高中生物浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第三章 遗传的分子基础第一节 核酸是遗传物质巩固练习

课后素养落实(六)　核酸是遗传物质

(建议用时：40分钟)

题组一　肺炎链球菌转化实验

1．在肺炎链球菌的转化实验中，促进R型菌转化成S型菌的转化因子是S型菌的(　　)

A．蛋白质　　　　 B．多糖

C．RNA      D．DNA

D　

2．肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是(　　)

A．肺炎链球菌是导致人患败血症的病原体

B．肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质

C．肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质

D．粗糙型(R)菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株

C　[肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体，A错误；肺炎链球菌的体内转化实验证明S型细菌中含有某种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，B错误；肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，C正确；光滑型(S)菌株是引起败血症或肺炎的菌株，D错误。]

3．为了探究转化因子是什么物质，艾弗里曾做过离体细菌转化实验，其中包括图中的甲、乙二组实验，下列对各组实验的结果及分析的叙述，正确的是(　　)

甲组　　　　　　　乙组

A．甲组培养皿的菌落多数为S型，说明发生了细菌转化

B．乙组培养皿的菌落全部为R型，说明DNA是转化因子

C．甲、乙组分别为对照组和实验组，综合得出DNA是转化因子

D．甲、乙组处理分别让蛋白质和DNA失活，有助于结论的准确得出

D　[甲组实验中少部分R型菌转化为S型菌，培养皿中的菌落多数为R型，A错误；乙组由于DNA酶降解了DNA，故R型菌未发生转化，培养皿中的菌落全部为R型，但不能因此得出DNA是转化因子的结论，需要与甲组还有其他对照实验共同得出，B错误；甲、乙两组间有多个变量的差异，不能直接构成实验组和对照组，C错误；甲组高温加热破坏了蛋白质，乙组DNA酶水解了DNA，有助于结论的准确得出，D正确。]

4．为了弄清促使R型菌转化为S型菌的转化因子究竟是什么物质，科学家进行了离体细菌转化实验，实验设计和结果如图所示。

下列叙述正确的是(　　)

A．该实验中的DNA、蛋白质和荚膜多糖可以完全分开

B．各试管的培养基中需要加入一定量的琼脂

C．3号试管中大多数细菌仍为R型菌

D．由该实验可知，DNA纯度越高，转化效率就越高

C　[由于分离提纯技术有限，该实验中的DNA、蛋白质和荚膜多糖并不能完全分开，A错误；据图分析可知，该实验试管中用的是液体培养基，因此不需要加琼脂，B错误；3号试管中大多数细菌仍为R型菌，只有少数是转化而来的S型菌，C正确；该实验没有做相关的对照实验，并不能得到DNA纯度越高，转化效率就越高的结论，D错误。]

5．如图为肺炎链球菌转化实验的图解。请分析并回答下列问题：

(1)分析左图可知，加热杀死有毒的S型细菌与活的R型无毒细菌混合注入小鼠体内，小鼠将_________，原因是_____________。

(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪组________。

A．14C和18O     B．35S和32P

C．14C和32P     D．35S和18O

(3)分析右图可知，能使R型活细菌发生转化的是___________；DNA酶处理DNA的结果是产生________。

(4)S型细菌的遗传物质主要存在于________中。

解析：(1)分析左图可知，加热杀死有毒的S型细菌与活的R型无毒细菌混合后，可转化为有毒性的S型活细菌，小鼠将死亡。

(2)蛋白质含有S，不含P，核酸含有P而不含S，因此可用35S和32P分别对蛋白质和DNA进行标记。

(3)分析右图可知，加入S型细菌的DNA，R型无毒的细菌发生转化，表现了S型细菌的性状，这说明S型细菌的DNA进入R型细菌的细胞中，实现了对其性状的控制，也说明DNA是遗传物质。DNA酶处理DNA是为了水解DNA，所以其结果是产生4种脱氧核苷酸，所以不会使R型菌转化为S型菌。

(4)S型细菌是原核细胞，其遗传物质主要存在于拟核中。

答案：(1)死亡　S 型细菌的DNA将R型细菌转化成活的有毒的S型细菌，使小鼠死亡　(2)B　(3)S型细菌的DNA　4种脱氧核苷酸(无毒性的R型细菌)　(4)拟核(细胞质)

题组二　噬菌体侵染细菌的实验

6．有关赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，下列叙述正确的是(　　)

A．不利用14N标记实验材料主要是因为14N没有放射性

B．保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏高

C．搅拌时间越长32P标记组上清液的放射性含量越低

D．35S标记组实验所获得的子代噬菌体含35S但不含32P

B　[不利用14N标记实验材料主要是因为DNA和蛋白质都含有N，使用14N不能区分DNA和蛋白质，A错误；保温时间过长会使细菌裂解，32P标记组上清液的放射性偏高，B正确；搅拌时间越长32P标记组上清液的放射性含量越高，C错误；35S标记组实验所获得的子代噬菌体是利用大肠杆菌为原料合成的，不含35S也不含32P，D错误。]

7．某研究小组模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：①用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌。短时间培养后进行搅拌离心，检测到放射性存在的主要部位依次是(　　)

A．沉淀物、沉淀物      B．沉淀物、上清液

C．上清液、沉淀物      D．上清液、上清液

C　[短时间培养后，子代噬菌体在细菌体内不释放出来，离心后存在于沉淀物中。①实验中，用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，蛋白质外壳没有进入细菌，所以离心后主要在上清液中检测到放射性。②实验中，32P存在于子代噬菌体的DNA中，其放射性主要存在于沉淀物中，故选C。]

8．在DNA的研究史中，赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验具有重要的影响，下列有关该实验叙述中，正确的是(　　)

A．该实验证明DNA是主要的遗传物质

B．子代噬菌体蛋白质合成的模板和原料都由细菌提供

C．该实验也可以通过噬菌体侵染酵母菌完成

D．该实验的成功之处在于可以将DNA和蛋白质完全分开研究

D　[该实验证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，A错误；子代噬菌体蛋白质合成的模板是由噬菌体提供的，原料是由细菌提供的，B错误；该实验用的是T2噬菌体，T2噬菌体专门寄生于大肠杆菌细胞中，C错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时，将DNA注入大肠杆菌细胞中，蛋白质外壳则留在细胞外，所以该实验的成功之处在于可以将DNA和蛋白质完全分开研究，D正确。]

9．如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分过程，其中①～③表示操作过程。下列叙述正确的是(　　)

①　　　②　　　　③

A．②表示搅拌，需要将细菌搅碎，使细菌内的噬菌体与细菌分离

B．T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌的细胞内，呼吸作用类型为无氧呼吸

C．若选用35S标记的噬菌体进行实验，则①的培养时间长短，对实验结果不会造成显著的影响

D．若选用32P标记的噬菌体进行实验，则证明了DNA是噬菌体的遗传物质

C　[②表示搅拌，不需要将细菌搅碎，是将细菌和噬菌体中未进入细胞的部分结构分开，A错误；T2噬菌体是病毒，没有独立的生活能力，因此也没有独立的代谢过程，B错误；若选用35S标记的噬菌体进行实验，则①的培养时间长短，对实验结果不会造成显著的影响，因为35S标记的蛋白质外壳不进入细菌，C正确；若选用32P标记的噬菌体进行实验，由于缺少对照，不能证明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。]

题组三　遗传物质其他证据的判断

10．下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中，正确的是(　　)

A．细胞核遗传物质是DNA，细胞质遗传物质是RNA

B．“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质

C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA

D．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA

C　[凡是有细胞结构的生物体遗传物质都是DNA，A错误；肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质，多糖、蛋白质等不是遗传物质，噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，二者均不能证明DNA是主要的遗传物质，B错误；细胞类生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，如噬菌体的遗传物质是DNA，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C正确、D错误。]

11．继发现DNA是生物体的遗传物质之后，科学家们又将目光转向部分不含DNA的RNA病毒，烟草花叶病毒(TMV)就是其中的一种，它能使烟草叶片出现花叶病斑。下图所示为相关的实验过程，据图分析并回答问题：

(1)图中X溶液通常用水和苯酚配制而成，其目的是________________。

(2)据所学知识推断，物质甲和乙分别是________。

(3)实验结束后，可从图中所示________的组中分离出完整的TMV病毒。

解析：(1)结合前面对实验思路的分析可知，利用水－苯酚溶液的目的是将TMV分离，获得TMV的蛋白质和RNA。

(2)根据前面的分析思路可知，能感染正常烟草使之出现相应的病斑的是TMV的RNA，所以题图中甲为病毒的RNA，乙为TMV的蛋白质，二者形成对比实验。

(3)实验结束后，能分离得到完整的TMV的有甲、丙两组，因为只有这两组感染了病斑。

答案：(1)将病毒的RNA和蛋白质分离　(2)病毒的RNA、蛋白质　(3)甲和丙

12．某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下4个实验：

①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠　②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠　③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠

④S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

D　[DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠不死亡。②加入的是S型细菌，小鼠死亡。高温能使细菌死亡，使酶失去活性，且DNA本身不致病，因此③④中小鼠都不死亡，故选D。]

13．以含(NH4)SO4、KHPO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体(S元素为32S)，一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测，最可能发生的是(　　)

D　[大肠杆菌中含有35S标记的氨基酸和含31P的脱氧核苷酸，噬菌体的DNA被32P标记，侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，只有DNA进入，并以噬菌体DNA为模板，利用大肠杆菌提供的脱氧核苷酸进行复制，合成子代噬菌体的DNA，子代噬菌体少数含32P，多数含31P；同时利用大肠杆菌提供的氨基酸，合成噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体全部含有35S，故选D。]

14．下列关于肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的叙述，正确的是(　　)

A．格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明小鼠细胞内存在转化因子

B．艾弗里运用同位素示踪法证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质

C．用32P标记噬菌体时，需在培养噬菌体的培养基中加入放射性32P的核苷酸

D．35S标记的噬菌体侵染细菌后，沉淀物有一定的放射性，可能与搅拌不充分有关

D　[格里菲思肺炎链球菌转化实验证明S型细菌内存在转化因子，A错误；艾弗里证明DNA是遗传物质，未运用同位素示踪法，B错误；对噬菌体作放射性32P标记时，不能用培养基直接对其进行培养，C错误；35S标记的噬菌体侵染细菌后，沉淀物有一定的放射性，可能与搅拌不充分有关，D正确。]

15．某实验甲组用35S标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌，乙组用32P标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，检测子代病毒的放射性情况。下列有关叙述正确的是(　　)

A．甲组子代有放射性，乙组子代没有放射性

B．甲组子代没有放射性，乙组子代有放射性

C．甲、乙两组子代都有放射性

D．该实验能证明噬菌体的DNA是遗传物质

C　[甲组用35S标记的是噬菌体蛋白质，噬菌体进入大肠杆菌后利用大肠杆菌内被32P标记的核苷酸获得子代病毒DNA，则甲组子代中会有32P的放射性；乙组用32P标记的是噬菌体DNA，噬菌体进入大肠杆菌后进行正常复制，则乙组子代中会含有亲本DNA中的32P的放射性。故甲、乙两组子代中均有放射性，A、B错误，C正确；该实验中，将大肠杆菌也进行了放射性标记，在检测结果上无法体现放射性的来源，故无法证明噬菌体的DNA是遗传物质，D错误。]

　　　　　　 不能准确表述实验思路

16．根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)

解析：(1)由于DNA和RNA元素组成相同，但其有各自的特有碱基，DNA特有碱基为T，RNA特有碱基为U，分别利用放射性同位素标记碱基T、U培养宿主细胞，使宿主细胞分别含有放射性同位素的碱基T和U，再利用病毒侵染宿主细胞，看子代病毒是否含有碱基T或U。用放射性同位素32P标记碱基T、31P的碱基U培养宿主细胞，使其宿主细胞含有32P的碱基T。再用病毒去侵染含32P碱基T的宿主细胞，看子代病毒是否含有碱基T，为甲组；用放射性同位素32P标记碱基U、31P的碱基T培养宿主细胞，使其宿主细胞含有32P的碱基U。再用病毒去侵染含32P碱基U的宿主细胞，看子代病毒是否含有碱基U，为乙组。

(2)若甲组子代病毒具有放射性，乙组不出现放射性，则说明其遗传物质是DNA，反之甲组不含有放射性，乙组含有放射性，则其遗传物质是RNA。

答案：(1)实验思路

甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并监测其放射性。

乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并监测其放射性。

(2)结果及结论

若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。