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第1练　DNA是主要的遗传物质
A级·大概念对点练
概念点1　肺炎链球菌转化实验
1．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验小鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是 (　　)
A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是没有荚膜的S型细菌
B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡
C．在死亡的小鼠2的体内应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来
D．死菌乙未导致小鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫
2．为研究使肺炎链球菌发生转化的物质，某学习小组进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.该实验的假设是“使肺炎链球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA”
B．甲组实验作对照，培养皿中应当有两种菌落
C．该实验控制自变量用到了“加法原理”
D．若乙组培养皿中有两种菌落，丙组培养皿中有一种菌落，则说明使肺炎链球菌发生转化的物质是DNA
3．[2024·衡水中学检测]为探究格里菲思提出的“转化因子”的化学本质，艾弗里做了以下相关实验：
①先用苯酚氯仿法去除S型细菌中的绝大部分蛋白质，发现其仍然可以发生转化；②用催化多糖分解的酶处理S型细菌后，其仍然具有转化活性；③不断去除各种成分，最终得到纯化的转化因子，将其与DNA的化学性质进行比较，发现两者几乎一致，据此推断转化因子就是DNA；④用DNA酶处理后，转化因子的转化能力丧失，确认了转化因子就是DNA。
下列分析不合理的是(　　)
A．①的实验结果说明蛋白质不是转化因子 B．②的实验结果说明多糖不是转化因子
C．③中去除的各种成分中包括脂质、RNA等 D．④的实验结果是对③中实验推断的证明
4.
某同学对格里菲思的实验进行了改良，将R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、加热杀死的S型细菌和R型活细菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四组相同的培养基上，在适宜无菌的条件下进行培养，一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．若培养前在甲组培养基中加入S型细菌的DNA，得到的菌落类型与丁不同
B．甲、乙两组作为丁组的对照组，丙组培养基无菌落产生，可以不必设置
C．丁组的实验结果说明了使R型细菌发生转化的物质是S型细菌的DNA
D．该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等
概念点2　噬菌体侵染细菌的实验和生物的遗传物质
5．下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)
A．用乳酸菌替代大肠杆菌进行实验，可获得相同的实验结果
B．32P标记的噬菌体侵染细菌，保温时间的长短会影响实验结果
C．子代噬菌体的DNA全部来自亲代，蛋白质全部来自大肠杆菌
D．35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀中出现放射性可能是基因突变造成的
6．如图为用35S或32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，下列叙述正确的是(　　)
A．锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中不含35S或32P
B．在这个实验的沉淀物中出现较高放射性，可能的原因是保温时间过短，部分噬菌体未侵染大肠杆菌
C．若用32P标记的亲代噬菌体侵染大肠杆菌，则子代噬菌体全部具有放射性
D．通过35S和32P分别标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质
7．下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，不正确的是(　　)
A．同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质主要是DNA，其次是RNA
B．细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质也是DNA
C．具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质
D．在生物界中，只有部分病毒的遗传物质是RNA
B级·素养提能练
8.[2024·天水一中检测]如图表示“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”中保温时间与物质放射性强度的变化，下列叙述正确的是(　　)
A.甲表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
B．甲表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
C．乙表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化
D．乙表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化
9．[2024·济南模拟]烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是 (　　)
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用
C．c、d过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
10．[2024·江苏百校联考]T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，实验分两组：第一组实验用35S标记T2噬菌体，第二组实验用32P标记T2噬菌体。若赫尔希和蔡斯的假设是噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，蛋白质是噬菌体的遗传物质。则T2噬菌体侵染大肠杆菌(短时间保温、搅拌、离心)后检测上清液和沉淀物中的放射性，下列说法中支持该假设的预期结果是 (　　)
选项 第一组的放射性 第二组的放射性
上清液 沉淀物 子代噬 菌体 上清液 沉淀物 子代噬 菌体
A 高 低 有 低 高 无
B 低 高 有 高 低 无
C 高 低 无 低 高 有
D 低 高 无 高 低 有
11．肺炎链球菌R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌DNA整合到了R型细菌DNA上。研究人员为了研究转化是否需要S型细菌和R型细菌的直接接触，利用如图装置进行了实验。先将两种类型菌株分别加入U形管左、右两臂内，U形管中间隔有微孔滤板。实验过程中在U形管右臂端口将培养液缓慢地吸过来压过去，让两菌株共享一种培养液，吸压过程也会导致少量菌体破裂。一段时间后取U形管两臂菌液涂布培养，左臂菌液只出现S型细菌菌落，右臂菌液同时出现S型、R型两种类型的细菌菌落。下列叙述不正确的是(　　)
A.微孔滤板不允许肺炎链球菌通过 B．微孔滤板允许DNA分子通过
C.左侧的透气塞允许肺炎链球菌通过 D．R型细菌转化成S型细菌不需要两者直接接触
12．肺炎链球菌转化时，加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌的前提是R型细菌处于感受态(细胞的通透性变大，便于外源基因进入的状态)。感受态的R型细菌会分泌细胞壁自溶素溶解自身细胞壁，暴露出细胞膜上的DNA结合蛋白等，最终得到转化菌和原型菌(R型细菌)。转化过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.可通过肉眼观察或显微观察区分S型细菌和R型细菌
B.加热杀死的S型细菌的其中一条DNA单链是被自身的DNA酶降解
C.肺炎链球菌转化的实质是基因重组
D.转化菌的性状与S型细菌不完全相同
13．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：
(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__________________________________
________________________________________________________________________。
14．科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记。请回答下列问题：
第一组 第二组 第三组
噬菌体成分 用35S标记 未标记 用14C标记
大肠杆菌成分 用32P标记 用18O标记 未标记
(1)第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是________。一般地说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中________(填“一定含有”“一定不含有”或“不一定含有”)14C。
(2)假设在第一组实验中，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的________。
(3)第二组与第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性的主要部位分别是________、________。
(4)若第一组和第三组的噬菌体标签脱落，无法辨别，请设计实验进行鉴别，写出实验设计思路：_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
C级·真题实战练
15.[2022·海南卷]某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(　　)
T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
A.①和④ B．②和③ C．②和④ D．④和③
16．[2022·浙江1月卷改编]S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解
B.步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
第1练　DNA是主要的遗传物质
1．答案：C
解析：肺炎链球菌的R型细菌没有荚膜、无毒性，S型细菌有荚膜、有毒性。实验结果显示：将活菌甲注射到小鼠1体内，小鼠1不死亡，而将活菌乙注射到小鼠4体内，小鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，活菌乙是有荚膜的S型细菌，A错误；注射②是将活菌甲与死菌乙混合后注射到小鼠2体内，结果从死亡的小鼠2体内分离出活菌乙，注射④是将分离出的活菌乙注射到小鼠4体内，结果是小鼠4死亡，说明死菌乙的体内有“转化因子”，促使活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验小鼠死亡，B错误；死菌乙对实验小鼠而言属于抗原，进入实验小鼠体内会引起特异性免疫，D错误。
2．答案：C
解析：由乙、丙两组实验中分别加入了蛋白酶和DNA酶可知，该实验的假设是“使肺炎链球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA”，甲组实验只加了S型细菌的细胞提取物，未加蛋白酶或DNA酶，因此甲组作对照，培养皿中应当有R型细菌和S型细菌两种菌落，该实验控制自变量的方法用到了“减法原理”；乙组加入了蛋白酶，水解了S型细菌的蛋白质，排除了蛋白质的干扰，丙组加入了DNA酶，S型细菌的DNA被水解，若乙组培养皿中有两种菌落，丙组培养皿中有一种菌落，则说明乙组肺炎链球菌发生了转化，而丙组未发生转化，从而说明使肺炎链球菌发生转化的物质是DNA。
3．答案：A
解析：①的实验用苯酚氯仿法去除掉的是S型细菌中的绝大部分蛋白质，不是所有蛋白质，因此并不能说明蛋白质不是转化因子。
4．答案：D
解析：培养前在甲组培养基中加入S型细菌的DNA，可使部分R型细菌发生转化，得到的菌落类型与丁相同，A项错误；丙组作为丁组的对照组，排除加热杀死的S型细菌复活的可能，B项错误；丁组的实验结果只能说明加热杀死的S型细菌可以使R型细菌发生转化，不能说明使R型细菌发生转化的物质是S型细菌的DNA，C项错误；该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等，D项正确。
5．答案：B
解析：噬菌体专一性侵染大肠杆菌，若本实验用乳酸菌替代大肠杆菌，则不能得到相同的实验结果，A错误；32P标记的噬菌体侵染细菌，保温时间过长，有部分子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来；时间过短，亲代噬菌体的核酸不能完全注入大肠杆菌内，因此保温时间过长或过短都会导致上清液中的放射性偏大，B正确；少数子代噬菌体的DNA的两条链中一条来自亲代，一条是新合成的，大部分子代噬菌体的DNA为新合成的，蛋白质全部是新合成的，C错误；35S标记的噬菌体侵染细菌时，沉淀中出现少量放射性，可能是搅拌不充分所致，D错误。
6．答案：A
解析：被标记的亲代噬菌体侵染的是未标记的大肠杆菌，因此大肠杆菌培养液中的营养成分不含32P或35S，A正确；若保温时间过短，32P标记的噬菌体有还未侵染大肠杆菌的，会出现在上清液中，不会导致沉淀物中出现较高放射性；若搅拌不充分，35S标记的T2噬菌体会吸附在大肠杆菌上，沉淀物中出现较高放射性，B错误；若用一个32P标记的亲代噬菌体（两条DNA模板链被32P标记）侵染大肠杆菌，用的是未标记大肠杆菌体内的无放射性的原料，则新合成的DNA子链均无放射性，只有两个噬菌体因DNA各含有一条标记的模板链而具有放射性，C错误；本实验只证明了DNA是遗传物质，不可以证明DNA是主要的遗传物质，D错误。
7．答案：A
解析：同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质是DNA，A错误；细胞生物的遗传物质是DNA，主要存在于细胞核中，少量存在于细胞质的线粒体和叶绿体中，B正确；具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质，C正确；DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数病毒的遗传物质，D正确。
8．答案：D
解析：在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量随保温时间的变化应该是先增加再降低，不能用图甲表示，A错误；在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量较低，且与保温时间没有关系，不能用图甲表示，B错误；在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化应该用图甲表示，C错误；在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量较高，且与保温时间没有关系，可用图乙表示，D正确。
9．答案：D
解析：a过程表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，TMV的蛋白质外壳没有侵染作用，A正确；b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，烟叶出现病斑，其有侵染作用，B正确；c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶出现病斑，并能从中分离出车前草病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，C正确；该实验证明了车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳不是遗传物质，但未证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D错误。
10．答案：B
解析：第一组实验用35S标记噬菌体，则标记的是蛋白质，若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，则上清液中放射性低，而沉淀物中放射性高，且子代噬菌体含有放射性；第二组实验用32P标记噬菌体，则标记的是DNA，若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，则上清液中放射性高，而沉淀物中放射性低，且子代噬菌体无放射性。综上所述，A、C、D错误，B正确。
11．答案：C
解析：由实验目的及所学知识可知，微孔滤板不允许肺炎链球菌通过，但允许DNA分子通过，A项、B项正确；左侧透气塞的作用有过滤微生物、防止污染，其不允许肺炎链球菌通过，C项错误。
12．答案：B
解析：S型细菌有多糖荚膜，菌落光滑，R型细菌没有多糖荚膜，菌落粗糙，因此可肉眼比较菌落或显微镜观察细菌区分两种细菌，A正确；加热杀死的S型细菌中，DNA酶会变性失活，因此加热后DNA酶不能发挥催化作用，所以其中一条DNA单链不是被自身的DNA酶降解的，B错误；由R型细菌转化成S型细菌，实质上是S型细菌的DNA进入了R型细菌的细胞内进行表达，肺炎链球菌的转化实验的实质是基因重组，C正确；转化后的S型细菌中含有R型细菌的基因，因此转化菌与S型细菌性状不完全相同，D正确。
13．答案：（1）④ ①（2）蛋白质外壳和DNA（3）搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
解析：（1）32P标记的是①（磷酸基团），S元素位于R基上，故35S标记的是④（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，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
14．答案：（1）18O不一定含有（2）100%、0（3）沉淀物'沉淀物和上清液（4）让两组的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，保温、离心，比较沉淀物中放射性强度大小，放射性强度很低的是第一组噬菌体，放射性强度较高的是第三组噬菌体
解析：（1）第二组实验中，子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，所以蛋白质外壳中存在的氧元素是18O。一般来说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，只有少量子代噬菌体含有原噬菌体DNA的一条链。（2）假设在第一组实验中，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，由于大肠杆菌用32P标记，而用35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，所以从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0。（3）第二组与第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性的主要部位分别是沉淀物、沉淀物和上清液。（4）若第一组和第三组的噬菌体标签脱落，无法辨别，可设计如下实验进行鉴别：让两组的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，保温、离心，比较沉淀物中放射性强度大小，放射性强度很低的是第一组噬菌体，放射性强度较高的是第三组噬菌体。
15．答案：C
解析：T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，短时间保温后，搅拌、离心，上清液含有T2噬菌体颗粒，沉淀物为被T2噬菌体感染的大肠杆菌。分析可知，①组中15N不具有放射性，故检测不到放射性；②组的沉淀物放射性很高，上清液放射性较低；③组的上清液和沉淀物中均有较强的放射性；④组的上清液放射性很高，沉淀物的放射性很低。故选C。
16．答案：D
解析：步骤①中，酶处理后要保证底物完全水解，A错误；甲或乙的加入量属于无关变量，应相同，故甲或乙的加入量会影响实验结果，B错误；液体培养基利于营养物质和细菌充分接触，加快物质交换的速度，有利于细菌转化，C错误；S型细菌菌落光滑，有荚膜，R型细菌菌落粗糙，无荚膜，通过鉴定细胞形态或观察菌落可以确定是否出现S型细菌，D正确。

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