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(共20张PPT)
课时规范练28　DNA是主要的遗传物质
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必备知识基础练
考点一　肺炎链球菌的转化实验
1.(2024·东北师大附中模拟)S型肺炎链球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体,而R型菌株却无毒性。下列有关叙述正确的是(　　)
A.加热致死的S型细菌与R型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因突变
B.S型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜
C.肺炎链球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质
D.高温处理过的S型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应
B
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解析 加热致死的S型细菌与R型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因重组,A项错误;S型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜,可以形成光滑的菌落,B项正确;肺炎链球菌利用自身的核糖体合成蛋白质,C项错误;高温处理过的S型细菌蛋白质变性时肽键不断裂,能与双缩脲试剂发生紫色反应,D项错误。
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2.(2025·广东模拟)在遗传物质的探究过程中,科学家共同推动了科学的发展。下列叙述错误的是(　　)
A.格里菲思的重要贡献是提出了转化因子的概念
B.艾弗里的肺炎链球菌转化实验使用了减法原理控制自变量
C.肺炎链球菌和噬菌体作为实验材料,具有细胞结构简单的优点
D.DNA双螺旋结构的提出为基因工程的兴起奠定了基础
C
解析 格里菲思的肺炎链球菌转化实验证实已加热致死的S型细菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子,A项正确;艾弗里的肺炎链球菌转化实验使用了减法原理控制自变量,B项正确;噬菌体为病毒,不具有细胞结构,C项错误;DNA双螺旋结构的提出为基因工程的兴起奠定了基础,D项正确。
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3.(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是(　　)
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
D
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解析 R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面粗糙,是无毒性的;S型细菌的菌体有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑,可以使人患肺炎或使小鼠患败血症,是有毒性的,A项正确。无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,是因为高温并没有影响S型细菌DNA的功能,被加热杀死的S型细菌的遗传物质DNA进入了R型活细菌体内并指导蛋白质的合成,进而从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,B、C两项正确。DNA酶可以水解S型细菌的DNA使其失去功能,因此将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,无法得到S型细菌,D项错误。
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考点二　噬菌体侵染细菌实验
4.(2024·江西临川模拟)下列有关赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,说法错误的是(　　)
A.子代噬菌体DNA中的部分元素来自亲代噬菌体
B.35S标记的T2噬菌体的获得需用35S标记的大肠杆菌培养
C.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中检测到较高的放射性,可能是因为培养时间过长
D.侵染过程中所需的ATP可由大肠杆菌的线粒体所提供
D
解析 大肠杆菌是原核生物,没有线粒体,D项错误。
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5.(2024·湖北武汉模拟)烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒,具有S和HR等多种株系。科学家分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质,进行了以下重组实验:
重组实验过程 子代病毒的类型
第一组:S-RNA+HR-蛋白质→感染烟草 S株系
第二组:HR-RNA+S-蛋白质→感染烟草 HR株系
下列相关叙述合理的是(　　)
A.可以通过培养基上菌落特征的不同鉴别TMV的不同株系
B.将TMV的遗传物质与二苯胺水浴加热,溶液会变成蓝色
C.根据实验结果可推测,TMV的RNA控制其蛋白质的合成
D.在该实验中,第一组实验是对照组,第二组实验是实验组
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解析 病毒必须寄生在活细胞中,不能用培养基培养,A项不合理;DNA与二苯胺沸水浴,溶液才会变成蓝色,而TMV的遗传物质是RNA,B项不合理;根据实验结果可推测,TMV的遗传物质是RNA,能控制其蛋白质的合成,C项合理;该实验为相互对照实验,第一组和第二组互为对照组与实验组,D项不合理。
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6.(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(　　)
实验组 材料及标记 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
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解析 噬菌体侵染大肠杆菌时,只有DNA进入大肠杆菌,蛋白质外壳没有进入,为了区分DNA和蛋白质,可用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,说明亲代噬菌体的DNA被32P标记,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中,说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记,即C项正确。
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关键能力提升练
7.(2025·福建宁德模拟)为了研究搅拌时间对实验结果的影响,科学家利用32P标记的噬菌体(甲组)和35S标记的噬菌体(乙组)分别侵染大肠杆菌,搅拌、离心后的实验数据如表所示。在搅拌时间5 min内被侵染细菌存活率都是100%。下列叙述错误的是(　　)
搅拌时间/min 1 2 3 4 5
甲组上清液放射性百分比/% 21 24 28 30 30
乙组上清液放射性百分比/% 40 70 76 80 80
A.分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体可获得被标记的噬菌体
B.被侵染细菌存活率保持在100%表明细菌未裂解
C.实验中搅拌时间可影响噬菌体与细菌分离的程度
D.搅拌5 min时,上清液放射性百分比为30%是因为部分标记的噬菌体未侵染细菌
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解析 噬菌体必须寄生于活细胞才能繁殖,因此分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体不能获得被标记的噬菌体,A项错误;被侵染细菌存活率保持在100%表明细菌未裂解,B项正确;搅拌的目的是让噬菌体和细菌分离,搅拌时间可影响噬菌体与细菌分离的程度,C项正确;搅拌5 min时,被侵染细菌成活率依然是100%,说明大肠杆菌没有裂解释放噬菌体,上清液放射性百分比为30%是因为部分标记的噬菌体未侵染细菌,D项正确。
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8.(2024·吉林三模)铜绿假单胞菌是造成医院内感染的主要病原菌之一,噬菌体是侵染细菌的病毒。研究人员欲利用铜绿假单胞菌噬菌体和宿主的相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。
噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体(噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳)对不同类型(PA1、PAO1)的铜绿假单胞菌的吸附率如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.噬菌体JG和噬菌体PaP1主要侵染的铜绿假单胞菌类型不同
B.噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附率与其遗传物质DNA直接相关
C.重组噬菌体繁殖产生的子代噬菌体,主要侵染铜绿假单胞菌PA1
D.三种噬菌体都利用铜绿假单胞菌的核糖体合成自身蛋白质外壳
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解析 由柱状图可知,噬菌体JG对PAO1吸附率高(B组100%),噬菌体PaP1对PA1的吸附率高(C组100%),可推测两种噬菌体主要侵染的铜绿假单胞菌的类型不同,A项正确;重组噬菌体组是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳构成的,其吸附结果与噬菌体JG的吸附率基本相同,可推测吸附率与其蛋白质外壳直接相关,B项错误;由题干信息可知,重组噬菌体是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳构成的,其子代应该为噬菌体PaP1,主要侵染的类型与C组结果相同,为PA1,C项正确;噬菌体在自身遗传物质的作用下,利用宿主体内的物质来合成自身的组成成分,D项正确。
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9.烟草花叶病毒(TMV)和车前草花叶病毒(HRV)是两种亲缘关系较近的RNA病毒。将TMV和HRV的RNA与蛋白质分离后,用两种RNA分别感染烟草植株的叶片,叶片上出现不同形状的病灶,用两类蛋白质分别感染烟草植株的叶片,叶片上均不出现病灶。将一种病毒的RNA与另一种病毒的蛋白质重组,得到两种杂交体,再用杂交体分别感染烟叶,烟叶上也出现病灶,病灶类型与杂交体的RNA种类有关而与蛋白质种类无关。下列叙述正确的是(　　)
A.实验结果说明病毒RNA也可独立完成完整的生命活动
B.因两种病毒RNA的亲缘关系较近,故二者的核苷酸含量相同
C.在被杂交体感染的烟叶上所形成的病灶中能收集到子代杂交体
D.实验证明了RNA是TMV和HRV的遗传物质而蛋白质不是
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解析 病毒没有独立生存的能力,其生存离不开细胞,所以病毒的RNA不能独立完成完整的生命活动,A项错误;TMV和HRV虽然亲缘关系较近,但二者的遗传物质不同,所以无法判断二者核苷酸的含量,B项错误;由于病灶类型与杂交体的RNA种类有关而与蛋白质种类无关,所以被杂交体感染的烟叶上所形成的病灶中不能收集到子代杂交体,只能收集到TMV或HRV,这取决于RNA的来源,C项错误;根据题干信息“将TMV和HRV的RNA与蛋白质分离后,用两种RNA分别感染烟草植株的叶片,叶片上出现不同形状的病灶,用两类蛋白质分别感染烟草植株的叶片,叶片上均不出现病灶”,可知RNA是TMV和HRV的遗传物质而蛋白质不是,D项正确。
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10.(13分)(2024·河南漯河期末)如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果,请据图回答下列问题。
(1)T2噬菌体的化学成分是
　　　　　　　　,用放射性32P
标记的是T2噬菌体的　　　　。
(2)要获得32P标记的T2噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基直接培养,原因是________________________________________
　　　　　 　　　　　 　　。
(3)实验过程中搅拌的目的是 　　　　　 　　　　　 　　,
离心后放射性较高的是　　　　　　(填“上清液”或“沉淀物”)。
蛋白质和DNA
DNA　
噬菌体是细菌病毒,不能独立生活,必须寄生在
活细胞中(其他答案合理亦可)
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　
沉淀物
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(4)接种噬菌体后培养时间过长,发现上清液中放射性增强,最可能的原因是 　　　　　 　　　　　 　　。
(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验,请简述对照实验设计: 　　　　　 　　　　　 　　。
预期的实验结果是 　　　　　 　　　　　 　　。
培养时间过长,增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来
用35S标记的T2噬菌体重复上述实验
上清液放射性较高,沉淀物放射性很低
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解析 (1)T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成,其中有磷元素的是DNA。(3)实验过程中,通过搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。由于32P存在于噬菌体DNA中,噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌体内,所以沉淀物中放射性较高。(5)赫尔希和蔡斯还设计用35S标记的T2噬菌体重复上述实验,由于35S标记的蛋白质没有进入细菌,所以上清液放射性较高,沉淀物放射性很低。

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