习题2：核酸是遗传物质的证据

一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分)1.(2022·杭州模拟)噬菌体侵染细菌的实验，说明了DNA是遗传物质，下列叙述中属于该实验不能证实的是()能进行自我复制能控制蛋白质的生物合成能控制生物体的性状遗传能产生可遗传的变异2.一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。对此有关叙述错误的是()A.最初认为遗传物质是蛋白质，推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息B.在肺炎双球菌转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组C.噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA完全分开D.在用32P标记噬菌体侵染细菌实验中，只有在离心后的沉淀物中才能检测到放射性同位素32P3.（2022·温州模拟）S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是()A.肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质型菌与R型菌致病性的差异是细胞分化的结果型菌再次进入人体后，可刺激记忆B细胞中某些基因的表达型菌的DNA用相关的酶水解后，仍然能使R型菌发生转化4.在证明DNA是遗传物质的实验中，科学家分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，在图中标记元素所在部位依次是()A.③⑤ B.②④ C.①⑤ D.①④5.(2022·韶关模拟)在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型菌与R型菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项()6.科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(如表)中，不可能出现的结果是()实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型Aa型TMV→感染植物a型a型Bb型TMV→感染植物b型b型C组合病毒（a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA）→感染植物b型a型D组合病毒（b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA）→感染植物a型a型7.(2022·长春模拟)完成肺炎双球菌离体转化实验后，一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用，形成荚膜，而不是起遗传作用”。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗—S)，提取出它的DNA，将DNA与对青霉素敏感的R型菌(记为非抗—R)共同培养。结果发现，某些非抗—R型菌已被转化为抗—S型菌并能稳定遗传。下列关于哈赤基斯实验的分析中，错误的是()A.实验证明:细菌中一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化B.抗—S型菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因C.实验结果表明:上述对肺炎双球菌离体转化实验所得结论的怀疑是错误的D.非抗—R型菌转化为抗—S型菌是基因突变的结果8.如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的结构成分中，能够找到的放射性元素为()A.可在外壳中找到15N和35S、3HB.可在DNA中找到3H、15N、32PC.可在外壳中找到15N和35SD.可在DNA中找到15N、32P、35S9.（2022·杭州模拟）如图甲是将杀死的S型菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，乙是用同位素标记技术完成的噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述中，不正确的是()A.甲图中ab时间段内，小鼠体内还没形成大量的免疫R型菌的抗体B.甲图中的S型菌是由R型菌转化来的C.乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质，所以沉淀物中完全没有放射性D.乙图中如果噬菌体和细菌混合后不经过搅拌，在悬浮液中放射性要减弱10.科研人员发现，在乙肝病人血液中，除了有乙肝病毒颗粒(HBV)外，还有大量的空心乙肝病毒颗粒，即病毒外壳。这一重要发现为乙肝疫苗的研制开辟了新的道路。这种“空心乙肝病毒颗粒”不可能来自()中DNA分子侵入肝细胞后留在外面的空壳B.在HBV增殖过程中未组装的HBV外壳C.由病毒减数分裂产生D.由人体肝细胞中核糖体合成的蛋白质外壳11.如图所示，肺炎双球菌转化实验中，在培养有R型菌的A、B、C、D四支试管中，分别加入从S型菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、荚膜物质，经过培养，检查发现有R型菌转化的是()12.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是()过程表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染效力过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其有感染效力、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染效力，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不是遗传物质二、非选择题(共2小题，共40分)13.（15分）(2022·金华模拟)1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能，请回答下列有关问题:(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位”。这句话指出了噬菌体作为实验材料具有_________________的特点。(2)通过_____________________________________________________________的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中__________变化。(3)侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到悬浮液和沉淀物，检测悬浮液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是_________________，所以搅拌时间少于1min时，悬浮液中的放射性_________。实验结果表明当搅拌时间足够长时，悬浮液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明________________________________________________________。图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明_________________，否则细胞外_________放射性会增高。(4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中___________起重要作用。14.（25分）（能力挑战题）(2022·宁波模拟)甲型H1N1流感为急性呼吸道传染病，其病原体是一种新型的甲型H1N1流感病毒，在人群中传播。与以往或目前的季节性流感病毒不同，该病毒毒株包含有猪流感、禽流感和人流感三种流感病毒的基因片段。人群对甲型H1N1流感病毒普遍易感，并可以人传染人，严重威胁人类的健康。许多研究小组对甲型H1N1流感病毒进行了研究，下面是某科研小组进行的实验，请你补充完善。实验目的:探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是否是RNA。材料用具:显微注射器、甲型H1N1流感病毒的核酸提取物、活猪胚、RNA酶。（1）实验原理:①甲型H1N1流感病毒的核酸提取物能使活猪胚中产生病毒。②RNA酶能______________________________________________________。（2）实验步骤:①第一步:取等量活猪胚两组，用显微注射技术向第一组活猪胚细胞中注射_____________________________________，向第二组活猪胚细胞中注射甲型H1N1流感病毒的核酸提取物和RNA酶。②第二步:在适宜条件下培养。③第三步:分别从培养后的猪胚中抽取样品，检测_________________________。（3）实验预测分析:①若第一组活猪胚中产生甲型H1N1流感病毒，第二组活猪胚中没有产生甲型H1N1流感病毒，则说明_____________________________________________________________________________________________________。②若_______________________________________________________________，则说明_____________________________________________________________________________________________________________________。答案解析1.【解析】选D。噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA能进行自我复制、DNA能控制蛋白质的生物合成、DNA能控制生物体的性状遗传。该实验中噬菌体DNA并未发生基因突变或基因重组，所以无法证明DNA能产生可遗传的变异。2.【解析】选D。本题考查遗传物质探索历程中的经典实验。蛋白质是生命活动的主要承担者，最初人们认为蛋白质是遗传物质，但是后来的实验证明了蛋白质不是遗传物质，核酸才是遗传物质。肺炎双球菌的转化实验的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA发生了基因重组。噬菌体侵染细菌的实验利用了病毒的侵染特点，使蛋白质与DNA完全分开，因此结果更具有说服力。噬菌体侵染细菌的实验中，在离心后的悬浮液中也能检测到放射性同位素32P。3.【解析】选C。肺炎双球菌有核糖体，可以合成蛋白质；S型菌与R型菌致病性的差异是因为S型菌有合成荚膜的基因，而R型菌没有，这不是细胞分化的结果；S型菌再次进入人体后，可刺激记忆B细胞中某些基因的表达，从而增殖分化成效应B细胞；S型菌的DNA用相关的酶（DNA水解酶）水解后，DNA已被水解成脱氧核苷酸，不再有遗传特性，不能使R型菌发生转化。4.【解析】选D。32P存在于脱氧核苷酸的磷酸基团上，即图中的①部位，35S存在于氨基酸的R基上，即图中的④部位，图中的②③⑤分别代表脱氧核糖、碱基和肽键。5.【解析】选B。随着R型菌转化成S型菌，S型菌的数量变化呈现S型曲线的变化。R型菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统被S型菌破坏，R型菌数量又开始增加。6.【解析】选C。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以由RNA控制其性状。C中的组合病毒感染植物后，病斑类型是b型，应分离出b型病毒。7.【解析】选D。抗—S型菌的DNA中同时具有控制荚膜合成的基因和抗青霉素的基因。非抗—R型菌是因为直接获得了抗—S型菌的相关基因才转化为抗—S型菌的，所以转化为抗—S型菌并不是基因突变的结果。8.【解题指南】（1）解题关键:解题时一定要看清标记对象是噬菌体还是细菌,二者对应子代噬菌体的放射性结果不同。（2）解题思路:子代噬菌体中组成蛋白质的元素均来自细菌，子代噬菌体中组成DNA的元素部分来自亲代噬菌体，部分来自细菌。【解析】选B。3H、15N既可标记在噬菌体的DNA分子上，又可标记在噬菌体的蛋白质外壳上，而32P只能标记在噬菌体的DNA分子上，35S只能标记在噬菌体的蛋白质外壳上。因为在噬菌体侵染细菌的过程中，只有其DNA进入了细菌细胞，蛋白质外壳没有进入，子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳大都以细菌的成分为原料合成，所以在产生的子代噬菌体的结构成分中，只能找到噬菌体的DNA分子上带3H、15N和32P，完全没有35S。9.【解析】选C。甲图中刚开始一段时间，小鼠体内还没形成大量的免疫R型菌的抗体，所以R型菌数量增多；由于S型菌已经被加热杀死了，所以活的S型菌肯定是由R型菌转化而来；乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质，若搅拌不充分，沉淀物可能存在少量放射性；乙图中如果噬菌体和细菌混合后不经过搅拌，则噬菌体的蛋白质外壳一部分附着在细菌表面，导致悬浮液中放射性减弱。【方法技巧】两种肺炎双球菌在小鼠体内的数量变化(1)适量的R型菌注入小鼠体内，数量会减少，最后几乎降为0，原因是小鼠具有免疫系统，能将少量的R型菌清除。(2)适量的S型菌注入小鼠体内，数量会增加，因为S型细菌有毒，会使小鼠的免疫力大大下降。(3)适量的混合菌注入小鼠体内，数量都会增加，因为S型菌的存在，导致小鼠免疫力下降，使R型菌的数量也增加。(4)加热杀死的S型菌与正常的R型菌混合注入小鼠体内，R型菌数量会暂时下降，一旦S型菌的DNA将R型菌转化成有活性的S型菌，小鼠的免疫力会崩溃，两种细菌的数量都会增加。10.【解析】选C。病毒由内部的核酸和外部的蛋白质外壳组成，即病毒外壳是蛋白质。病毒侵染细胞时，只将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在外面；在宿主细胞内，病毒在自身遗传物质的作用下，利用宿主细胞内的原料(核苷酸和氨基酸)合成核酸和蛋白质，然后组装成新病毒，合成后未组装的蛋白质外壳也可能释放到细胞外。病毒不能进行减数分裂。病毒没有细胞结构，故其蛋白质外壳是由宿主细胞的核糖体合成的。11.【解析】选A。肺炎双球菌的遗传物质是DNA，蛋白质和荚膜物质都不是遗传物质。将R型无毒细菌转化成S型有毒细菌的转化因子是DNA。用DNA酶处理DNA，就会使DNA分解，失去转化功能。12.【解析】选D。由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA感染烟草叶片，因此没有证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质的证据。13.【解析】(1)噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和DNA。(2)噬菌体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用