1、核酸是遗传物质 (20分钟70分)一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.探索遗传物质的过程是漫长的,直到20世纪初期,人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括()A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异B.蛋白质与生物的性状密切相关C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性,并且能够自我复制D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息【解析】选C。不同的生物遗传物质不同,而不同生物体内的蛋白质结构不同,由此推测遗传物质可能是蛋白质,A正确。结构蛋白直接参与性状的构建,有些分泌蛋白通过影响某些生化反应从而间接影响性状,B正确。与蛋白质相比DNA(双链螺旋)更耐高温,因
2、此DNA的热稳定性大于蛋白质,另外蛋白质不能自我复制,C错误。由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化,所以不同的氨基酸排列顺序可能贮存大量不同的遗传信息,D正确。2.肺炎链球菌的转化实验中,在培养有R型菌的1、2、3、4四支试管中依次加入从活的S型菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖,经过培养,检查结果发现试管内仍然有R型菌的是()A.3和4B.1、3和4C.2、3和4 D.1、2、3和4【解析】选D。S型菌的蛋白质、荚膜多糖都不能转化R型菌,所以3号和4号试管中均是R型菌;S型菌的DNA能够转化R型菌,但是同时加入DNA酶后,DNA被降解,R型菌不能被转化,所以2号试管中也全部是R
3、型菌;1号试管中不是所有的R型菌都完成了转化,也有R型菌的存在。所以四支试管中都有R型菌,D正确。【误区警示】解答本题时,易忽略1号试管中仍然有R型菌,误认为1号试管中的R型菌能全部转化为S型菌,而误选C。3.核酸中的碱基序列就是遗传信息,紫茉莉是真核生物,其遗传信息储存于它的()A.DNA或RNA分子中,在细胞核与细胞质中B.DNA分子中,在细胞核中C.DNA和RNA分子中,在细胞核与细胞质中D.DNA分子中,在细胞核与细胞质中【解析】选D。紫茉莉是细胞类生物,含有DNA和RNA两种核酸,但其遗传物质是DNA,则紫茉莉的遗传信息储存于DNA分子中,而DNA主要分布在细胞核中,此外在线粒体和叶
4、绿体中也含有少量的DNA。4.赫尔希和蔡斯用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质。图中被32P标记的基团是()A.1B.2 C.3D.4【解析】选B。S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。P存在于核苷酸的磷酸基团2上,故被32P标记的基团是2,B正确。5.如图甲、乙、丙生物为肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验中的实验材料,以下有关叙述中正确的是()A.甲生物有多糖类的荚膜,没有毒性B.乙生物没有多糖类的荚膜,培养基上形成的菌落表面是粗糙的
5、C.丙生物的组成成分简单,只有RNA和蛋白质D.甲、乙、丙生物都可以在含有各种营养物质的培养基上生活【解析】选B。甲生物有多糖类的荚膜,为S型菌,菌落表面光滑,有毒性,A错误;乙生物没有多糖类的荚膜,为R型菌,培养基上形成的菌落表面是粗糙的,B正确;丙生物属于病毒,其组成成分简单,只有DNA和蛋白质外壳,C错误;甲、乙两种生物都可以在含有各种营养物质的培养基上生活,但丙生物没有细胞结构,不能独立在培养基上生活,D错误。【补偿训练】在证明DNA是遗传物质的肺炎链球菌实验中,科学家用DNA酶处理从活的S型菌中提取的DNA并与R型菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是()
6、A.证明R型菌的生长并不需要活的S型菌的DNAB.用以补充R型菌生长过程中所需要的营养物质C.直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化为S型菌的因素D.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照【解析】选D。用DNA酶处理从活的S型菌中提取的DNA并与R型菌混合培养的目的是与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照。6.如图是肺炎链球菌体外转化实验图解,其中细胞提取物是加热致死的S型菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。相关叙述错误的是()A.设置第组实验的目的是确定细胞提取物中含有转化因子B.第组利用酶的专一性去除相应物质观察转化情况C.混合培养后不能出现S型菌菌落
7、的只有第组D.混合培养后出现的S型菌与原S型菌的遗传物质完全相同【解析】选D。设置第组实验的目的是确定细胞提取物中含有转化因子,A正确;第组利用酶的专一性去除相应物质观察转化情况,B正确;DNA是遗传物质,只有加DNA酶的第组在混合培养后不能出现S型菌菌落,C正确;混合培养后出现的S型菌是由R型菌吸收S型菌DNA转化而来,故与原S型菌的遗传物质不完全相同,D错误。7.对甲、乙、丙、丁四种生物进行分析比较,结果如表所示:项目甲乙丙丁细胞膜有无有无遗传物质DNARNADNADNA是否遵循孟德尔遗传定律否否是否其中最可能表示肺炎链球菌的是()A.甲B.乙C.丙D.丁【解析】选A。肺炎链球菌属于原核生
8、物,具有细胞膜,其遗传物质是DNA,由于不能进行有性生殖,所以不遵循孟德尔的遗传定律。8.科研人员将提取出的“疯牛病”病毒用DNA水解酶和RNA水解酶分别进行处理后,发现该病毒仍具有侵染能力,但用蛋白酶处理后,病毒就会失去侵染能力,该现象说明()A.“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成B.“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质C.“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力D.“疯牛病”病毒不含蛋白质,只含核酸【解析】选B。用DNA水解酶、RNA水解酶分别处理后仍具有侵染能力,说明其遗传物质不是DNA或RNA;用蛋白酶处理后,病毒失去侵染能力,说明起遗传作用的应是蛋白质。9.如图甲、乙表示两种不同的植物病毒
9、,经重建形成“杂种病毒丙”,用病毒丙侵染植物细胞,在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是()【解析】选D。图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒,而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵入植物细胞中的是核酸,所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。二、非选择题(共2小题,共25分)10.(12分)下面两幅图为肺炎链球菌转化实验的图解,请分析并回答下列问题:(1)分析图1可知,加热杀死有毒的S型菌与活的无毒R型菌混合注入小鼠体内,小鼠将_,原因是_。(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记,可选用下列哪组_。A.14C和18O B.35S和32PC.14C和
10、32P D.35S和18O(3)分析图2可知,能使活的R型菌发生转化的是_;DNA酶处理DNA的结果是产生_。(4)S型菌的遗传物质主要存在于_中。【解析】(1)分析图1可知,加热杀死有毒的S型菌与活的无毒R型菌混合注入小鼠体内,S型菌的DNA将部分R型菌转化成活的有毒的S型菌,因而使小鼠死亡。(2)蛋白质的特有元素是S,DNA的特有元素是P,若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记,可选用35S和32P分别标记蛋白质和DNA。(3)分析图2可知,能使活的R型菌发生转化的是S型菌的DNA;DNA酶能催化DNA水解,故处理DNA的结果是产生四种脱氧核苷酸,不再具有毒性。(4)肺炎链球菌转化实
11、验证明S型菌的遗传物质是DNA,原核细胞的DNA主要存在于拟核中。答案:(1)死亡S型菌的DNA将部分R型菌转化成活的有毒的S型菌,使小鼠死亡(2)B(3)S型菌的DNA四种脱氧核苷酸(4)拟核(细胞质)11.(13分)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,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
12、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;_;在培养液中提取出所需要的T2噬菌体,其体内的_被标记上32P。【解析】(1)由于用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,而锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,所以其内的营养成分中不能含有32P,以免造成干扰。(2)32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染大肠杆菌时,DNA进入大肠杆菌内,并随着大肠杆菌离心到沉淀物中,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
13、后上清液中有少量放射性,可能的原因有:少量的噬箘体没有侵入大肠杆菌内,经离心后分布在上清液中。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)由于噬菌体是病毒,不能在培养基上独立生存,只有在活细胞中才能进行正常的生命活动,因此要给T2噬菌体标记上32P,需要先用含有32P的培养基培养标记大肠杆菌,再用T2噬菌体去感染被32P标记的大肠杆菌,一段时间后在培养液中提取出所需要的T2噬菌体,其体内的DNA被标记上32P。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标记的脱氧核苷酸在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间后再
14、接种T2噬菌体,继续进行培养 DNA(10分钟30分)1.(6分)如图为离体细菌转化实验中的基本步骤,下列有关叙述正确的是()A.都要加热处理B.要将所有提取物与R型菌共同培养C.的结果只有S型菌或R型菌一种菌落D.的结果可能是有S型菌、R型菌两种菌落【解析】选D。图中为加热处理,为物质提取,故A错误;是将提取物分别与R型菌混合培养,分别观察培养基上菌落的生长情况,故B错误;的结果为只有R型菌的一种菌落或有S型菌、R型菌的两种菌落,的结果可能是有S型菌、R型菌的两种菌落,故C错误,D正确。2.(6分)(2019海南高考)下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是()A.红花
15、植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花白花=31B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲C.加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性【解题指南】(1)关键信息:“核糖核酸”。(2)解题思路:核糖核酸的简称是RNA,是某些病毒的遗传物质。细菌为原核生物,其遗传物质是DNA。T2噬菌体是DNA病毒。【解析】选B。红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花白花=31证明了分离定律,A项不符合题意;病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲,证明RNA是遗传物质,B项
16、符合题意;加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌,证明了S型肺炎链球菌含有“转化因子”,C项不符合题意;用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性,证明蛋白质没有进入细菌体内,D项不符合题意。【实验探究】3.(18分)2020年出现新冠病毒感染引起的肺炎传染病,某研究小组为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,做了如下实验,请你完成相关内容。(1)实验原理:_。(2)材料用具:该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。(3)实验步骤如下,将空白处补充完整。取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干,随机均分成四组,编号分别为
17、A、B、C、D。按下表所示配制注射溶液,然后分别注射入小白鼠体内。组别ABCD注射溶液_和RNA酶_和_生理盐水相同条件下培养一段时间后,观察比较各组小白鼠的发病情况。(4)结果预测及结论:A、C组发病,B、D组未发病,说明DNA是该病毒的遗传物质;_,说明_。(5)实验分析:_组和_组对照,能说明DNA是否是其遗传物质。A组和C组对照,能说明_。C组和D组在实验对比时起到_作用。【解析】 (1)根据酶的专一性,用不同的酶去处理遗传物质,找出可以使遗传物质失去功能的酶,即可以得出该物质的本质。(3)根据单一变量原则、对照原则和实验原理,A中应加RNA酶和核酸提取物,B中加DNA酶和核酸提取物,C、D为对照实验,应该分别加核酸提取物和生理盐水。(4)根据可能的情况得出相应的结论。中结论是DNA是该病毒的遗传物质,中结论就应该是RNA是其遗传物质,由结论得出对应的实验结果应该是B、C发病,A、D未发病。(5)根据题意,应该用加DNA酶和核酸提取物的组和只加核酸提取物的组,进行对照,判断DNA是否是遗传物质。用加RNA酶和核酸提取物的组和只加核酸提取物的组对照可判断RNA是否是其遗传物质。答案:(1)酶具有专一性(3)该病毒核酸提取物该病毒核酸提取物DNA酶该病毒核酸提取物(4)B、C组发病,A、D组未发病RNA是该病毒的遗传物质(5)BCRNA是否是其遗传物质对照
