2014届高考生物 解题高效训练 第2单元 第1讲 DNA是主要的遗传物质（含解析）新人教版必修2

第二单元基因的本质与表达第一讲DNA是主要的遗传物质课堂考点集训考点一遗传物质及其探索历程1(2012江苏高考)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是()A孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA解析：选BA项，孟德尔发现了遗传因子并证实了其传递规律，但并没有证实其化学本质；B项中，因噬菌体侵染细菌的实验通过同位素标记的方法将DNA和蛋白质彻底分离开来，故比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力；C项，沃森和克里克构建DNA双螺旋结构时利用了别人的一个重要成果就是嘌呤数等于嘧啶数；D项，烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，并不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA。2下列关于生物体内遗传物质的说法，正确的是()A所有病毒的遗传物质是DNA和RNAB细菌在二分裂的过程中，其染色质也进行复制C大肠杆菌中既有DNA又有RNA，DNA是主要的遗传物质D水稻的遗传物质是由脱氧核苷酸构成的解析：选D每种病毒内只有一种核酸，含有DNA的称为DNA病毒，含有RNA的称为RNA病毒。细菌属于原核生物，拟核中只有裸露的DNA分子，无染色质。大肠杆菌的遗传物质是DNA。水稻的遗传物质是DNA，其基本单位是脱氧核苷酸。考点二肺炎双球菌转化实验3下图为“肺炎双球菌的转化实验”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()ABC D解析：选D通过组说明S型细菌中RNA、蛋白质和多糖不是遗传物质，组说明S型细菌的DNA是遗传物质。4格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了()DNA是遗传物质RNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质蛋白质和多糖不是遗传物质S型细菌的性状是由DNA决定的在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的细胞A BC D解析：选A肺炎双球菌的转化实验证实了DNA是遗传物质，蛋白质和多糖不是遗传物质；R型细菌向S型细菌转化的内因是S型细菌的DNA进入了R型细菌的细胞，并成功表达了某些性状。考点三噬菌体侵染细菌实验5(2012重庆高考)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：选A噬菌体是一种专门寄生在细菌细胞内的病毒，在噬菌体侵染细菌的过程中，以细菌氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质；合成子代噬菌体的核酸是以噬菌体DNA为模板而不是以细菌DNA为模板；当噬菌体在宿主菌内增殖到一定程度后，会使宿主菌裂解死亡，而不是噬菌体外壳蛋白抑制了宿主菌的蛋白质的合成而使其死亡；噬菌体是病毒，不以二分裂方式增殖。6(2013龙岩四校联考)某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。噬菌体细菌DNA或核苷酸32P标记31P标记蛋白质或氨基酸32S标记35S标记(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的_和_元素，各占_个和_个。(2)子代噬菌体的DNA中，只含有32P的有_个；只含31P的有_个；同时含有32P、31P的有_个。(3)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：由题干知细菌中核苷酸含31P，噬菌体中核酸含32P，细菌氨基酸含35S，噬菌体蛋白质含32S，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在外面，只有DNA侵入，合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌，因此，每个噬菌体侵染细菌所形成的子代噬菌体中有2个DNA分子同时含31P、32P，其余均只含31P，而蛋白质外壳应全是由细菌提供的原料构建的，即都只含35S。答案：(1)31P32Pn2(或32P31P2n)(2)0n22(3)32S噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内35S子代噬菌体的外壳或蛋白质是以细菌内35S标记的氨基酸为原料合成的课下综合检测一、选择题1下列对肺炎双球菌的叙述不正确的是()AS型肺炎双球菌可以使小鼠患败血症BS型肺炎双球菌进入小鼠体内可引起相应的免疫反应，使机体产生抗体CR型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌是通过有性生殖实现的D艾弗里的实验证明使R型肺炎双球菌转化为S型细菌的物质是DNA解析：选CS型肺炎双球菌可以使小鼠患败血症。S型肺炎双球菌作为抗原，进入小鼠体内可引起相应的免疫反应，使机体产生抗体。肺炎双球菌不能进行有性生殖，R型细菌转变为S型细菌是S型细菌的DNA进入R型细菌内进行表达的结果。艾弗里将S型细菌的成分分离，并分别和R型细菌混合培养，证明了S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌。2(2013茂名一模)艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是()A两者都运用了和B前者运用了，后者运用了C前者只运用了，后者运用了和D前者只运用了，后者运用了和解析：选D艾里弗的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，并且运用了放射性同位素标记法。3在肺炎双球菌的转化实验中，向培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中依次加入从S型活细菌中提取的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型细菌的是()A3和4 B1、3和4C2、3和4 D1、2、3和4解析：选D2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型活细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型活细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。4(2013南京四校联考)在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，下图所示标记元素所在部位依次是()A BC D解析：选A赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，实际上是标记了脱氧核苷酸中的磷酸基和氨基酸中的R基。5一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被32P标记及氨基酸被15N标记的细菌体内，连续繁殖三代，含有32P和15N标记的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为()A100%、100% B25%、50%C50%、50% D25%、0解析：选A噬菌体侵染细菌后在亲代噬菌体的DNA的作用下，以细菌细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳。细菌细胞内脱氧核苷酸被32P标记，氨基酸被15N标记，则后代每个噬菌体都含有32P和15N。6赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，完成了一个证明DNA是遗传物质的经典实验，下列不是选用T2噬菌体作为实验材料的原因的是()AT2噬菌体的成分简单，仅由蛋白质和DNA组成BT2噬菌体营寄生生活，在细菌内能大量繁殖CT2噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入宿主细胞，蛋白质留在外面，将蛋白质和DNA自然分开DT2噬菌体能够产生可遗传的变异解析：选DT2噬菌体的成分简单，仅由蛋白质和DNA组成，避免了其他物质的干扰；T2噬菌体营寄生生活，在细菌内能大量繁殖，这些都便于观察遗传物质的作用。7在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，下列对沉淀物中含有少量放射性物质的解释，正确的是()A经搅拌与离心有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌上B离心速度太快，含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中CT2噬菌体的DNA分子上含有少量的35SD少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌解析：选A在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在沉淀物中含有少量放射性，原因可能是搅拌不充分，有少量的含35S的T2噬菌体蛋白质外壳还吸附在大肠杆菌上。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，说明起遗传作用的是蛋白质。9(2013杭州模拟)下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是()A要加热处理，要将各提取物分别与R菌混合培养，转入固体培养基B不加热处理，要将所有提取物与R菌共同培养，转入液体培养基C转入固体培养基培养，结果只有S或R一种菌落D转入固体培养基培养，结果可能有S、R两种菌落解析：选D图中是分离提纯S菌各组成成分，是将提取物与R型菌混合培养，是转入固体培养基中培养，可能产生R、S两种菌。10(2013苏北四市三调)用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是()A32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性CDNA具有放射性的子代噬菌体占1/32D噬菌体繁殖一代的时间约为1 h解析：选B磷脂也可以被32P标记；子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的，故一定具有放射性；培养9 h产生了64个子代噬菌体，说明噬菌体繁殖了6代，故噬菌体繁殖一代的时间为1.5 h。11(2013唐山模拟)X174噬菌体中的DNA为单链，有5 386个碱基，其中A约占20%。X174噬菌体进入寄主则合成互补链，形成环状双链的繁殖型DNA(RFDNA)。以此RFDNA为模板，合成作为噬菌体基因组的环状单链DNA及噬菌体的mRNA和蛋白质，形成噬菌体粒子。一个用32P标记的X174噬菌体侵入细菌后，释放出100个子代噬菌体粒子。下列说法正确的是()A子代噬菌体中含放射性的占1/50B生成100个X174噬菌体需消耗G 159 964个CX174噬菌体的增殖过程不遵循碱基互补配对原则D噬菌体粒子的生成需要解旋酶、DNA聚合酶等多种酶的参与解析：选D由于X174噬菌体中的DNA为单链。因此含放射性的子代噬菌体占1/100。单链DNA中不遵循AT，CG，因此消耗的G数目不能确定。X174噬菌体增殖时合成了双链的繁殖型DNA，并以此为模板合成子代DNA，该增殖过程遵循碱基互补配对原则，需要解旋酶、DNA聚合酶等多种酶的参与。12(2013烟台模拟)R型肺炎双球菌无荚膜，菌落粗糙，对青霉素敏感。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出一种抗青霉素的S型(记为Penr S型)突变菌株。现用S型菌、Penr S型菌与R型菌进行一系列实验，其中对实验结果的预测，完全正确的是()甲组乙组丙组丁组培养基含青霉素的培养基普通培养基含青霉素的培养基普通培养基实验处理S型菌的DNA和活的R型菌PenrS型菌的DNA和活的R型菌PenrS型菌的DNA和活的R型菌PenrS型菌的DNA、DNA酶和活的R型菌结果预测同时出现光滑型和粗糙型两种菌落同时出现光滑型和粗糙型两种菌落两种菌落都不可能出现仅出现粗糙型菌落A甲、丙B乙、丁C乙、丙 D甲、丁解析：选B从题干中可知，两种菌对青霉素都敏感，因此在添加青霉素的培养基上，R型菌和S型菌都不能成活，故甲错误；由于Penr S型菌DNA可促使R型活菌转化成能抗青霉素的Penr S型菌，故乙正确、丙错误；DNA酶会分解Penr S型菌的DNA，故丁正确。二、非选择题13据研究，并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化。凡能发生转化的，其R型菌必须处于感受态。所谓感受态是指受体菌最易接受外源DNA片段，并能实现转化的一种生理状态。处于感受态细菌的细胞内发生一系列的变化：首先分泌感受态因子，该因子与细胞表面受体相互作用，诱导产生一些感受态特异蛋白，其中包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。其转化过程图示如下：请回答下列问题：(1)步骤_是将S型菌加热杀死的过程。(2)S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在_酶的作用下水解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。(3)完成步骤需要_酶和_酶，实现了_。(4)C细胞经DNA复制和细胞分裂后，产生大量的_型菌导致小鼠患败血症死亡。这说明_得到了表达。(5)肺炎双球菌的转化实验说明了通过DNA重组可以实现细菌间_的转移。(6)以后科学家在不同物种之间的相关实验，说明生物界基因表达基本机制是相同的，一种生物的基因表达系统能够识别另一种生物所携带的遗传信息，并可在适当条件下加以表达。性状的表达需经过_和_过程。解析：由图可看出经过处理后得到了双链DNA分子，故是将S型细菌杀死的过程。S型细菌的DNA分子与R型细菌的感受态特异蛋白结合后进入R型细菌。水解DNA的是核酸酶，DNA连接可以使基因重组，在这个过程中需要用到限制性内切酶和DNA连接酶。导致小鼠患败血症的是S型细菌。基因经过转录和翻译来控制生物性状。答案：(1)(2)核酸(3)限制性内切DNA连接基因重组(4)S重组的S型基因(或DNA或重组的控制荚膜合成的基因)(5)性状(6)(基因的)转录翻译141952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中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，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如右图所示的实验结果。搅拌的目的是_，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性_。实验结果表明当搅拌时间足够长时，上清液中的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_的含量会增高。(4)本实验证明在病毒复制和遗传过程中_起着作用。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，首先应用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再让噬菌体分别侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的位置变化。(3)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P含量增高。图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的35S含量只有80%，原因是在搅拌时被侵染细菌和噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。答案：(1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)(2)用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌DNA和蛋白质的位置(3)使噬菌体和细菌分离较低DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来32P(4)DNA151952年，赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌的实验，是人类探究“什么是遗传物质”的最具说服力的实验。下图为用含32P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)T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。如果仅凭猜想，控制其性状的遗传物质的可能是_。(2)你认为怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体？请简述你的实验方案。_。(3)当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是_。(4)一个噬菌体含有一个DNA分子。理论上分析，一个被32P标记的T2噬菌体侵染细菌后，复制出n个子代噬菌体，其中携带32P的噬菌体有_个。复制用的原料来自于_。解析：(1)单凭猜想，遗传物质可能会有三种情况：蛋白质和DNA都是遗传物质；DNA是遗传物质；蛋白质是遗传物质。(2)解答这一问题要考虑到病毒本身不能增殖，必须借助于宿主细胞，因此应考虑先培养出有标记的宿主细胞，然后再培养出有标记的噬菌体。(3)若接种噬菌体后的培养时间过长，复制增殖后噬菌体会从细菌体内释放出来，导致上清液中有放射性。(4)一个被标记的噬菌体含有两条被标记的链，不管复制多少次，最多有两个子代噬菌体含有放射性物质，复制的场所和原料由细菌提供。答案：(1)蛋白质和DNA都是遗传物质；其遗传物质是蛋白质，不是DNA；其遗传物质是DNA，不是蛋白质(2)将宿主细菌培养在含32P的培养基中培养，获得含有32P的细菌；用T2噬菌体去侵染被32P标记的细菌，待细菌细胞裂解后，释放出的噬菌体便被32P标记上了(3)培养时间过长，复制增殖后的噬菌体从细菌体内释放出来(4)2细菌细胞内游离的脱氧核苷酸教师备选题库1(2011江苏高考)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D32P 、 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：选C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，不能说明蛋白质不是遗传物质。2(2010海南高考)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是()“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的DNA乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的DNA甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致A1、3B1、4C2、3 D2、4解析：选B“杂合”噬菌体的遗传性状是由其所含的DNA决定的，如含甲的DNA，其子代的性状和甲种噬菌体相同。3(2010上海高考)若1个35S标记的大肠杆菌被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32P B只有35SC一定有32P，可能有35S D只有32P解析：选A噬菌体侵染细菌时，以亲代噬菌体的DNA为模板，以大肠杆菌的成分为原料，合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，故子代噬菌体中部分含32P标记，全部含35S标记。4(2010江苏高考)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贮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也不同，蛋白质是生物性状的直接体现者，故推测遗传物质可能是蛋白质；与蛋白质相比DNA更耐高温，故DNA的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制；由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，故推测不同的氨基酸排列顺序可能贮存大量的遗传信息。5(2009江苏高考)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(见下表)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a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.实验 B实验C实验 D实验解析：选C烟草花叶病毒是RNA病毒，遗传特性是由RNA决定的，实验组合病毒的遗传物质是b型TMV的RNA，所以分离出的病毒类型应该是b型。