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1、课时训练10探索遗传物质的过程一、非标准1.20世纪初,科学家猜测,生命的遗传物质应该是蛋白质,理由是。A.蛋白质由C、H、O、N等元素组成B.蛋白质由种类不同、数目不等的氨基酸组成,具有多样性C.蛋白质具有热稳定性D.蛋白质能自我复制解析:作为遗传物质应具备贮存巨大数量遗传信息的能力,蛋白质具有多样性,符合该特点,蛋白质具有多样性是科学家们猜测蛋白质是遗传物质的主要理由。具有稳定性和自我复制能力也是遗传物质的特点,但蛋白质不具有这两个特点。元素组成不是遗传物质的条件。答案:B2.下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是。A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养
2、噬菌体B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养C.用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质解析:培养噬菌体需用含细菌的培养基;被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,经短时间培养后,搅拌离心处理;该实验中,若搅拌不充分,噬菌体的外壳没有与细菌完全分离,沉淀物中存在少量放射性35S;噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质,没有说明蛋白质不是遗传物质。答案:C3.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下4个实验:R型细菌的DNA +DNA
3、酶加入S型细菌注射入小鼠S型细菌的DNA + DNA酶加入R型细菌注射入小鼠R型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA注射入小鼠S型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠的情况依次是。A.存活、存活、存活、死亡B.死亡、存活、存活、存活C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、死亡解析:R型细菌的DNA+DNA酶加入S型细菌,相当于加入了S型活细菌,小鼠死亡;S型细菌的DNA+DNA酶加入R型细菌注射入小鼠,S型细菌的DNA被分解,不发生转化,相当于加入了R型活细菌,小鼠存活;R型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA,S型细菌+
4、DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA,这两组细菌都被加热杀死,小鼠存活。答案:B4.针对耐药菌日益增多的情况,利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述,正确的是。A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解解析:噬菌体是专一寄生在细菌细胞中的一类病毒。在侵染过程中,噬菌体自身的核酸注入宿主细胞中,蛋白质外壳留在宿主细胞外。核酸进入宿主细胞后,噬菌体以自身的核酸为模板合成子代噬菌体的核酸,B项错误。由于噬菌体在细菌内大量增殖造
5、成细菌的裂解死亡,C项错误。噬菌体的增殖方式为复制增殖,而二分裂是原核生物的增殖方式,D项错误。以自身核酸为模板,以宿主菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质,A项正确。答案:A5.下图表示“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是。含活R型细菌的培养基A.B.C.D.解析:要证明“DNA是遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质”,就应单独检测DNA、蛋白质等各种组成物质能否使R型细菌转化成S型细菌,能的就是S型细菌的遗传物质,否则就不是。答案:D6.下列关于生物遗传物质的叙述,不正确的是。A.牛的遗传物质是DNAB.除部分病毒以
6、外,生物的遗传物质都是DNAC.绝大多数生物的遗传物质是DNAD.生物细胞内DNA较多,所以DNA是主要的遗传物质解析:牛是真核生物,其细胞内既含DNA又含RNA,但只有DNA是遗传物质。病毒的遗传物质是DNA或RNA,其他有细胞结构的生物,其遗传物质是DNA,因此可以说绝大多数生物的遗传物质是DNA。“DNA是主要的遗传物质”中,“主要”二字的含义是“绝大多数”生物,不是指的DNA含量。答案:D7.下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验,实验表明这种病原体。A.寄生于细胞内,通过RNA遗传B.可单独生存,通过蛋白质遗传C.寄生于细胞内,通过蛋白质遗传D.可单独生存,通过RNA遗传解析:由图
7、分析知,这种病原体是RNA病毒,其遗传物质为RNA。病毒均营寄生生活,不能单独生存。答案:A8.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占15%,沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是。A.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中解析:32P标记的物质是噬菌体的DNA,DNA是遗传物质,在噬菌体的前后代具有连续性。对噬菌体侵染大肠杆菌的混合物离心后,上清液中含噬菌体,沉淀物中含大肠杆菌,上
8、清液带有放射性的原因可能是部分噬菌体未侵入大肠杆菌,或大肠杆菌已释放出部分子代噬菌体。答案:A9.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都是证明DNA是遗传物质的经典实验,在这些实验的设计思路中最关键的是。A.要得到噬菌体或肺炎双球菌B.要分离提纯DNA、蛋白质和多糖等物质C.要用同位素对DNA和蛋白质分别进行标记D.要设法区分DNA和蛋白质,并单独观察它们各自的作用解析:无论是对肺炎双球菌的物质进行提纯和鉴定,还是利用蛋白质或DNA成分被标记的噬菌体侵染细菌,目的都是让相关物质单独起作用,以观察它们各自的作用。只有如此才能证明DNA是遗传物质,而其他成分不是。答案:D10.若1个35S标记的
9、大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染,裂解后释放的所有噬菌体。A.一定有35S,可能有32PB.只有35SC.一定有32P,可能有35SD.只有32P解析:1个被32P标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌,含32P标记的噬菌体DNA侵入大肠杆菌,以大肠杆菌内的物质为原料进行复制,故释放的噬菌体可能含32P;以大肠杆菌内的35S氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质,故释放的噬菌体一定含有35S。 答案:A11.下图为肺炎双球菌转化实验的部分图解,请据图回答下列问题。图a图b图c(1)该实验是所做的肺炎双球菌转化实验的部分图解。(2)该实验是在实验的基础上进行的,其目的是证明“”的化学成分。(3)在对R型
10、细菌进行培养之前,必须首先进行的工作是。(4)依据图a所示实验,可以作出的假设。(5)为验证上面的假设,他们又设计了图b的实验:实验中加入DNA酶的目的是,他们观察到的实验现象是。(6)通过上面两步实验,仍然不能说明,为此他们设计了图c的实验:他们观察到的实验现象是,该实验能够说明。解析:(1)由实验图解可看出,这是在R型细菌的培养基中加入R型细菌和S型细菌的DNA,是艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌的转化实验的部分图解。(2)该实验是在格里菲思实验的基础上为进一步证明“转化因子”的化学成分而设计的。(3)该实验是将S型细菌打碎,分离并提纯其DNA、蛋白质、多糖等物质后分别加入R型细菌培养基中。
11、(4)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验,可以证明DNA是遗传物质。(5)为了验证所作假设,将能够水解DNA的DNA酶与S型细菌的DNA混合后加入培养基中,结果培养基中只长R型细菌。(6)要进一步证明DNA是遗传物质,而蛋白质、多糖等不是遗传物质,还需将这些物质分别加入培养基中,看结果是不是只长R型细菌。答案:(1)艾弗里及其同事(2)格里菲思肺炎双球菌转化转化因子(3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质(4)DNA是遗传物质(5)分解从S型细菌中提取的DNA培养基中只长R型细菌(6)蛋白质、多糖等不是遗传物质培养基中只长R型细菌蛋白质、多糖不是遗传物质12.赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体
12、侵染大肠杆菌时,进入大肠杆菌的是噬菌体的DNA,而不是它的蛋白质外壳,用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的大肠杆菌,从而对此做出实验论证。据分析,噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计。(1)实验室已制备好分别含3H、14C、32P、35S等放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记:。(2)你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记?请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。(3)为什么不同时标记同一个噬菌体的蛋白质外
13、壳和DNA?。(4)若用32S标记噬菌体,35S标记大肠杆菌,则子代噬菌体的蛋白质分子中都没有元素,由此说明;子代噬菌体蛋白质都含有元素,这是因为。解析:在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,用32P和35S标记的目的是将DNA和蛋白质分开,单独地观察它们各自的作用。(1)DNA上含P,蛋白质含S,只有标记各自特有元素才能区分开。(2)噬菌体不能独立增殖,只有在宿主细胞内才增殖,所以先用32P和35S标记大肠杆菌,再让噬菌体去侵染分别被32P、35S标记的大肠杆菌。(3)检测放射性的仪器不能区分是32P还是35S产生的放射性。(4)噬菌体侵染大肠杆菌时,将DNA注入大肠杆菌体内,利用大肠杆菌内的氨基酸
14、,合成自身的蛋白质,而亲代噬菌体的蛋白质外壳留在细菌外部。答案:(1)用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质外壳(2)先将大肠杆菌分别培养在含32P、35S的培养基上;然后用噬菌体去侵染分别被32P、35S标记的大肠杆菌。因为噬菌体专营寄生生活(3)检测放射性的仪器不能区分放射性是由什么物质产生的,因此只能分开标记(4)32S噬菌体侵染大肠杆菌时蛋白质外壳留在外面,没有进入细菌内35S子代噬菌体的蛋白质外壳是利用大肠杆菌内的氨基酸(含35S)为原料而合成的13.下面是某中学生物兴趣小组所做的DNA粗提取和鉴定的实验。第一步:将一定量的鲤鱼卵巢或放在烧杯中,并加入一定量的蒸馏水,
15、同时用玻璃棒搅拌,然后过滤,得到滤液;第二步:对滤液进行去除杂质的处理;第三步:将去杂处理的滤液进行再次过滤,得到新的滤液;第四步:在新的滤液中加入等量的体积分数为95%的酒精溶液,静置23分钟,溶液中会析出一些色丝状物;第五步:利用这些析出物进行如下的鉴定性实验操作(如下表所示):A试管B试管第1步加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液5 mL加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液5 mL第2步加丝状物并搅拌不加丝状物第3步加4 mL二苯胺,混匀加4 mL二苯胺,混匀第4步沸水浴5 min沸水浴5 min实验现象实验结论(1)完成实验步骤和表格中空白处的实验内容。(2)对A试
16、管,完成第1、2、3步的操作后溶液颜色如何?。(3)在沸水中加热的目的是,同时说明DNA较耐温,待试管冷却后观察颜色的变化,冷却的目的是。(4)B试管在实验中的作用是什么?。(5)A试管中溶液颜色的变化程度主要与有关。解析:(1)因为本实验是DNA的粗提取和鉴定,故所用生物材料必须是鱼卵、鸡血等DNA含量丰富的细胞组织。因为在新滤液中析出的丝状物主要成分是DNA,而DNA遇二苯胺在沸水浴条件下会被染成蓝色,故可知实验现象为:溶液逐渐变蓝;溶液不变蓝色。结论是:丝状物主要是DNA。(2)因为对A试管完成第1、2、3步的操作后,DNA仅少量溶解,故溶液颜色基本不变(不呈浅蓝色)。(3)因为在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,故需要对试管进行沸水浴加热,这也说明DNA比较耐高温。(4)因为B试管与A试管相比,仅是未加丝状物,其他处理均相同,故其在实验中起着对照作用。答案:(1)鱼卵白溶液逐渐变蓝溶液不变蓝色丝状物主要是DNA(2)溶液颜色基本不变(不呈浅蓝色)(3)加快染色的反应速度高有利于DNA析出(4)作对照(5)加入试管中的DNA(丝状物)的多少8