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2019-2020年高中生物 課時(shí)訓(xùn)練 10 探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程 蘇教版必修2 一、非標(biāo)準(zhǔn) 1.20世紀(jì)初,科學(xué)家猜測(cè),生命的遺傳物質(zhì)應(yīng)該是蛋白質(zhì),理由是(　　)。 A.蛋白質(zhì)由C、H、O、N等元素組成 B.蛋白質(zhì)由種類不同、數(shù)目不等的氨基酸組成,具有多樣性 C.蛋白質(zhì)具有熱穩(wěn)定性 D.蛋白質(zhì)能自我復(fù)制 解析:作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備貯存巨大數(shù)量遺傳信息的能力,蛋白質(zhì)具有多樣性,符合該特點(diǎn),蛋白質(zhì)具有多樣性是科學(xué)家們猜測(cè)蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的主要理由。具有穩(wěn)定性和自我復(fù)制能力也是遺傳物質(zhì)的特點(diǎn),但蛋白質(zhì)不具有這兩個(gè)特點(diǎn)。元素組成不是遺傳物質(zhì)的條件。 答案:B 2.下列關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述,正確的是(　　)。 A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B.分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫培養(yǎng) C.用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D.32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)分別說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 解析:培養(yǎng)噬菌體需用含細(xì)菌的培養(yǎng)基;被標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,經(jīng)短時(shí)間培養(yǎng)后,攪拌離心處理;該實(shí)驗(yàn)中,若攪拌不充分,噬菌體的外殼沒(méi)有與細(xì)菌完全分離,沉淀物中存在少量放射性35S;噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)僅能說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì),沒(méi)有說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 答案:C 3.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn): ①R型細(xì)菌的DNA +DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射入小鼠?、赟型細(xì)菌的DNA + DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠　③R型細(xì)菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠?、躍型細(xì)菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠 以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠的情況依次是(　　)。 A.存活、存活、存活、死亡 B.死亡、存活、存活、存活 C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、死亡 解析:①R型細(xì)菌的DNA+DNA酶→加入S型細(xì)菌,相當(dāng)于加入了S型活細(xì)菌,小鼠死亡;②S型細(xì)菌的DNA+DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠,S型細(xì)菌的DNA被分解,不發(fā)生轉(zhuǎn)化,相當(dāng)于加入了R型活細(xì)菌,小鼠存活;③R型細(xì)菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA,④S型細(xì)菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA,這兩組細(xì)菌都被加熱殺死,小鼠存活。 答案:B 　　　　　　　　　　　　　　　　 4.針對(duì)耐藥菌日益增多的情況,利用噬菌體作為一種新的抗菌治療手段的研究備受關(guān)注。下列有關(guān)噬菌體的敘述,正確的是(　　)。 A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌體的蛋白質(zhì) B.以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸 C.外殼抑制了宿主菌的蛋白質(zhì)合成,使該細(xì)菌死亡 D.能在宿主菌內(nèi)以二分裂方式增殖,使該細(xì)菌裂解 解析:噬菌體是專一寄生在細(xì)菌細(xì)胞中的一類病毒。在侵染過(guò)程中,噬菌體自身的核酸注入宿主細(xì)胞中,蛋白質(zhì)外殼留在宿主細(xì)胞外。核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞后,噬菌體以自身的核酸為模板合成子代噬菌體的核酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤。由于噬菌體在細(xì)菌內(nèi)大量增殖造成細(xì)菌的裂解死亡,C項(xiàng)錯(cuò)誤。噬菌體的增殖方式為復(fù)制增殖,而二分裂是原核生物的增殖方式,D項(xiàng)錯(cuò)誤。以自身核酸為模板,以宿主菌的氨基酸為原料合成子代噬菌體的蛋白質(zhì),A項(xiàng)正確。 答案:A 5.下圖表示“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的部分研究過(guò)程。能充分說(shuō)明“DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”的是(　　)。 含活 R型 細(xì)菌 的培 養(yǎng)基 A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.①②③④ 解析:要證明“DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”,就應(yīng)單獨(dú)檢測(cè)DNA、蛋白質(zhì)等各種組成物質(zhì)能否使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,能的就是S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì),否則就不是。 答案:D 6.下列關(guān)于生物遺傳物質(zhì)的敘述,不正確的是(　　)。 A.牛的遺傳物質(zhì)是DNA B.除部分病毒以外,生物的遺傳物質(zhì)都是DNA C.絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA D.生物細(xì)胞內(nèi)DNA較多,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析:牛是真核生物,其細(xì)胞內(nèi)既含DNA又含RNA,但只有DNA是遺傳物質(zhì)。病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA,其他有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物,其遺傳物質(zhì)是DNA,因此可以說(shuō)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”中,“主要”二字的含義是“絕大多數(shù)”生物,不是指的DNA含量。 答案:D 7.下圖是某種高等植物的病原體的遺傳過(guò)程實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明這種病原體(　　)。 A.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過(guò)RNA遺傳 B.可單獨(dú)生存,通過(guò)蛋白質(zhì)遺傳 C.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過(guò)蛋白質(zhì)遺傳 D.可單獨(dú)生存,通過(guò)RNA遺傳 解析:由圖分析知,這種病原體是RNA病毒,其遺傳物質(zhì)為RNA。病毒均營(yíng)寄生生活,不能單獨(dú)生存。 答案:A 8.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測(cè),上清液的放射性占15%,沉淀物的放射性占85%。上清液帶有放射性的原因可能是(　　)。 A.噬菌體侵染大腸桿菌后,大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體 B.攪拌不充分,吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分離 C.離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng),上清液中析出較重的大腸桿菌 D.32P標(biāo)記了噬菌體蛋白質(zhì)外殼,離心后存在于上清液中 解析:32P標(biāo)記的物質(zhì)是噬菌體的DNA,DNA是遺傳物質(zhì),在噬菌體的前后代具有連續(xù)性。對(duì)噬菌體侵染大腸桿菌的混合物離心后,上清液中含噬菌體,沉淀物中含大腸桿菌,上清液帶有放射性的原因可能是部分噬菌體未侵入大腸桿菌,或大腸桿菌已釋放出部分子代噬菌體。 答案:A 9.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都是證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),在這些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路中最關(guān)鍵的是(　　)。 A.要得到噬菌體或肺炎雙球菌 B.要分離提純DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì) C.要用同位素對(duì)DNA和蛋白質(zhì)分別進(jìn)行標(biāo)記 D.要設(shè)法區(qū)分DNA和蛋白質(zhì),并單獨(dú)觀察它們各自的作用 解析:無(wú)論是對(duì)肺炎雙球菌的物質(zhì)進(jìn)行提純和鑒定,還是利用蛋白質(zhì)或DNA成分被標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌,目的都是讓相關(guān)物質(zhì)單獨(dú)起作用,以觀察它們各自的作用。只有如此才能證明DNA是遺傳物質(zhì),而其他成分不是。 答案:D 10.若1個(gè)35S標(biāo)記的大腸桿菌被1個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染,裂解后釋放的所有噬菌體(　　)。 A.一定有35S,可能有32P B.只有35S C.一定有32P,可能有35S D.只有32P 解析:1個(gè)被32P標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌,含32P標(biāo)記的噬菌體DNA侵入大腸桿菌,以大腸桿菌內(nèi)的物質(zhì)為原料進(jìn)行復(fù)制,故釋放的噬菌體可能含32P;以大腸桿菌內(nèi)的35S氨基酸為原料合成噬菌體蛋白質(zhì),故釋放的噬菌體一定含有35S。 答案:A 11.下圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 圖a 圖b 圖c (1)該實(shí)驗(yàn)是　　　　　　　所做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解。 (2)該實(shí)驗(yàn)是在　　　　　　　　實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,其目的是證明“　　　　”的化學(xué)成分。 (3)在對(duì)R型細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)之前,必須首先進(jìn)行的工作是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)依據(jù)圖a所示實(shí)驗(yàn),可以作出　　　　　　的假設(shè)。 (5)為驗(yàn)證上面的假設(shè),他們又設(shè)計(jì)了圖b的實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)中加入DNA酶的目的是　　　　　　　　　,他們觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是　　　　　　　　　　。 (6)通過(guò)上面兩步實(shí)驗(yàn),仍然不能說(shuō)明　　　　　　　　　　　　,為此他們?cè)O(shè)計(jì)了圖c的實(shí)驗(yàn):他們觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是　　　　　　　　　　,該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f(shuō)明　　　　　　　　　　。 解析:(1)由實(shí)驗(yàn)圖解可看出,這是在R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的DNA,是艾弗里及其同事所做的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解。(2)該實(shí)驗(yàn)是在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上為進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”的化學(xué)成分而設(shè)計(jì)的。(3)該實(shí)驗(yàn)是將S型細(xì)菌打碎,分離并提純其DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)后分別加入R型細(xì)菌培養(yǎng)基中。(4)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),可以證明DNA是遺傳物質(zhì)。(5)為了驗(yàn)證所作假設(shè),將能夠水解DNA的DNA酶與S型細(xì)菌的DNA混合后加入培養(yǎng)基中,結(jié)果培養(yǎng)基中只長(zhǎng)R型細(xì)菌。(6)要進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì),還需將這些物質(zhì)分別加入培養(yǎng)基中,看結(jié)果是不是只長(zhǎng)R型細(xì)菌。 答案:(1)艾弗里及其同事 (2)格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化　轉(zhuǎn)化因子 (3)分離并提純S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì) (4)DNA是遺傳物質(zhì) (5)分解從S型細(xì)菌中提取的DNA　培養(yǎng)基中只長(zhǎng)R型細(xì)菌 (6)蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)　培養(yǎng)基中只長(zhǎng)R型細(xì)菌　蛋白質(zhì)、多糖不是遺傳物質(zhì) 12.赫爾希和蔡斯為了證明噬菌體侵染大腸桿菌時(shí),進(jìn)入大腸桿菌的是噬菌體的DNA,而不是它的蛋白質(zhì)外殼,用兩種不同的放射性同位素分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和噬菌體的DNA。然后再讓這兩種不同標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,從而對(duì)此做出實(shí)驗(yàn)論證。據(jù)分析,噬菌體的蛋白質(zhì)外殼含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多種氨基酸?，F(xiàn)請(qǐng)你完成以下關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 (1)實(shí)驗(yàn)室已制備好分別含3H、14C、32P、35S等放射性同位素的微生物培養(yǎng)基。你將選擇哪兩種培養(yǎng)基分別用于噬菌體蛋白質(zhì)外殼和噬菌體DNA的標(biāo)記:　　　　　　　　　　　　。 (2)你用這兩種培養(yǎng)基怎樣去實(shí)現(xiàn)對(duì)噬菌體的標(biāo)記?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法和這樣設(shè)計(jì)的理由。 　。 (3)為什么不同時(shí)標(biāo)記同一個(gè)噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA? 　。 (4)若用32S標(biāo)記噬菌體,35S標(biāo)記大腸桿菌,則子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中都沒(méi)有　　　　元素,由此說(shuō)明 　; 子代噬菌體蛋白質(zhì)都含有　　　　元素,這是因?yàn)? 　。 解析:在噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中,用32P和35S標(biāo)記的目的是將DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)地觀察它們各自的作用。 (1)DNA上含P,蛋白質(zhì)含S,只有標(biāo)記各自特有元素才能區(qū)分開(kāi)。 (2)噬菌體不能獨(dú)立增殖,只有在宿主細(xì)胞內(nèi)才增殖,所以先用32P和35S標(biāo)記大腸桿菌,再讓噬菌體去侵染分別被32P、35S標(biāo)記的大腸桿菌。 (3)檢測(cè)放射性的儀器不能區(qū)分是32P還是35S產(chǎn)生的放射性。 (4)噬菌體侵染大腸桿菌時(shí),將DNA注入大腸桿菌體內(nèi),利用大腸桿菌內(nèi)的氨基酸,合成自身的蛋白質(zhì),而親代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌外部。 答案:(1)用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼 (2)先將大腸桿菌分別培養(yǎng)在含32P、35S的培養(yǎng)基上;然后用噬菌體去侵染分別被32P、35S標(biāo)記的大腸桿菌。因?yàn)槭删w專營(yíng)寄生生活 (3)檢測(cè)放射性的儀器不能區(qū)分放射性是由什么物質(zhì)產(chǎn)生的,因此只能分開(kāi)標(biāo)記 (4)32S　噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)蛋白質(zhì)外殼留在外面,沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)　35S　子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是利用大腸桿菌內(nèi)的氨基酸(含35S)為原料而合成的 13.下面是某中學(xué)生物興趣小組所做的DNA粗提取和鑒定的實(shí)驗(yàn)。 第一步:將一定量的鯉魚(yú)卵巢或　　　　　　　放在燒杯中,并加入一定量的蒸餾水,同時(shí)用玻璃棒攪拌,然后過(guò)濾,得到濾液; 第二步:對(duì)濾液進(jìn)行去除雜質(zhì)的處理; 第三步:將去雜處理的濾液進(jìn)行再次過(guò)濾,得到新的濾液; 第四步:在新的濾液中加入等量的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液,靜置2~3分鐘,溶液中會(huì)析出一些　　　　色絲狀物; 第五步:利用這些析出物進(jìn)行如下的鑒定性實(shí)驗(yàn)操作(如下表所示): 　 A試管 B試管 第1步 加入物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液5 mL 加入物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液5 mL 第2步 加絲狀物并攪拌 不加絲狀物 第3步 加4 mL二苯胺,混勻 加4 mL二苯胺,混勻 第4步 沸水浴5 min 沸水浴5 min 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①　　　　 ②　　　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ③　　　　　　　　　　　　 (1)完成實(shí)驗(yàn)步驟和表格中空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 (2)對(duì)A試管,完成第1、2、3步的操作后溶液顏色如何?　　　　　　　　　　　　。 (3)在沸水中加熱的目的是　, 同時(shí)說(shuō)明DNA較耐　　　　　溫,待試管冷卻后觀察顏色的變化,冷卻的目的是　　　　　　　　。 (4)B試管在實(shí)驗(yàn)中的作用是什么?　　　　　。 (5)A試管中溶液顏色的變化程度主要與　　　　　　　　　　　　　　　有關(guān)。 解析:(1)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是DNA的粗提取和鑒定,故所用生物材料必須是魚(yú)卵、雞血等DNA含量豐富的細(xì)胞組織。因?yàn)樵谛聻V液中析出的絲狀物主要成分是DNA,而DNA遇二苯胺在沸水浴條件下會(huì)被染成藍(lán)色,故可知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:①溶液逐漸變藍(lán);②溶液不變藍(lán)色。結(jié)論是:絲狀物主要是DNA。(2)因?yàn)閷?duì)A試管完成第1、2、3步的操作后,DNA僅少量溶解,故溶液顏色基本不變(不呈淺藍(lán)色)。(3)因?yàn)樵诜兴l件下,DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色,故需要對(duì)試管進(jìn)行沸水浴加熱,這也說(shuō)明DNA比較耐高溫。(4)因?yàn)锽試管與A試管相比,僅是未加絲狀物,其他處理均相同,故其在實(shí)驗(yàn)中起著對(duì)照作用。 答案:(1)魚(yú)卵　白?、偃芤褐饾u變藍(lán)　②溶液不變藍(lán)色?、劢z狀物主要是DNA (2)溶液顏色基本不變(不呈淺藍(lán)色) (3)加快染色的反應(yīng)速度　高　有利于DNA析出 (4)作對(duì)照 (5)加入試管中的DNA(絲狀物)的多少