2025年上學(xué)期高三生物噬菌體侵染細菌實驗試題一、選擇題（每題6分，共42分）1.關(guān)于噬菌體侵染細菌實驗的理解正確的是（）A.在加熱殺死的S型細菌中，其蛋白質(zhì)變性失活，DNA也變性失活B.噬菌體侵染細菌的實驗比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗更具有說服力C.噬菌體能在宿主細胞內(nèi)以二分裂方式增殖，使該細菌裂解D.32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)解析：A錯誤：加熱殺死S型細菌時，蛋白質(zhì)因高溫變性失活，但DNA在加熱后會雙鏈解開，冷卻后可恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)，并未完全變性失活。B正確：噬菌體侵染實驗通過同位素標(biāo)記實現(xiàn)了DNA和蛋白質(zhì)的徹底分離，而肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中提純的DNA仍混有少量蛋白質(zhì)，因此前者說服力更強。C錯誤：噬菌體是病毒，無細胞結(jié)構(gòu)，不能進行二分裂（原核生物的增殖方式），其增殖依賴宿主細胞的核糖體和原料。D錯誤：該實驗僅能證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能直接證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因為蛋白質(zhì)未進入宿主細胞，無法排除其可能的作用。2.某科學(xué)家用同位素標(biāo)記法做了噬菌體侵染細菌的實驗：噬菌體的DNA用32P標(biāo)記，蛋白質(zhì)用35S標(biāo)記；細菌的DNA用31P標(biāo)記，蛋白質(zhì)用34S標(biāo)記。侵染結(jié)果：子噬菌體DNA和蛋白質(zhì)中含有的標(biāo)記元素分別是（）A.32P、31P和34SB.32P和35SC.32P、31P和35S、34SD.31P和34S解析：DNA的標(biāo)記傳遞：噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入宿主細胞。親代噬菌體DNA（32P）作為模板，利用細菌提供的脫氧核苷酸（31P）進行半保留復(fù)制，因此子代DNA中同時含32P（來自親代）和31P（來自細菌）。蛋白質(zhì)的標(biāo)記傳遞：噬菌體蛋白質(zhì)外殼（35S）未進入細菌，子代噬菌體的蛋白質(zhì)完全由細菌的氨基酸（34S）合成，因此僅含34S。答案：A3.下列關(guān)于噬菌體侵染細菌實驗過程的敘述，錯誤的是（）A.標(biāo)記噬菌體時，需先分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌B.侵染實驗中，攪拌的目的是使吸附在細菌表面的噬菌體外殼與細菌分離C.35S標(biāo)記組離心后，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性可能是因為攪拌不充分D.32P標(biāo)記組若保溫時間過長，上清液放射性會增強，原因是子代噬菌體釋放解析：A正確：噬菌體需寄生在活細胞內(nèi)，因此需先標(biāo)記大腸桿菌，再用標(biāo)記后的細菌培養(yǎng)噬菌體。B正確：攪拌可破壞噬菌體與細菌的吸附關(guān)系，確保蛋白質(zhì)外殼留在上清液。C正確：35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼若未完全與細菌分離，會隨細菌沉淀，導(dǎo)致沉淀物放射性升高。D正確：保溫時間過長會導(dǎo)致子代噬菌體釋放，離心后進入上清液，使32P標(biāo)記的DNA在上清液中檢出。4.赫爾希和蔡斯的實驗中，下列操作或分析正確的是（）A.用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體，可獲得蛋白質(zhì)標(biāo)記的噬菌體B.實驗中兩組相互對照，證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)C.若改用15N標(biāo)記噬菌體的DNA，離心后上清液和沉淀物均會出現(xiàn)放射性D.噬菌體侵染細菌后，利用自身的核糖體合成子代蛋白質(zhì)解析：A錯誤：噬菌體無細胞結(jié)構(gòu)，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)，需通過宿主細胞間接標(biāo)記。B錯誤：該實驗僅證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，“主要”需結(jié)合其他生物（如RNA病毒）的實驗結(jié)論。C正確：15N可同時標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)（兩者均含N元素），侵染后DNA進入細菌（沉淀物），蛋白質(zhì)留在外面（上清液），因此兩組分均有放射性。D錯誤：噬菌體無核糖體，子代蛋白質(zhì)的合成依賴細菌的核糖體和氨基酸。5.對噬菌體侵染細菌實驗的改進實驗中，某同學(xué)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細菌，保溫一段時間后攪拌離心，檢測到沉淀物中放射性強度為a，上清液為b。下列操作會導(dǎo)致a減小、b增大的是（）A.保溫時間過短B.攪拌強度不足C.離心速度降低D.改用35S標(biāo)記噬菌體解析：A正確：保溫時間過短，部分噬菌體DNA未完全注入細菌，離心后未侵染的噬菌體留在上清液，導(dǎo)致a（沉淀物放射性）減小，b（上清液放射性）增大。B錯誤：攪拌不足會使蛋白質(zhì)外殼與細菌未分離，導(dǎo)致35S標(biāo)記組沉淀物放射性升高，但對32P標(biāo)記組無顯著影響。C錯誤：離心速度降低可能導(dǎo)致細菌沉淀不完全，但若噬菌體已侵染，DNA仍會隨細菌留在沉淀物中。D錯誤：35S標(biāo)記的是蛋白質(zhì)外殼，正常情況下上清液放射性高，與題干中32P標(biāo)記的結(jié)果無關(guān)。6.下列關(guān)于噬菌體侵染細菌實驗與肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的對比，錯誤的是（）A.兩者均遵循“單一變量原則”和“對照原則”B.前者通過同位素標(biāo)記區(qū)分物質(zhì)作用，后者通過物質(zhì)分離提純實現(xiàn)C.兩者均證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)D.前者實驗對象為病毒-細菌體系，后者為原核生物體系解析：A正確：兩組實驗均通過控制變量（如標(biāo)記元素、提取物種類）和設(shè)置對照（如32P組與35S組）得出結(jié)論。B正確：噬菌體實驗利用同位素標(biāo)記法分離DNA和蛋白質(zhì)，肺炎雙球菌實驗則通過化學(xué)方法提純DNA、蛋白質(zhì)等成分。C錯誤：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的DNA可使R型菌轉(zhuǎn)化，證明DNA是遺傳物質(zhì)；但噬菌體實驗未直接證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。D正確：噬菌體侵染實驗以T2噬菌體和大腸桿菌為材料，肺炎雙球菌實驗以肺炎雙球菌（原核生物）為材料。7.某科研小組用3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸和14C標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸分別處理兩組大腸桿菌，再用未標(biāo)記的噬菌體分別侵染這兩組細菌。下列關(guān)于子代噬菌體的敘述，正確的是（）A.兩組子代噬菌體的DNA均含3HB.兩組子代噬菌體的RNA均含14CC.僅3H組子代噬菌體的DNA含放射性D.僅14C組子代噬菌體的蛋白質(zhì)含放射性解析：DNA合成：噬菌體DNA復(fù)制依賴細菌提供的脫氧核苷酸，3H標(biāo)記的胸腺嘧啶（DNA特有原料）會進入子代DNA，因此3H組子代DNA含放射性；14C標(biāo)記的尿嘧啶（RNA特有原料）不參與DNA合成，故14C組DNA無放射性。RNA與蛋白質(zhì)合成：噬菌體的mRNA以自身DNA為模板，利用細菌的核糖核苷酸（含14C）合成，因此14C組子代RNA含放射性，進而指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)也含14C；3H組的尿嘧啶未被標(biāo)記，因此RNA和蛋白質(zhì)無放射性。答案：B二、非選擇題（共58分）8.（16分）T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗是證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗?；卮鹣铝袉栴}：（1）該實驗采用的核心技術(shù)是__________，實驗設(shè)計的關(guān)鍵思路是____________________。（2）用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌時，若攪拌不充分，會導(dǎo)致離心后__________（填“上清液”或“沉淀物”）放射性增強，原因是____________________。（3）若用15N標(biāo)記噬菌體的DNA，侵染未標(biāo)記的細菌，子代噬菌體的DNA中__________（填“一定含”“一定不含”或“可能含”）15N，原因是____________________。答案：（1）同位素標(biāo)記法；將DNA和蛋白質(zhì)徹底分離，單獨觀察兩者的作用。（2）沉淀物；攪拌不充分導(dǎo)致噬菌體蛋白質(zhì)外殼未與細菌分離，隨細菌沉淀。（3）可能含；DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，親代DNA的兩條鏈（含15N）可能分別進入不同子代噬菌體。9.（20分）某興趣小組對噬菌體侵染細菌實驗進行拓展研究，實驗過程如下：步驟1：用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，獲得標(biāo)記的細菌甲；用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，獲得標(biāo)記的細菌乙。步驟2：用未標(biāo)記的噬菌體分別侵染細菌甲和細菌乙，得到子代噬菌體A（含32P）和噬菌體B（含35S）。步驟3：用噬菌體A和噬菌體B分別侵染未標(biāo)記的細菌丙，保溫相同時間后攪拌離心，檢測放射性分布。請回答：（1）步驟2中，噬菌體A的DNA含32P的原因是____________________；噬菌體B的蛋白質(zhì)含35S的原因是____________________。（2）預(yù)測步驟3的離心結(jié)果：噬菌體A組：放射性主要分布在__________，原因是____________________。噬菌體B組：放射性主要分布在__________，原因是____________________。（3）若步驟3中保溫時間過長，噬菌體A組的上清液放射性會__________（填“增強”或“減弱”），原因是____________________。答案：（1）噬菌體A利用細菌甲的脫氧核苷酸（含32P）合成DNA；噬菌體B利用細菌乙的氨基酸（含35S）合成蛋白質(zhì)外殼。（2）沉淀物；噬菌體A的DNA（32P）進入細菌丙，隨細菌沉淀；上清液；噬菌體B的蛋白質(zhì)外殼（35S）未進入細菌丙，留在上清液。（3）增強；保溫時間過長導(dǎo)致子代噬菌體釋放，離心后進入上清液。10.（22分）科學(xué)史上，肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗共同證明了DNA是遺傳物質(zhì)。結(jié)合所學(xué)知識，回答下列問題：（1）肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，艾弗里通過__________（方法）提純DNA、蛋白質(zhì)等成分，該實驗的局限性是____________________。（2）噬菌體侵染細菌實驗中，赫爾希和蔡斯選擇32P和35S進行標(biāo)記的依據(jù)是____________________。（3）兩實驗均證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但未證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”，請結(jié)合真核生物和病毒的遺傳物質(zhì)特點，說明“主要”的含義：____________________。答案：（1）化學(xué)提取法；提純的DNA中仍含少量蛋白質(zhì)，無法完全排除蛋白質(zhì)的作用。（2）S是蛋白質(zhì)的特有元素，P在DNA中含量高而蛋白質(zhì)中幾乎不含，可實現(xiàn)DNA和蛋白質(zhì)的特異性標(biāo)記。（3）絕大多數(shù)生物（如真核生物、原核生物、DNA病毒）的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒（如RNA病毒）的遺傳物質(zhì)是RNA，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。三、實驗探究題（12分）11.某同學(xué)質(zhì)疑“噬菌體侵染細菌時，蛋白質(zhì)一定未進入細菌”，設(shè)計如下實驗驗證：實驗組：用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌，保溫后不攪拌，直接離心，檢測沉淀物放射性。對照組：用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌，保溫后充分?jǐn)嚢?，離心，檢測沉淀物放射性。（1）若實驗組沉淀物放射性顯著高于對照組，可得出結(jié)論：。（2）該實驗設(shè)計的缺陷是，改進方案是____________________。答案：（1）噬菌體蛋白質(zhì)外殼可能進入細菌。（2）未排除攪拌本身對細菌結(jié)構(gòu)的影響；增設(shè)“未侵染的35S標(biāo)記噬菌體直接離心”的空白對照組，排除噬菌體自身沉淀的干擾。