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课时跟踪检测(二十) 遗传物质的经典探究实验
基础对点练——考纲对点·夯基础
考点一 肺炎双球菌转化实验及噬菌体侵染细菌实验(Ⅱ)
1．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是( )
A．重组DNA片段，研究其表型效应
B．诱发DNA突变，研究其表型效应
C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的遗传效应
D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递
解析：艾弗里等人的肺炎双球菌体外转化实验，首次证明DNA是使R型细菌转化为S型细菌的物质；赫尔希与蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，两者都是设法将DNA与蛋白质分离，单独地、直接地观察各自在遗传中的作用。肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术。
答案：C
2．(2018·贵州铜仁一中高三月考)下列关于遗传物质探索历程的叙述，错误的是( )
A．若32P标记组的上清液有放射性，则可能原因是搅拌不充分
B．将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分别与R型活菌混合培养，培养基中均有R型菌出现
C．噬菌体侵染细菌实验的成功，是因为采用同位素标记法将蛋白质与DNA分开研究
D．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力
解析：若32P标记组的上清液有放射性，则可能原因是培养时间太短，DNA还未全部注入大肠杆菌就被离心到上清液中去了，也可能是培养时间太长，大肠杆菌裂解使含放射性的噬菌体释放到上清液中去，A错误；将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质与R型活菌混合培养，所有的培养基中均有R型菌出现，而只有加入S型菌的DNA培养基中有S菌出现，B正确；艾弗里实验的设计思路是把S型细菌中的物质分开，单独观察它们的作用，赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→
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在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，而蛋白质外壳留在外面，这样就可以把DNA与蛋白质分开，C正确；噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验，这两个实验的设计思路都是设法将DNA与蛋白质区分开，但是后者提取的DNA上仍然有0.02%的蛋白质，D正确。
答案：A
3．(2018·安庆联考)为了探究T2噬菌体的遗传物质，用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经保温培养、搅拌离心，检测放射性，预计上清液中应没有放射性，但结果出现了放射性。则标记的元素及误差原因是( )
A．P 培养时间过长 B．S 培养时间过长
C．P 搅拌不够充分 D．S 搅拌不够充分
解析：由题干信息“预计上清液中应没有放射性”，上清液应为噬菌体的蛋白质外壳，说明标记的是P。上清液出现了放射性，可能是因为培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，从而使上清液中出现放射性。
答案：A
4．(2018·湖北高三模考)赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染大肠杆菌，离心后，甲组上清液放射性低，沉淀物放射性高；乙组刚好相反。下列说法正确的是( )
A．甲组的噬菌体是用35S标记其蛋白质
B．乙组的噬菌体是用32P标记其蛋白质
C．甲组产生的子代噬菌体均含有放射性
D．乙组产生的子代噬菌体均不含放射性
解析：甲组上清液放射性低，沉淀物放射性高，说明甲组标记的是噬菌体的DNA，乙组刚好相反，说明乙组标记的是噬菌体的蛋白质。根据T2噬菌体侵染细菌的特点，只有DNA进入细菌体内，蛋白质没有侵入，因此乙组产生的子代噬菌体均不含放射性，D正确。
答案：D
5．某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如下图所示，下列有关分析正确的是( )
A．理论上，b和c中不应具有放射性
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B．实验中b含少量放射性与①过程中培养时间的长短有关
C．实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
D．实验结果，ad中有少量的放射性，bc中有大量的放射性
解析：35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，所以离心后，理论上b中不应具有放射性，32P标记DNA进入到细菌体内，分别在沉淀物中，因此上清液c不含有放射性，A正确；搅拌的目的是将蛋白质外壳和细菌分开，若该过程搅拌不充分，则会导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，并随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中含较高的放射性，若搅拌充分，则沉淀物中的放射性较低，B错误；试验2，由于外壳没有放射性，因此搅拌不充分，上清液也不会含有放射性，C错误；实验结果，bc中有少量的放射性，ad中有大量的放射性，D错误。
答案：A
考点二 DNA是主要的遗传物质(Ⅰ)
6．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是( )
A．肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．H5N1的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
解析：A项中肺炎双球菌的遗传物质是DNA；B项中酵母菌为真核生物，其遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C项中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D项中H5N1的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。
答案：B
7．(经典高考题)叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是( )
A．叶绿体DNA能够转录
B．叶绿体DNA是遗传物质
C．叶绿体内存在核糖体
D．叶绿体功能不受细胞核调控
解析：叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成，因此叶绿体的DNA能够转录和翻译，也是细胞质内的遗传物质。叶绿体功能受细胞核调控。
答案：D
8．(经典高考题)下列四种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是( )
A．引发禽流感的病原体 B．烟草花叶病毒
C．T2噬菌体 D．引起AIDS的病原体
解析：
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对于常见的各种病毒的遗传物质要注意归类记忆。禽流感病毒(禽流感的病原体)、烟草花叶病毒、艾滋病病毒(引起AIDS的病原体)都是RNA病毒，T2噬菌体是DNA病毒。
答案：C
提能强化练——考点强化·重能力
9．(经典高考题)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测见下表。其中预测正确的是( )
“杂合”噬菌体的组成
实验预期结果
预期结果序号
子代表现型
甲的DNA＋乙的蛋白质
1
与甲种一致
2
与乙种一致
乙的DNA＋甲的蛋白质
3
与甲种一致
4
与乙种一致
A.1、3 B．1、4
C．2、3 D．2、4
解析：由题可知，两种噬菌体均为DNA病毒，即DNA决定了病毒的遗传性状，甲的DNA＋乙的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与甲种一致；乙的DNA＋甲的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与乙种一致。
答案：B
10．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是( )
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
解析：
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从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌；而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果；A组经煮沸，D和E组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D错误。
答案：D
11．(2018·湖北沙市月考卷)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：
①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；
②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；
③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；
④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
以上4个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位分别是( )
A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液
D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
解析：噬菌体侵染细菌实验中，噬菌体只把DNA注入到细菌体内，自身提供遗传物质模板，而合成子代噬菌体的所需的一切均由细菌提供。①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，35S将出现在新的噬菌体中，所以离心后在沉淀物中都能检测到放射性；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记噬菌体的DNA，将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，3H将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于15N标记噬菌体的DNA和蛋白质，蛋白质外壳出现在上清液中，15N标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性。因此，D项正确，A、B、C项错误。
答案：D
大题冲关练——综合创新·求突破
12．(2018·海口中学高三模拟卷)如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。
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(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是噬菌体只由__________________________组成。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的分别是________________________。
(4)仅有图3的实验过程，________________(能或不能)说明蛋白质不是遗传物质，原因是____________________________。
解析：(1)32P标记的是①(磷酸基团)，⑤(肽键)不含S，有些R基含S，故35S标记的是R基。(2)噬菌体侵染细菌的实验思路是单独观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出重量较轻的噬菌体外壳，以便观察放射性存在的部位。(4)图3实验中蛋白质外壳没有进入细菌体内，不能说明噬菌体的蛋白质不是遗传物质。
答案：(1)④ ①
(2)蛋白质外壳和DNA
(3)搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体的外壳
(4)不能 蛋白质外壳没有进入细菌体内
13．(2018·山西怀仁一中高三期末试题)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶使之出现感染斑的RNA病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下RNA，由于两者的亲缘关系较近，能重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系病毒感染烟叶，请据下图回答问题：
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a为TMV的蛋白质感染，b为TMV的RNA感染，c为HRV的蛋白质感染，d为HRV的RNA感染，e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染。
(1)a与b，c与d的结果不同，说明_________________________。
(2)b与d的结果不同，说明_________________________。
(3)e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自________，合成蛋白质的原料氨基酸由______________提供。
(4)f中的杂交病毒感染后，子代病毒具有来自________的RNA和来自________的蛋白质。
解析：(1)根据题意可知，a和c均为病毒的蛋白质感染结果，烟叶均未出现病斑，而b和d均为病毒的RNA感染结果，烟叶均出现了相应的病斑，由此可推知对这两种病毒来说，RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。(2)b和d均为病毒的RNA感染结果，b与d的结果不同，说明不同的RNA，控制合成不同的蛋白质，表现出不同的性状。(3)e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，烟叶形成的病斑与b(TMV的RNA感染)形成的病斑相同，说明e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自TMV的RNA；病毒在宿主细胞中合成蛋白质时所用的原料氨基酸由宿主细胞(烟叶细胞)提供。(4)f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染，烟叶形成的病斑与d(HRV的RNA感染)形成的病斑相同，说明f中的子代病毒具有来自HRV的RNA；根据前面分析可知，RNA是病毒的遗传物质，故f中的子代病毒的蛋白质应该是由HRV的遗传物质RNA控制合成的。
答案：(1)对这两种病毒来说，RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 (2)不同的RNA，控制合成不同的蛋白质，表现出不同的性状 (3)TMV的RNA 烟叶细胞 (4)HRV HRV
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