1、第18讲探索遗传物质的过程一、单项选择题1.(2018江苏海安高中月考)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验是关于探究遗传物质的两个经典实验,下列叙述正确的是()A.两个实验均采用了对照实验和同位素标记的方法B.两者的关键设计思路都是把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应C.赫尔希与蔡斯对同一组噬菌体的蛋白质和DNA分别采用35S和32P标记D.噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质答案B肺炎双球菌转化实验采用了对照实验的方法,噬菌体侵染细菌的实验采用了同位素标记的方法,A错误;肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质的关键是,设法将DNA
2、与其他物质分开,单独地、直接地观察它们的作用,B正确;赫尔希与蔡斯对不同噬菌体的蛋白质和DNA分别采用35S和32P标记,C错误;噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质,D错误。2.(2018江苏扬州中学月考)下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法,不正确的是()A.赫尔希和蔡斯的实验方法是同位素示踪法B.用含32P的培养基直接培养噬菌体,即可将32P标记至噬菌体的DNAC.用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心,结果沉淀物的放射性很高D.噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开,单独观察它们各自的作用答案B噬菌体侵染细菌的实验中,赫尔希和蔡斯的实验方法是同
3、位素示踪法,A正确;病毒只能营专性寄生生活,用含32P的培养基先培养大肠杆菌,再让噬菌体侵染大肠杆菌,才可将32P标记至噬菌体的DNA,B错误;用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心,结果沉淀物的放射性很高,C正确;噬菌体侵染细菌实验利用同位素示踪法,能将DNA与蛋白质分开,单独观察它们各自的作用,D正确。3.(2018江苏盐城期中)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如表。据表可知()实验组号接种菌型加入S型细菌物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖?RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A.能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B.培养基上只出现光滑型的菌落C.说
4、明S型细菌的DNA不是转化因子D.说明DNA是主要的遗传物质答案A加入S型细菌的蛋白质,培养皿中只有R型细菌,故能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子,A正确;加入S型细菌的荚膜多糖,培养基上只出现粗糙型(R型)的菌落,B错误;说明S型细菌的DNA经DNA酶处理后的成分不是转化因子,C错误;说明DNA是遗传物质,蛋白质、荚膜多糖、DNA经DNA酶处理后的成分不是转化因子,D错误。4.(2018江苏苏北四市调研)1952年,赫尔希和蔡斯用32P或35S标记噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养,保温后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物,并检测放射性。有关叙述错误的是()A.实验所获得的子代噬菌体不含35
5、S而部分可含有32PB.若搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏低C.若保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏高D.该实验说明DNA分子在亲子代之间的传递具有连续性答案B35S标记的是噬菌体蛋白质外壳,不进入寄主细胞,所以子代噬菌体中不含35S,而32P标记噬菌体的DNA进入寄主细胞,因而在寄主细胞内经复制形成的子代噬菌体,有部分噬菌体含32P,A正确;搅拌的目的是使噬菌体蛋白质外壳与细菌分开,若搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高,B错误;如果保温培养时间过长,部分被侵染的大肠杆菌会裂解释放子代噬菌体,从而导致32P标记组上清液中的放射性偏高,C正确;由于子代噬菌体中出现3
6、2P标记的DNA而没有35S标记的蛋白质,因此该实验说明DNA分子在亲子代之间的传递具有连续性,D正确。5.(2018江苏徐州期中)如图所示是利用同位素35S标记噬菌体的蛋白质外壳,侵染细菌并保温一定时间后搅拌、离心,获得上清液和沉淀。下列相关叙述正确的是()A.可以用含35S的培养基直接培养噬菌体B.沉淀中存在少量放射性的原因可能是搅拌不充分C.该实验说明DNA是主要的遗传物质、蛋白质不是遗传物质D.搅拌和离心的目的是把DNA和蛋白质分离答案B噬菌体为病毒,营寄生生活,不能用含35S的培养基直接培养噬菌体,A错误;沉淀中存在少量放射性的原因可能是搅拌不充分,含35S的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌
7、表面,离心时与大肠杆菌一起到沉淀物中,B正确;该实验说明蛋白质不是遗传物质,不能说明DNA是主要的遗传物质,C错误;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:让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌,D错误。6.(2018江苏南京九中等三校联考)下列有关“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”的叙述正确的是()A.选T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其分裂速度较快B.必须用32P、35S同时标记T2噬菌体的DNA和蛋白质C.该实验可以证明DNA是T2噬菌体主要的遗传物质D.用35S标记T2噬菌体实验时,搅拌是否充分对放射性分布有影响答案D噬菌体是
8、病毒,没有细胞结构,不能进行细胞分裂,选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其成分只有蛋白质和DNA,A错误;用32P标记一组T2噬菌体的DNA,用35S标记了另一组T2噬菌体的蛋白质,B错误;该实验可以证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,C错误;用35S标记T2噬菌体实验时,若搅拌不充分,离心后仍有少量含有35S的T2噬菌体外壳吸附在大肠杆菌上,则沉淀物中含有少量放射性,D正确。7.(2018江苏海门中学调研)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是()A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果B.艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C.分别用含有32P或3
9、5S的培养基培养噬菌体,可以获得含32P或35S标记的噬菌体D.在噬菌体侵染细菌的实验中,同位素标记是一种基本的技术。在侵染实验前首先要获得同时含有32P、35S标记的噬菌体答案B格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A错误;艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验的过程是,将S型细菌中的物质进行提纯和鉴定,然后将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果发现,只有加入DNA,R型细菌才能转化为S型细菌,从而证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质,B正确;分别用含有32P或35S的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌分别培养噬菌体,可以获得含32P或35S标
10、记的噬菌体,C错误;在噬菌体侵染细菌的实验中,同位素标记是一种基本的技术,在侵染实验前首先要获得分别含有32P、35S标记的噬菌体,D错误。8.(2018江苏扬州中学下学期开学检测)生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了如图所示的实验,有关分析错误的是()A.过程中与35S标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌B.b中含放射性的高低,与过程中搅拌是否充分有关C.离心前混合时间过长会导致上清液放射性升高D.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质答案C用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳,而噬菌体侵染细菌时,其蛋白质外壳留在细菌外,蛋白质外壳较细菌轻,经离心后存在于上清液a中,理论上沉淀物b中不应具有
11、放射性,A正确;搅拌越充分,蛋白质外壳与细菌分离得越彻底,沉淀物b中放射性越低,若蛋白质外壳与细菌彻底分离,则沉淀物b中不含放射性,B正确;若沉淀物b中具有放射性,则与过程中培养时间的长短无关,而是与过程中搅拌是否充分有关,C错误;上述实验并没有用放射性同位素32P标记DNA,因此不能证明DNA是遗传物质,D正确。9.(2018江苏南通、徐州等六市二模)赫尔希和蔡斯精妙的实验设计思路使得T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验更具有说服力,相关叙述错误的是()A.选择了化学组成和结构简单的T2噬菌体作为实验材料B.利用放射性同位素标记技术区分DNA和蛋白质分子C.被标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合后,需长时
12、间保温培养D.对离心后试管中的上清液和沉淀物进行放射性检测答案C噬菌体由蛋白质和DNA组成,其化学组成和结构简单,是噬菌体侵染细菌实验获得成功的原因之一,A正确;采用同位素标记法分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,可以证明噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌,这也是噬菌体侵染细菌实验获得成功的原因之一,B正确;被标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合后,不能长时间培养,否则,大肠杆菌裂解后,会释放子代噬菌体,影响实验结果,C错误;离心后检测到35S标记的一组放射性主要集中在上清液,32P标记的一组放射性主要集中在沉淀物中,则可推测侵入细菌中的物质是DNA,噬菌体的蛋白质外壳留在细菌的外面,D正确。二、多项选
13、择题10.利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法正确的是()A.通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B.F组可以分离出S和R两种肺炎双球菌C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组答案ABC由于加入E试管的是S型细菌的蛋白质,而加入F试管的是S型细菌的DNA,因而通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质,故A正确;由于加入F试管的是S型细菌的DNA,能使部分R型细菌转化成S型细菌,所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌,故B正确;加入F试管的是
14、S型细菌的DNA,能够进入R型细菌体内,与R型细菌的DNA重组,从而指导合成荚膜,所以F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果,故C正确;由于只有B、C、F中有活的S型细菌,所以能导致小鼠死亡的是B、C、F三组,故D错误。11.(2018江苏泰州中学阶段检测)下图是利用同位素35S标记噬菌体的蛋白质外壳,侵染细菌保温一定时间后搅拌并离心,获得上清液和沉淀。下列相关叙述中,错误的是()A.沉淀物中不具有放射性B.子代噬菌体不具有放射性C.若保温时间过长,则沉淀物中放射性增强D.若搅拌时间过短,则沉淀物中放射性增强答案AC利用同位素35S标记噬菌体的蛋白质外壳,而实验过程中,蛋白质外壳没有进入
15、细菌,因此实验结果是上清液放射性较高,沉淀物放射性较低,A错误;子代噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料合成的,因此子代噬菌体不具有放射性,B正确;若保温时间过长,则上清液中放射性增强,C错误;若搅拌时间过短,仍有少量噬菌体外壳吸附在细菌表面,则沉淀物中放射性增强,D正确。12.(2018江苏南京多校联考)噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中,正确的是()A.侵染过程的“合成”阶段,噬菌体DNA作为模板,而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供B.为确认何种物质注入细菌体内,可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质C.用35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,
16、由于保温时间过长所以上清液中出现少量的放射性D.若用32P对噬菌体双链DNA标记,再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次,则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n答案AB噬菌体进入细菌的只有DNA,所以侵染过程中以噬菌体DNA作为模板,而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供,A正确;DNA的特征元素是P,蛋白质外壳的特征元素是S,可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,通过检测上清液和沉淀物中的放射性来确定是何种物质进入细菌内,B正确;用35S标记的是噬菌体的蛋白质,由于噬菌体的蛋白质没有进入大肠杆菌,所以上清液中出现大量的放射性,C错误;若用32P对噬菌体双链DN
17、A标记,再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次得到2n个DNA,根据DNA半保留复制特点,子代中只有2个DNA含有32P,因此含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n-1,D错误。三、非选择题13.(2018江苏扬州期末)某生物兴趣小组用模型模拟的T2噬菌体侵染细菌实验的过程如图,据图回答下列问题:(1)T2噬菌体的遗传物质与HIV相比,特有的化学组成是。T2噬菌体的遗传物质复制发生在图中(用字母和箭头表示)过程之间,原料是,子代T2噬菌体的外壳是在上合成的。(2)以32P标记组为例,搅拌离心应发生在图中(用字母和箭头表示)过程之间,如果在过程f之后搅拌离心,可能发生的不正常现象是
18、。以35S标记组为例,如果,可能造成的结果是上清液和沉淀物都出现较强的放射性。(3)T2噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下,下列关联中最合理的是(甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)。A.甲组-上清液-B.乙组-上清液-C.甲组-沉淀物-D.乙组-沉淀物-答案(1)脱氧核糖、胸腺嘧啶eb4种脱氧核糖核苷酸细菌的核糖体(2)ef上清液中具有较强的放射性搅拌不充分(3)B解析(1)T2噬菌体的遗传物质是DNA,HIV的遗传物质是RNA,DNA与RNA相比,特有的化学组成是脱氧核糖、胸腺嘧啶;图示噬菌体侵染细菌的正确侵染过程是adebfca。T2噬菌体的遗传
19、物质DNA复制发生在噬菌体将DNA分子注入细菌以后,以细菌体内的4种脱氧核糖核苷酸为原料合成子代噬菌体的DNA,发生在图中eb表示的过程中。子代T2噬菌体的蛋白质外壳是在细菌的核糖体上合成的。(2)以32P标记组为例,32P标记的是DNA,因此,要在DNA进入细菌后,而细菌没有裂解之前进行离心,即在过程ef之间,否则会造成上清液中具有较强的放射性;以35S标记组为例,35S标记的是蛋白质,如果搅拌不充分,会有部分35S标记的噬菌体仍然吸附在细菌表面,造成上清液和沉淀物都出现较强的放射性。(3)甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌,而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没
20、有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中,且放射性强度与保温时间长短没有关系,对应于曲线。乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌,而32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,只有DNA进入细菌内,经过搅拌离心后,DNA随着细菌分布在沉淀物中。保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,这会使上清液的放射性含量升高,沉淀物中放射性含量降低,所以乙组上清液的放射性对应于曲线,乙组沉淀物的放射性对应于曲线。因此,B正确,A、C、D错误。14.(2018江苏扬州中学月考)如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验,
21、据图回答下列问题:(1)根据上述实验对下列问题进行分析:锥形瓶中的培养液是用来培养的,其内的营养成分中是否含有32P?。(2)对下列可能出现的实验误差进行分析:测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性,最可能的原因是培养时间较短,有部分噬菌体,仍存在于。当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是复制增殖后的噬菌体。(3)请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验:配制适合培养大肠杆菌的培养基,在培养基中加入,作为合成DNA的原料;在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间后再接种T2噬菌体,继续进行培养;在培养液中提取出所需要的T2噬菌体,其体内的被标记上32
22、P。答案(1)大肠杆菌不含有(2)没有侵入大肠杆菌培养液中从大肠杆菌体内释放出来(3)用32P标记的脱氧核苷酸DNA解析(1)图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌时,锥形瓶内的营养成分中不能含有32P。(2)32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,DNA进入细菌内,并随着细菌离心到沉淀物中,所以经过离心过程后,上清液放射性应该为0,但实验数据与理论数据之间存在误差,即离心后上清液中有少量放射性,可能的原因有:培养时间较短,有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌内,仍存在于培养液中;培养时间过长,复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来离心后分布在上清液中。(3)要给T2噬菌体标记上32P,首先在培养基中加入用32P标记的脱氧核苷酸,作为合成DNA的原料;T2噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌,其体内的DNA被标记上32P。