2019屆高考生物總復習 第五單元 遺傳的物質基礎 第15講 DNA是主要的遺傳物質提考能強化通關 新人教版.doc

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第15講 DNA是主要的遺傳物質 1．(2018河南安陽一模)下列有關生物遺傳物質的敘述，錯誤的是(　　) A．格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗沒有具體證明哪一種物質是遺傳物質 B．噬菌體侵染大腸桿菌實驗能說明“作為遺傳物質能夠指導蛋白質合成” C．遺傳物質復制過程中均會發(fā)生的堿基配對是：A—T、C—G D．利用酶的專一性可探究某未知病毒的遺傳物質是DNA還是RNA 解析：選C。格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗證明S型細菌中存在某種“轉化因子”，能將R型細菌轉化為S型細菌，但沒有具體證明哪一種物質是遺傳物質，A正確；噬菌體侵染大腸桿菌實驗中進入噬菌體的只是DNA，卻能合成噬菌體的蛋白質外殼，說明DNA能指導蛋白質的合成，B正確；生物的遺傳物質為DNA或RNA，所以其遺傳物質為RNA時復制過程中不會發(fā)生堿基配對A—T，C錯誤；由于酶具有專一性，可利用DNA酶或RNA酶探究某未知病毒的遺傳物質是DNA還是RNA，D正確。 2．(2018閩粵聯(lián)合體聯(lián)考)利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內。下列說法錯誤的是(　　) A．通過e、f對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質 B．f組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌 C．e組可分離出R型肺炎雙球菌 D．能導致小鼠死亡的是a、b、c、d四組 解析：選D。分析題圖可知，a中是加熱殺死的S型細菌，不能使小鼠死亡；b中是S型細菌，能使小鼠死亡；c中是S型細菌＋R型細菌的DNA，能使小鼠死亡；d中是R型細菌，不能使小鼠死亡；e中是R型細菌＋S型細菌的蛋白質，由于蛋白質不是遺傳物質，所以R型細菌不能轉化成S型細菌，不能使小鼠死亡；f中是R型細菌＋S型細菌的DNA，由于DNA是遺傳物質，所以部分R型細菌能轉化成S型細菌，能使小鼠死亡；e組沒有出現S型細菌，f組出現S型細菌，說明轉化因子是DNA而不是蛋白質；f組能分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌；e組中只能分離出R型肺炎雙球菌；能導致小鼠死亡的是b、c和f組。 3．如圖表示用32P標記噬菌體并侵染細菌的過程，其中過程②是利用過程①獲得的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體，相關敘述錯誤的是(　　) A．過程①的目的是獲得含32P的大腸桿菌 B．過程③培養(yǎng)時間越長，實驗效果越好 C．離心的目的是析出噬菌體，使大腸桿菌沉淀 D．放射性主要分布在沉淀物中 解析：選B。噬菌體屬于病毒，只能寄生在活細胞內，因此要先用32P培養(yǎng)液來標記大腸桿菌，A正確；過程③培養(yǎng)時間越長，噬菌體從大腸桿菌中釋放出來，導致沉淀物中放射性越低，B錯誤；離心的目的是讓噬菌體和大腸桿菌分離開來，C正確；32P標記的主要是噬菌體的DNA，噬菌體的DNA能進入到大腸桿菌，因此放射性主要分布在沉淀物中，D正確。 4．在“噬菌體侵染細菌的實驗”中，噬菌體與細菌保溫時間長短與放射性高低的關系圖可能如下，下列關聯(lián)中最合理的是(35S標記的噬菌體記為甲組，32P標記的噬菌體記為乙組)(　　) A．甲組—上清液—b　　　　 B．乙組—上清液—a C．甲組—沉淀物—c D．乙組—沉淀物—d 解析：選D。32P標記的是噬菌體的DNA，噬菌體在侵染細菌時，DNA進入細菌，并隨著細菌離心到沉淀物中，所以上清液中不應該出現放射性，但保溫時間太長，有部分子代噬菌體釋放出來，離心后就會到上清液中。故放射性應該在沉淀物中，且先升高，后降低，即乙組—沉淀物—d，乙組—上清液—b(保溫時間短的時候，較多的32P未進入細菌，所以上清液放射性高。隨著保溫時間推移，更多的32P進入細菌，上清液放射性降低。繼續(xù)保溫，子代噬菌體陸續(xù)釋放，上清液的放射性又升高)，D正確，B錯誤；35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體在侵染細菌時，蛋白質外殼不進入細菌體內，所以甲組—上清液—c，甲組—沉淀物—應一直為0，A、C錯誤。 5．科學家分別用放射性同位素35S、32P標記的T2噬菌體去侵染細菌，幾分鐘后用離心機分離，靜置，待菌液分層后檢測上清液和沉淀中的放射性(如下圖所示)。請回答下列問題： (1)T2噬菌體由____________________(化學成分)構成。 (2)經檢測發(fā)現：A管中上清液①中有放射性，沉淀②沒有放射性，說明噬菌體的________沒有進入細菌體內；B管中上清液③沒有放射性，沉淀④有放射性，說明噬菌體的________進入到細菌體內。此實驗證明________是T2噬菌體的遺傳物質。 (3)假定一個被32P標記的噬菌體產生了500個子代噬菌體，其中含有32P的個體數是________。 解析：(1)病毒由核酸和蛋白質構成，T2噬菌體由DNA和蛋白質構成。 (2)如果噬菌體的蛋白質沒有進入細菌體內，則A管中上清液①中有放射性，沉淀②沒有放射性；若噬菌體的DNA進入到細菌體內，B管中上清液③沒有放射性，沉淀④有放射性。此實驗證明DNA是T2噬菌體的遺傳物質。 (3)32P標記的是噬菌體的DNA，根據半保留復制的原則可知，無論該個體復制多少代，其所有子代中只有兩個DNA分子含有32P。 答案：(1)DNA和蛋白質 (2)蛋白質　DNA　DNA (3)2 【課下作業(yè)】　[學生用書P293(單獨成冊)] [基礎達標] 1．艾弗里及其同事為了探究S型肺炎雙球菌中何種物質是“轉化因子”，進行了肺炎雙球菌體外轉化實驗。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．添加S型細菌DNA的培養(yǎng)基中只長S型菌落 B．實驗過程中應使用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)R型細菌 C．實驗結論是S型細菌的DNA使R型細菌發(fā)生了轉化 D．實驗設計思路是分別單獨觀察S型細菌各種組分的作用 解析：選A。肺炎雙球菌體外轉化實驗中，添加S型細菌DNA的培養(yǎng)基中的菌落有S型和R型兩種。 2．(2018祁陽監(jiān)測)“噬菌體侵染細菌的實驗”是研究遺傳物質的經典實驗，主要過程如下：①標記噬菌體→②噬菌體與細菌混合培養(yǎng)→③攪拌、離心→④檢測放射性。下列敘述正確的是(　　) A．①需要利用分別含有35S和32P的細菌 B．②中少量噬菌體未侵入細菌會導致實驗失敗 C．③的作用是加速細菌的解體 D．④的結果是沉淀物中檢測到放射性 解析：選A。由于噬菌體是病毒，沒有細胞結構，不能獨立生活，只有寄生在細菌中才能進行生命活動，所以在標記噬菌體時，需要利用分別含有35S和32P的細菌；②中少量噬菌體未侵入細菌不會導致實驗失??；攪拌和離心的作用是讓細菌和噬菌體外殼分開；標記元素的不同，則放射性存在部位不同，在試管中檢測到放射性的位置不同。 3．(2018河南鄭州四十七中月考)下列有關“DNA是生物的主要遺傳物質”的敘述，不正確的是(　　) A．同時含有DNA和RNA的生物體，其遺傳物質主要是DNA，其次是RNA B．細胞核中的遺傳物質是DNA，細胞質中的遺傳物質也是DNA C．具有細胞結構的生物體均以DNA作為遺傳物質 D．在生物界中，只有部分病毒的遺傳物質是RNA 解析：選A。同時含有DNA和RNA的生物體，其遺傳物質是DNA，A錯誤；細胞生物的遺傳物質是DNA，主要存在于細胞核中，少量存在于細胞質中的線粒體和葉綠體中，B正確；具有細胞結構的生物體均以DNA作為遺傳物質，C正確；DNA是絕大多數生物的遺傳物質，RNA是少數病毒的遺傳物質，D正確。 4．下列關于T2噬菌體侵染32P標記的大腸桿菌的實驗分析中，正確的是(　　) A．實驗中溫度對實驗結果無影響，因此屬于無關變量 B．噬菌體保溫時間過短會導致離心后上清液放射性減弱 C．子代噬菌體的DNA雙鏈不可能均被標記上32P D．本實驗證明了DNA才是噬菌體真正的遺傳物質 解析：選B。噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌的細胞中，而蛋白質外殼則留在細菌細胞外，在噬菌體的DNA的指導下，利用細菌細胞中的物質來合成噬菌體的組成成分；因為噬菌體較輕，攪拌離心后，大腸桿菌主要集中在沉淀物中，噬菌體及其蛋白質外殼存在于上清液中。實驗中溫度屬于無關變量，通過影響有關酶的活性而對實驗結果產生影響，A項錯誤；用32P標記的是大腸桿菌DNA，若保溫時間過短，在大腸桿菌內增殖的子代噬菌體沒有被釋放出來，會導致離心后上清液放射性減弱，B項正確；依據DNA分子的半保留復制，從第二代起，會出現DNA雙鏈均被標記上32P的子代噬菌體，C項錯誤；若要證明DNA是遺傳物質，需用32P標記的噬菌體和35S標記的噬菌體分別侵染未標記的大腸桿菌進行實驗，所以本實驗不能證明DNA才是噬菌體真正的遺傳物質，D項錯誤。 5．如圖表示肺炎雙球菌的轉化實驗，下列說法中正確的是(　　) A．該實驗的設計遵循了對照原則和單一變量原則 B．a、d組小鼠死亡是小鼠免疫功能喪失的結果 C．從d組死亡小鼠身上分離得到的S型活細菌是由S型死細菌轉化而成的 D．從變異的角度看，細菌的轉化屬于基因突變 解析：選A。對照原則和單一變量原則是生物實驗設計的基本原則，圖中的實驗是肺炎雙球菌的體內轉化實驗，四組實驗的處理方法不同并相互對照，A正確。a、d兩組小鼠是由于感染了S型活細菌后患敗血癥死亡的，B錯誤。d組小鼠體內出現的S型活細菌是由R型活細菌轉化而來的，C錯誤。從變異的角度看，細菌的轉化屬于基因重組，D錯誤。 6．(2018河北保定清苑中學月考)甲組用15N、32P、35S標記噬菌體后，讓其侵染普通細菌，乙組用普通噬菌體侵染15N、32P、35S標記的細菌。在產生的子代噬菌體的組成成分中，能夠找到的放射性元素為(　　) A．甲組在DNA中找到15N和32P，在外殼中找到15N和35S B．甲組在DNA中找到32P，在外殼中找到15N和35S C．乙組在DNA中找到15N和32P，在外殼中找到15N和35S D．乙組在DNA中找到32P，在外殼中找到15N和35S 解析：選C。由于甲組用15N、32P、35S標記噬菌體后，讓其侵染普通細菌，所以15N在親代噬菌體DNA和蛋白質中都有，32P只存在于親代噬菌體DNA中，35S只存在于親代噬菌體蛋白質中；噬菌體侵染細菌，蛋白質外殼沒有進入細菌，其DNA進入細菌，以自身DNA為模板，利用細菌提供的原料，所以可在子代噬菌體的DNA中找到15N和32P，不能在外殼中找到15N、32P和35S。由于乙組用普通噬菌體侵染15N、32P、35S標記的細菌，利用細菌的原料進行DNA復制和合成蛋白質外殼，所以可在子代噬菌體的DNA中找到15N和32P，在外殼中找到15N和35S。 7．在T2噬菌體侵染細菌的實驗中，隨著培養(yǎng)時間的延長，培養(yǎng)基內噬菌體與細菌的數量變化如圖所示，下列相關敘述錯誤的是(　　) A．噬菌體增殖所需的原料、酶、能量均來自細菌 B．在O～t1時間內噬菌體還未侵入細菌體內 C．在t1～t2時間內，由于噬菌體侵入細菌體內，導致細菌大量死亡 D．在t2～t3時間內噬菌體因失去寄生場所而停止增殖 解析：選B。噬菌體侵染細菌的過程為吸附→注入→合成→組裝→釋放，侵入時噬菌體只有DNA進入細菌體內，合成子代噬菌體需要的原料、酶、能量都由細菌提供；在O～t1 時間內噬菌體和細菌的數量基本穩(wěn)定，此時可能噬菌體還未侵入到細菌體內，也可能已經侵入到細菌體內還未釋放子代噬菌體；t1～t2時間內細菌大量死亡是由于噬菌體的侵入；在t2～t3時間內細菌裂解死亡，噬菌體因失去寄生場所而停止增殖。 [能力提升] 8．(2018保定月考)用含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，將一個未標記的噬菌體在細菌中培養(yǎng)9 h，經檢測共產生了64個子代噬菌體，下列敘述正確的是(　　) A．32P和35S只能分別標記細菌的DNA和蛋白質 B．子代噬菌體的DNA和蛋白質一定具有放射性 C．DNA具有放射性的子代噬菌體占1/32 D．噬菌體繁殖一代的時間約為1 h 解析：選B。細菌中的磷脂也可以被32P標記；子代噬菌體的DNA和蛋白質是利用細菌的原料合成的，故一定具有放射性；DNA具有放射性的子代噬菌體為100%；培養(yǎng)9 h產生了64個子代噬菌體，說明噬菌體繁殖了6代，故噬菌體繁殖一代的時間約為1.5 h。 9．(2018聊城模擬)下圖甲是將加熱殺死的S型細菌與R型細菌混合注射到小鼠體內后兩種細菌的含量變化，圖乙是利用同位素標記技術完成噬菌體侵染細菌實驗的部分操作步驟。下列有關敘述正確的是(　　) A．圖甲中ab對應的時間段內，小鼠體內已形成大量的抗R型細菌的抗體 B．圖甲中，后期出現的大量S型細菌是由R型細菌直接轉化而來的 C．圖乙沉淀物中新形成的子代噬菌體沒有放射性 D．圖乙中若用32P標記親代噬菌體，所得子代噬菌體沒有放射性 解析：選C。圖甲中ab段是將R型細菌第一次注射到小鼠體內，是第一次免疫，小鼠體內不能產生大量的抗R型細菌的抗體；只有少數感受態(tài)的R型細菌才能轉化成S型細菌，轉化成的少數S型細菌有毒，使小鼠的免疫力下降，S型細菌繁殖形成大量的S型細菌；噬菌體侵染細菌時P元素進入細菌，S元素不進入細菌，用放射性同位素35S標記的噬菌體侵染細菌后，子代噬菌體不含放射性；若用32P標記親代噬菌體，所得子代噬菌體有的含有放射性。 10．(2018江西南昌模擬)如圖為T4噬菌體感染大腸桿菌后，大腸桿菌內放射性RNA與T4噬菌體DNA及大腸桿菌DNA的雜交結果。下列敘述錯誤的是(　　) A．可在培養(yǎng)基中加入3H—尿嘧啶用以標記RNA B．參與分子雜交的放射性RNA為相應DNA的轉錄產物 C．第0 min時，與DNA雜交的RNA來自T4噬菌體及大腸桿菌的轉錄 D．隨著感染時間增加，噬菌體DNA的轉錄增加，細菌基因活動受到抑制 解析：選C。尿嘧啶是RNA特有的堿基，因此可以用3H—尿嘧啶標記RNA，A正確；RNA是以DNA的一條鏈為模板通過轉錄合成的，因此參與分子雜交的放射性RNA為相應DNA的轉錄產物，B正確；在第0 min時，大腸桿菌還沒有感染T4噬菌體，其體內不存在T4噬菌體的DNA，因此與DNA雜交的RNA不可能來自T4噬菌體，C錯誤；題圖顯示隨著感染時間增加，和T4噬菌體DNA雜交的放射性RNA所占百分比越來越高，而和大腸桿菌DNA雜交的放射性RNA所占百分比越來越低，說明噬菌體DNA的轉錄增加，細菌基因活動受到抑制，D正確。 11．(2018衡陽質檢)按照圖示1→2→3→4進行實驗，本實驗驗證了朊病毒是蛋白質侵染因子，它是一種只含蛋白質而不含核酸的病原微生物，題中所用牛腦組織細胞為無任何標記的活體細胞。據圖回答下列問題： (1)本實驗采用的方法是______________________________________________________ ____________。 (2)從理論上講，離心后上清液中________(填“能大量”或“幾乎不能”)檢測到32P，沉淀物中________(填“能大量”或“幾乎不能”)檢測到32P，出現上述結果的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)如果添加試管5，從試管2中提取朊病毒后先加入試管5，同時添加35S標記的(NH4)SO4，連續(xù)培養(yǎng)一段時間后，再提取朊病毒加入試管3，培養(yǎng)適宜時間后離心，檢測放射性應主要位于________中，少量位于________中，原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)一般病毒同朊病毒之間的最主要區(qū)別是：病毒侵入細胞是向宿主細胞提供________(物質)，利用宿主細胞的__________________進行____________________________________。 解析：朊病毒不能獨立生活，在活細胞內才能增殖，所以要標記朊病毒需先培養(yǎng)帶標記的宿主細胞——牛腦組織細胞，再讓朊病毒侵染帶標記的牛腦組織細胞，完成對朊病毒的標記。因為朊病毒沒有核酸，只有蛋白質，蛋白質中磷含量極低，所以試管2中提取的朊病毒幾乎不含32P，即試管4中幾乎沒有32P；用35S標記的朊病毒侵入牛腦組織細胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物質主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物質。朊病毒是一類非正常的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸。 答案：(1)同位素標記法　(2)幾乎不能　幾乎不能　朊病毒不含核酸只含蛋白質，蛋白質中磷含量極低，故離心后上清液和沉淀物中幾乎不含32P　(3)沉淀物　上清液　經試管5中牛腦組織細胞培養(yǎng)出的朊病毒(蛋白質)被35S標記，提取后加入試管3中，35S隨朊病毒侵入到牛腦組織細胞中，因此放射性物質主要位于沉淀物中。同時會有少量的朊病毒不能成功侵入牛腦組織細胞，離心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物質　(4)核酸　核苷酸和氨基酸(原料)　自身核酸的復制和蛋白質的合成 12．在探究生物的遺傳物質的相關實驗研究中，有如下的實驗過程或理論解釋。 Ⅰ.圖一是關于肺炎雙球菌R型菌的轉化過程圖：據研究，并非任意兩株R型菌與S型菌之間的接觸都可發(fā)生轉化，凡能發(fā)生轉化的，其R型菌必須處于感受態(tài)，產生一些感受態(tài)特異蛋白，包括膜相關DNA結合蛋白、細胞壁自溶素和幾種核酸酶。 Ⅱ.圖二是關于肺炎雙球菌的體外轉化試驗過程圖。 Ⅲ.圖三是噬菌體的蛋白質和DNA在侵染過程中的檢測數據。 請回答下列問題： (1)圖一中，步驟________是將S型菌加熱殺死的過程，S型菌的DNA雙鏈片段與A細胞膜表面的相關DNA結合蛋白結合，其中一條鏈(a)在________酶的作用下水解，另一條鏈(b)與感受態(tài)特異蛋白結合進入R型菌細胞內。完成步驟④后，這條鏈(b)在相關酶的作用下，形成________(填“單”或“雙”)鏈整合進R型菌的DNA中，這種變異屬于________。 (2)圖二中，實驗最關鍵的設計思路是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)圖三所示實驗中，以噬菌體為研究材料，利用________技術，分別用32P和35S標記噬菌體，用標記的噬菌體侵染細菌，從而追蹤在侵染過程中DNA和蛋白質的位置變化。 實驗結果表明：________(填整數)min后的曲線變化基本上可說明DNA與蛋白質實現分離。圖中“被侵染的細菌”的存活率曲線基本保持在100%，這組數據的意義是作為對照組，以證明________________________________________________________________________。 解析：(1)實驗過程中，首先要將S型菌加熱殺死，因此步驟①是將S型菌加熱殺死的過程。S型菌的DNA雙鏈片段與A細胞膜表面的相關DNA結合蛋白結合，其中一條鏈在核酸酶(DNA水解酶)的作用下水解，另一條鏈與感受態(tài)特異蛋白結合進入R型菌細胞內。將外源DNA片段整合到R型菌的DNA雙鏈中，這種變異屬于基因重組。 (2)肺炎雙球菌體外轉化實驗，最關鍵的設計思路是把S型菌的DNA和蛋白質等分開，單獨觀察它們在細菌轉化中的作用。 (3)標記噬菌體利用了放射性同位素標記技術，用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標記的大腸桿菌的方法獲得被32P和35S標記的噬菌體。圖中“被侵染的細菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數據的意義是作為對照組，以證明細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來。 答案：(1)①　核酸(DNA水解)　雙　基因重組 (2)把S型菌的DNA和蛋白質等分開，單獨觀察它們在細菌轉化中的作用 (3)放射性同位素標記　2　細菌沒有裂解，無子代噬菌體釋放出來 [磨尖培優(yōu)] 13．某研究小組在南極冰層中發(fā)現一種全新的病毒，為探究該病毒的遺傳物質是DNA還是RNA，做了如下實驗?；卮鹣铝袉栴}： (1)材料用具：該病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等滲生理鹽水、注射器等。 (2)實驗步驟： ①取健康且生長狀況基本一致的小白鼠若干，隨機均分成四組，編號分別為A、B、C、D。 ②補充完整下表，并將配制溶液分別注射入小白鼠體內。 組別 A B C D 注射溶液 該病毒核酸提取物和RNA酶 該病毒核酸提取物和________ 該病毒核酸提取物 ________ ③相同條件下培養(yǎng)一段時間后，觀察比較各組小白鼠的發(fā)病情況。 (3)結果預測及結論： ①A、C組發(fā)病，____________________，說明DNA是該病毒的遺傳物質； ②________________________，說明____________________________。 (4)從注射的物質看，該探究實驗所依據的生物學原理是________；從實驗結果預測和相關判斷看，該實驗依據的生物學原理是______________________。 (5)若該病毒的遺傳物質為DNA，則其徹底水解產物有________種。 解析：(2)因為探究遺傳物質是DNA或RNA，相應的酶能水解核酸，故應在B處加入的是提取的核酸和DNA酶，而D組做空白對照應加入等量的生理鹽水。 (3)如果A、C組發(fā)病，B、D組未發(fā)病，說明DNA是該病毒的遺傳物質。如果B、C組發(fā)病，A、D組未發(fā)病，說明RNA是該病毒的遺傳物質。 (4)酶具有專一性，遺傳物質核酸控制生物的性狀。 (5)若該病毒的遺傳物質為DNA，則其徹底水解產物有1種脫氧核糖，1種磷酸和4種含氮堿基，共6種。 答案：(2)②B.DNA酶 D．生理鹽水 (3)①B、D組未發(fā)病　②B、C組發(fā)病，A、D組未發(fā)病　RNA是該病毒的遺傳物質 (4)酶具有專一性　核酸控制生物的性狀 (5)6