 型组合病毒(a 型 TMV 的蛋白质+b 型 TMV 的 RNA)感染植物b 型 a 型组合病毒(b 型 TMV 的蛋白质+a 型 TMV 的 RNA)感染植物a 型 a 型A.实验 B.实验C.实验 D.实验解析:本题考查的是病毒遗传物质的特点。烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA,而蛋白质不是遗传物质,因此在实验中,组合病毒的遗传物质是 b 型的,因此病斑类型是 b 型,病斑中分离出的病毒类型也应是 b 型的。答案:C10 如下图是“肺炎
15、双球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA 是金太阳新课标资源网 第 8 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是( )。A. B.C. D.解析:实验中活的 R 型细菌在 S 型细菌 DNA 的作用下,部分转化为 S 型细菌,且该性状能遗传,说明了 DNA 是遗传物质,为了排除其他物质是遗传物质的可能性,需要设一系列对照实验。题中均分别与构成对照。说明 S 型细菌的DNA 被水解后,以及 S 型细菌的蛋白质、多糖等都不能使 R 型细菌转化成 S 型细菌。即证明了 DNA 水解产物、蛋白质和多糖等其他物质不是遗传物质。答案:D11 有人试图
16、通过实验来了解 H5N1型禽流感病毒侵染家禽的过程,设计实验如下:一段时间,检测子代 H5N1病毒的放射性及 S、P 元素,下表对结果的预测中,最可能发生的是( )。选项 放射性 S 元素 P 元素A 全部无 全部 32S 全部 31PB 全部有 全部 35S 多数 32P、少数 31PC 少数有 全部 32S 少数 32P、多数 31PD 全部有 全部 35S 少数 32P、多数 31P金太阳新课标资源网 第 9 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 解析:先用 32P 培养家禽体细胞,再培养 H5N1病毒使其 RNA 被 32P 标记。然后再将这些 H5N1用 35S 标记的家禽体细胞进
17、行培养,而这些家禽体细胞中的 P 未标记,因此子代 H5N1病毒的蛋白质全部被 35S 标记,但其 DNA 中只有少数带有 32P,而大多数带有 31P。答案:D12 孟德尔通过豌豆杂交实验揭示了遗传规律,分子遗传学家选用细菌和噬菌体为实验材料证明了 DNA 是遗传物质,上述事实说明了决定研究工作成功与否的关键主要在于( )。A.实验材料的选取B.将数理统计方法运用于遗传学研究C.运用假说演绎的科学思维D.由简到繁的研究方法解析:题干给出的信息是孟德尔利用豌豆为材料揭示了遗传的两大基本定律,其他科学家用细菌和噬菌体为材料证明了 DNA 是遗传物质,强调了实验材料的重要性。答案:A二、非选择题1
18、3 下面介绍的是有关 DNA 研究的科学实验:1952 年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤:(1)写出以上实验的部分操作步骤:用放射性同位素标记噬菌体,请根据图中有关信息,写出标记的方法步骤。第一步: 。第二步: 。金太阳新课标资源网 第 10 页 共 12 页 金太阳新课标资源网 (2)以上实验结果说明 。解析: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,其实验分为以下几个关键步骤:噬菌体分别被 35S 标记,用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌, 搅拌,使细菌外的噬菌体与细菌分离,离心后分别检测上清液与沉
19、淀物中放射性物质。图中上清液的放射性高,而沉淀物中放射性低,说明噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌的内部。答案:(1)先制备含 35S 的噬菌体 用噬菌体侵染不含 35S 的细菌 (2)噬菌体侵染细菌的实验中,蛋白质外壳并未进入细菌内部14 美国科学家艾弗里和他的同事研究了肺炎双球菌的体外转化实验,下图为肺炎双球菌转化的细胞形态示意图,据图回答下列问题。(1)实验是在格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验的基础上进行的,其目的是证明转化因子的化学成分是 。 (2)为验证实验的正确性,如何设计实验? 。(3)上述实验还不能说明蛋白质不是遗传物质,如何进一步实验? 。(4)预测结果及相应结论: ; 。解析
20、:艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验是大胆设想把 DNA 和蛋白质分开单独地、直接地观察 DNA 和蛋白质的作用,有较强的说服力。同时设置对照实验,把从 S型细菌中提取出来的 DNA 用 DNA 酶水解后再与 R 型细菌混合培养,则 R 型细菌不能转化为 S 型细菌,进一步证实 DNA 是遗传物质。答案:(1)DNA (2)用从 S 型细菌中提取出来的 DNA、DNA 酶和 R 型细菌混合培养,观察 R 型细菌是否发生转化 (3)提取 S 型细菌的蛋白质与 R 型细菌混合培养,观察是否转化为 S 型细菌 (4)若没有转化的 S 型细菌,说明蛋白质不是遗传物金太阳新课标资源网 第 11 页 共 1
21、2 页 金太阳新课标资源网 质 若有转化的 S 型细菌,说明蛋白质是遗传物质15 用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性,而实验的实际结果显示:在离心的上清液中,也具有一定的放射性,而下层的沉淀物中放射性强度比理论值略低。(1)在理论上,上清液的放射性应该为 0,其原因是 。 (2)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,请你对实验过程进行误差分析:a.在实验中,从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性含量 ,其原因是 。b.在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,是否有误差的来源呢
22、? ,简述理由: 。(3)请设计一个方法,来大量制备用 32P 标记的噬菌体。解析:(1)噬菌体侵染大肠杆菌时,只将其 DNA 注入,蛋白质未进入,由于 P 几乎都在 DNA 中,因此从理论上分析,上清液中应无 32P。(2)实验中,如果从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离的时间过长,就会有大肠杆菌裂解而释放出子代噬菌体,从而使上清液的放射性增强;如有部分被标记的噬菌体没有侵染到大肠杆菌内,离心后这部分噬菌体就分布在上清液中而使其带有放射性。(3)噬菌体是专门寄生在细菌细胞内的,因此要制备大量的用 32P 标记的噬菌体,应先用含 32P 的培养基培养其宿主大肠杆菌,再让噬菌体侵染被 32P 标记的大肠杆菌即可。答案:(1)噬菌体已将含 32P 的 DNA 全部注入大肠杆菌内 (2)a.升高 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来,经离心后分布于上清液中 b.有 没有侵染到大肠杆菌细胞内的噬菌体经离心后分布于上清液,使上清液出现放射性 (3)先用32P 标记大肠杆菌,再用噬菌体去侵染被 32P 标记的大肠杆菌,可大量获得被 32P标记的噬菌体。金太阳新课标资源网 第 12 页 共 12 页 金太阳新课标资源网
