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課時分層作業(yè)(九) 探索遺傳物質的過程 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標練] 1．下列對遺傳物質的探索歷程的敘述正確的是(　　) A．最初認為遺傳物質是蛋白質，推測氨基酸的多種排列順序可能蘊含遺傳信息 B．格里菲思肺炎雙球菌轉化實驗表明了S型細菌中的轉化因子是DNA C．艾弗里在含有R型細菌的培養(yǎng)基中加入S型細菌的DNA，R型細菌全部轉化成S型細菌 D．赫爾希、蔡斯用32P標記的T2噬菌體侵染細菌，離心后的上清液中檢測不到放射性 A　[最初認為遺傳物質是蛋白質，推測氨基酸的多種排列順序可能蘊含遺傳信息，A正確；格里菲思肺炎雙球菌轉化實驗表明了S型細菌中的某種活性物質促進R型細菌的轉化，即存在轉化因子，并沒有證明是DNA，B錯誤；艾弗里在含有R型細菌的培養(yǎng)基中加入S型細菌的DNA，有一部分R型細菌轉化成S型細菌，而不是全部，C錯誤；赫爾希、蔡斯用32P標記的T2噬菌體侵染細菌，離心后的上清液中檢測到少量的放射性，原因可能是少量的細菌破裂，噬菌體釋放，噬菌體重量較輕，出現(xiàn)在上清液中，D錯誤。] 2．“肺炎雙球菌的轉化實驗”證明了DNA是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質。得出這一結論的關鍵是(　　) A．用S型活細菌和加熱殺死后的S型細菌分別對小白鼠進行注射，并形成對照 B．用殺死的S型細菌與無毒的R型細菌混合后注射到小鼠體內，測定小鼠體液中抗體的含量 C．從死亡小鼠體內分離獲得了S型細菌 D．將S型細菌的各種因子分離并分別加入各培養(yǎng)基中，培養(yǎng)R型細菌，觀察是否發(fā)生轉化 D　[當把S型細菌的各種因子分離并分別與R型細菌混合培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)只有加入DNA的培養(yǎng)基中R型細菌發(fā)生轉化，出現(xiàn)S型細菌，而加入其他因子的培養(yǎng)基中R型細菌(如加入蛋白質)不發(fā)生轉化，即不出現(xiàn)S型細菌。] 3．下列有關核酸與遺傳物質關系的敘述中，不正確的是(　　) 【導學號：01632121】 A．DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質 B．有的生物的遺傳物質是RNA C．在真核生物中，DNA和RNA都是遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質 D．核酸是所有生物的遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質 C　[真核生物中都有DNA和RNA，RNA是DNA控制合成的，DNA是遺傳物質。絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質是RNA，因此說DNA是主要的遺傳物質。] 4．生物興趣小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌實驗，下列有關分析不正確的是(　　) A．理論上，b中不應具有放射性 B．上述實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質 C．若b中含有放射性，說明與①過程中培養(yǎng)時間的長短有關 D．b中含放射性的高低，與②過程中攪拌是否充分有關 C　[35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，所以離心后，理論上b中不應具有放射性，A正確；由于蛋白質外殼沒有進入細菌，又沒有標記DNA，所以不能證明DNA是遺傳物質，B正確；35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體侵染細菌時，蛋白質外殼留在外面，經攪拌后與細菌分開，所以若b中含有放射性，說明攪拌不充分，C錯誤；②過程中攪拌的目的是將蛋白質外殼和細菌分開，若該過程攪拌不充分，則會導致部分蛋白質外殼吸附在細菌上，并隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物中含較高的放射性，若攪拌充分，則沉淀物中的放射性較低，D正確。] 5．如果用3H、14C、32P、35S標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產生的子代噬菌體的組成結構成分中，能夠找到的放射性元素為(　　) A．可在外殼中找到3H、14C、35S B．可在DNA中找到32P、14C、3H C．可在外殼中找到14C、35S D．可在DNA中找到14C、32P、35S B　[3H、14C均可標記噬菌體的DNA和蛋白質外殼，而32P只標記噬菌體的DNA,35S只標記噬菌體的蛋白質外殼。在噬菌體侵染細菌過程中，蛋白質外殼沒有進入細菌細胞，只有DNA分子進入細菌細胞，并利用細菌的脫氧核苷酸和氨基酸合成噬菌體的DNA和蛋白質外殼，所以產生的子代噬菌體DNA分子上有3H、14C、32P，沒有35S。] 6．某同學分離純化了甲、乙兩種噬菌體的蛋白質和DNA，重新組合為“雜合”噬菌體，然后分別感染大腸桿菌，并對子代噬菌體的表現(xiàn)型作出預測，見下表。其中預測正確的是(　　) 【導學號：01632122】 “雜合”噬菌體的組成 實驗預期結果 預期結果序號 子代表現(xiàn)型 甲的DNA＋乙的蛋白質 1 與甲種一致 2 與乙種一致 乙的DNA＋甲的蛋白質 3 與甲種一致 4 與乙種一致 A．1、3　　　　 B．1、4 C．2、3 D．2、4 B　[由題可知，兩種噬菌體均為DNA病毒，即DNA決定了病毒的遺傳性狀。甲的DNA＋乙的蛋白質組成“雜合”噬菌體，“雜合”噬菌體的子代表現(xiàn)型與甲種一致；乙的DNA＋甲的蛋白質組成“雜合”噬菌體，“雜合”噬菌體的子代表現(xiàn)型與乙種一致。] 7．如圖是某種高等植物的病原體的遺傳過程實驗，實驗表明這種病原體 (　　) A．寄生于細胞內，通過RNA遺傳 B．寄生于細胞間，通過蛋白質遺傳 C．寄生于細胞內，通過蛋白質遺傳 D．寄生于細胞間，通過RNA遺傳 A　[該病原體為RNA病毒，該病毒必須在宿主細胞內才能繁殖，且RNA是該病毒的遺傳物質，蛋白質不是該病毒的遺傳物質。] 8．美國科學家艾弗里和他的同事，從S型活細菌中提取了DNA、蛋白質和多糖等物質，然后分別加入培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中。結果發(fā)現(xiàn)只有加入DNA的培養(yǎng)基中，R型細菌轉化成了S型細菌，而加入蛋白質和多糖的培養(yǎng)基中，R型細菌不能發(fā)生這種轉化。這一現(xiàn)象說明了(　　) ①S型細菌的性狀是由DNA決定的　②在轉化過程中，S型細菌的DNA進入R型細菌細胞中?、跠NA是遺傳物質?、躍型細菌的DNA是遺傳物質，R型細菌的DNA不是遺傳物質　⑤蛋白質和多糖不是遺傳物質 A．①②③ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②③④⑤ C　[題干描述了艾弗里實驗的過程，這一實驗通過對照證明S型細菌的DNA是遺傳物質，控制其性狀，而蛋白質和多糖等不是S型細菌的遺傳物質，但本實驗并未證明R型細菌的遺傳物質是什么。] 9．在DNA的粗提取與鑒定實驗中，有兩次DNA的沉淀析出，其依據(jù)的原理是(　　) 【導學號：01632123】 ①DNA在物質的量濃度為0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低 ②DNA在冷卻的體積分數(shù)為95%的乙醇溶液中能沉淀析出 A．兩次都是① B．第一次是①，第二次是② C．兩次都是② D．第一次是②，第二次是① B　[第一次利用DNA、蛋白質在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度不同，可將DNA析出；第二次利用冷卻的體積分數(shù)為95%的乙醇溶液能使DNA沉淀析出，而脂溶性雜質溶解，故可利用此方法進一步提純DNA。] 10．肺炎雙球菌有許多類型，有莢膜的具有毒性，能引起人或動物患肺炎或敗血?。粺o莢膜的不具有毒性，不能引起人或動物患病。如圖所示為1944年美國學者艾弗里和他的同事所做的細菌轉化實驗。請回答： (1)實驗A，老鼠患敗血病死亡。以后各實驗中，老鼠的存活情況分別為：B________；C________；D________；E________。 (2)不致病的肺炎雙球菌接受了_____________________________， 使它的遺傳特性發(fā)生了改變。 (3)肺炎雙球菌的毒性由莢膜物質引起，莢膜物質是一種毒蛋白，這說明蛋白質的合成由________控制。 (4)這個實驗說明____________________________________________。 [解析]　因為無莢膜的肺炎雙球菌無毒性，有莢膜的具有毒性，所以單獨處理，前者存活，后者死亡。煮沸有毒性的細菌，蛋白質變性，毒性消失，而DNA結構穩(wěn)定性強，加熱沒有變性，所以與無毒菌混合在老鼠體內發(fā)生DNA整合而控制有毒蛋白的合成，導致小鼠死亡。 [答案]　(1)存活　存活　死亡　存活 (2)致病肺炎雙球菌的DNA　(3)DNA (4)DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質 11．下圖是“DNA粗提取與鑒定”相關實驗步驟，請據(jù)圖分析回答： (1)雞血細胞是進行該實驗較好的實驗材料，這是因為雞血細胞核中______________，材料易得，以及雞血細胞極易____________。從雞血細胞中釋放出核物質的處理方法是___________________________________ __________________________________________________。 (2)圖a表示釋放核物質后進行過濾的過程，過濾后取________進行下一步實驗。 (3)圖b表示的相關操作過程中，加入2 mol/L NaCl溶液的作用是__________________________________________________。 (4)圖c表示在濾液中加入冷卻的95%的乙醇溶液，其目的是__________________________________________________。 [解析]　(1)雞血細胞核中DNA含量高，讓雞血細胞在蒸餾水中吸水漲破可釋放出核物質。(2)a過程的過濾濾出雞血紅細胞膜等，核物質含在濾液中。(3)在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解，蛋白質析出。(4)冷卻的95%的乙醇溶液可讓DNA析出。 [答案]　(1)DNA含量豐富　吸水漲破　向雞血細胞中加入蒸餾水，并攪拌 (2)濾液 (3)溶解DNA分子 (4)提取雜質更少的DNA(或去除脂溶性雜質) 12．下圖為用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌細胞內)的實驗，據(jù)圖回答下列問題： 【導學號：01632124】 (1)根據(jù)上述實驗對下列問題進行分析：錐形瓶中的培養(yǎng)液用來培養(yǎng)________，其內的營養(yǎng)成分中是否含有32P？________。 (2)對下列可能出現(xiàn)的實驗誤差進行分析： ①測定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培養(yǎng)時間較短，有部分噬菌體____________，仍存在于________。 ②若接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是復制增殖后的噬菌體___________________________ _________________________________________________。 (3)請你設計一個給T2噬菌體標記上32P的實驗： ①配制適合培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基中加入____________，作為合成DNA的原料； ②_________________________________________________________； ③在培養(yǎng)液中提取出所需要的T2噬菌體，其體內的________被標記上32P。 [解析]　(1)圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液用于培養(yǎng)大腸桿菌，用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌時，錐形瓶內的營養(yǎng)成分中不能含有32P。 (2)若培養(yǎng)時間較短，可能有部分噬菌體沒有侵入大腸桿菌，而存在于培養(yǎng)液中；若培養(yǎng)時間過長，大腸桿菌可能會裂解，釋放出增殖的噬菌體。 (3)要給T2噬菌體標記上32P，首先要用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，然后讓噬菌體侵染被32P標記的大腸桿菌，從而得到被32P標記的噬菌體。 [答案]　(1)大腸桿菌　不含有 (2)①沒有侵入大腸桿菌　培養(yǎng)液中 ②從大腸桿菌體內釋放出來 (3)①用32P標記的脫氧核苷酸 ②在培養(yǎng)基中接種大腸桿菌，培養(yǎng)一段時間后再接種T2噬菌體，繼續(xù)進行培養(yǎng) ③DNA [沖A挑戰(zhàn)練] 13．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下圖所示處理，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組對照，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．F組產生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結果 D．能導致小鼠死亡的是A、B、C、D四組 D　[E組是S型菌的蛋白質和R型活菌混合培養(yǎng)，沒有S型菌，所以注射后小鼠不死亡；F組是S型菌的DNA和R型活菌混合培養(yǎng)，有S型菌和R型菌，所以注射后小鼠死亡；E、F組對照能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質，A、B正確。F組有S型菌生成，是因為發(fā)生了基因重組，所以C是正確的。A組S型菌被加熱殺死，不會導致小鼠死亡，D組沒有S型菌，也不會導致小鼠死亡，所以D是錯誤的。] 14．在采用雞血為材料對DNA進行粗提取的實驗中，若需進一步提取雜質較少的DNA，可以依據(jù)的原理是(　　) A．在物質的量濃度為0.14 mol/L的氯化鈉溶液中DNA的溶解度最小 B．DNA遇二苯胺在沸水浴的條件下會變成藍色 C．DNA不溶于酒精而細胞中的一些物質易溶于乙醇溶液 D．質量濃度為0.1 g/mL的檸檬酸鈉溶液具有抗凝血作用 C　[在物質的量濃度為0.14 mol/L的氯化鈉溶液中DNA的溶解度最小，析出DNA，用二苯胺試劑是鑒定DNA，加質量濃度為0.1 g/mL的檸檬酸鈉溶液是為了防止雞血凝固。DNA不溶于乙醇溶液，可除去細胞中溶于乙醇溶液的物質而得到較純的DNA。] 15．有人試圖通過實驗來了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些過程，設計實驗如圖所示。 下表對結果的預測中，最可能發(fā)生的是(　　) 選項 放射性 S元素 P元素 A 全部無 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多數(shù)32P，少數(shù)31P C 少數(shù)有 全部32S 少數(shù)32P，多數(shù)31P D 全部有 全部35S 少數(shù)32P，多數(shù)31P D　[病毒侵染細胞時，蛋白質外殼留在外面，只有核酸注入細胞，由圖可知，病毒先在含32P的宿主細胞1中培養(yǎng)(其DNA被32P標記)，然后轉移到含35S的宿主細胞2中培養(yǎng)。病毒復制自身遺傳物質的模板是自身核酸(含32P)，所用的原料是宿主細胞2的核苷酸(含31P不具放射性)，故子代病毒的核酸大多含31P，少數(shù)含32P；病毒合成的蛋白質外殼所用的原料都是宿主細胞2的，故全被35S標記。] 16．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙草葉片，但兩者形成的病斑不同。有人用這兩種病毒做實驗，具體步驟和結果如下圖所示，請分析B圖中(a)(b)(c)三個實驗結果并回答下列問題。 【導學號：01632125】 A圖　　　　　B圖 (1)B圖中(a)表示用________感染煙葉，結果________。 (2)B圖中(b)表示用________感染煙葉，結果________。 (3)B圖中(c)表示用________感染煙葉，結果________。 (4)B圖中(d)表示由人工合成的新病毒產生的后代是________。 (5)整個實驗說明_____________________________________________ _____________________________________________________________ __________________________________________________。 (6)該實驗的設計思路是_______________________________________ __________________________________________________。 [解析]　TMV和HRV兩種植物病毒都是由RNA和蛋白質組成的。TMV的結構簡圖是實心螺旋RNA和空心方框蛋白質外殼；HRV的結構簡圖是空心螺旋RNA和斜線方框蛋白質外殼。A圖中的(a)(b)分別表示兩種病毒感染煙草葉片形成的病斑形狀。再看B圖：單獨用TMV的蛋白質外殼感染煙葉時，不產生病斑(a)，也就是蛋白質外殼無致病性；而用HRV的RNA感染煙葉時，煙葉出現(xiàn)病斑(b)，證明RNA起著遺傳物質的作用。把TMV的蛋白質外殼和HRV的RNA組合成“雜種病毒”，感染煙葉后所產生的病斑與HRV所致病斑形狀相同(c)，所生成的子代病毒是HRV(d)，進一步證明了RNA是遺傳物質。 [答案]　(1)TMV的蛋白質外殼　沒有侵染作用 (2)HRV的RNA　有侵染作用 (3)TMV的蛋白質外殼和HRV的RNA組成的“雜種病毒”　有侵染作用 (4)HRV (5)RNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質 (6)設法把生物的RNA與蛋白質分開，單獨地、直接地去觀察兩者的作用；并將不同病毒的RNA和蛋白質組合成“雜種病毒”來進一步驗證兩者的作用