2025年上学期高三生物噬菌体侵染细菌实验试题

2025年上学期高三生物噬菌体侵染细菌实验试题一、选择题（每题6分，共42分）1.关于噬菌体侵染细菌实验的理解正确的是（）A.在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，DNA也变性失活B.噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌体外转化实验更具有说服力C.噬菌体能在宿主细胞内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解D.32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质解析：A错误：加热杀死S型细菌时，蛋白质因高温变性失活，但DNA在加热后会双链解开，冷却后可恢复双螺旋结构，并未完全变性失活。B正确：噬菌体侵染实验通过同位素标记实现了DNA和蛋白质的彻底分离，而肺炎双球菌体外转化实验中提纯的DNA仍混有少量蛋白质，因此前者说服力更强。C错误：噬菌体是病毒，无细胞结构，不能进行二分裂（原核生物的增殖方式），其增殖依赖宿主细胞的核糖体和原料。D错误：该实验仅能证明DNA是遗传物质，但不能直接证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质未进入宿主细胞，无法排除其可能的作用。2.某科学家用同位素标记法做了噬菌体侵染细菌的实验：噬菌体的DNA用32P标记，蛋白质用35S标记；细菌的DNA用31P标记，蛋白质用34S标记。侵染结果：子噬菌体DNA和蛋白质中含有的标记元素分别是（）A.32P、31P和34SB.32P和35SC.32P、31P和35S、34SD.31P和34S解析：DNA的标记传递：噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入宿主细胞。亲代噬菌体DNA（32P）作为模板，利用细菌提供的脱氧核苷酸（31P）进行半保留复制，因此子代DNA中同时含32P（来自亲代）和31P（来自细菌）。蛋白质的标记传递：噬菌体蛋白质外壳（35S）未进入细菌，子代噬菌体的蛋白质完全由细菌的氨基酸（34S）合成，因此仅含34S。答案：A3.下列关于噬菌体侵染细菌实验过程的叙述，错误的是（）A.标记噬菌体时，需先分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌B.侵染实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体外壳与细菌分离C.35S标记组离心后，沉淀物中出现少量放射性可能是因为搅拌不充分D.32P标记组若保温时间过长，上清液放射性会增强，原因是子代噬菌体释放解析：A正确：噬菌体需寄生在活细胞内，因此需先标记大肠杆菌，再用标记后的细菌培养噬菌体。B正确：搅拌可破坏噬菌体与细菌的吸附关系，确保蛋白质外壳留在上清液。C正确：35S标记的蛋白质外壳若未完全与细菌分离，会随细菌沉淀，导致沉淀物放射性升高。D正确：保温时间过长会导致子代噬菌体释放，离心后进入上清液，使32P标记的DNA在上清液中检出。4.赫尔希和蔡斯的实验中，下列操作或分析正确的是（）A.用含35S的培养基直接培养噬菌体，可获得蛋白质标记的噬菌体B.实验中两组相互对照，证明了DNA是主要的遗传物质C.若改用15N标记噬菌体的DNA，离心后上清液和沉淀物均会出现放射性D.噬菌体侵染细菌后，利用自身的核糖体合成子代蛋白质解析：A错误：噬菌体无细胞结构，不能直接用培养基培养，需通过宿主细胞间接标记。B错误：该实验仅证明DNA是噬菌体的遗传物质，“主要”需结合其他生物（如RNA病毒）的实验结论。C正确：15N可同时标记DNA和蛋白质（两者均含N元素），侵染后DNA进入细菌（沉淀物），蛋白质留在外面（上清液），因此两组分均有放射性。D错误：噬菌体无核糖体，子代蛋白质的合成依赖细菌的核糖体和氨基酸。5.对噬菌体侵染细菌实验的改进实验中，某同学用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，保温一段时间后搅拌离心，检测到沉淀物中放射性强度为a，上清液为b。下列操作会导致a减小、b增大的是（）A.保温时间过短B.搅拌强度不足C.离心速度降低D.改用35S标记噬菌体解析：A正确：保温时间过短，部分噬菌体DNA未完全注入细菌，离心后未侵染的噬菌体留在上清液，导致a（沉淀物放射性）减小，b（上清液放射性）增大。B错误：搅拌不足会使蛋白质外壳与细菌未分离，导致35S标记组沉淀物放射性升高，但对32P标记组无显著影响。C错误：离心速度降低可能导致细菌沉淀不完全，但若噬菌体已侵染，DNA仍会随细菌留在沉淀物中。D错误：35S标记的是蛋白质外壳，正常情况下上清液放射性高，与题干中32P标记的结果无关。6.下列关于噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌转化实验的对比，错误的是（）A.两者均遵循“单一变量原则”和“对照原则”B.前者通过同位素标记区分物质作用，后者通过物质分离提纯实现C.两者均证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D.前者实验对象为病毒-细菌体系，后者为原核生物体系解析：A正确：两组实验均通过控制变量（如标记元素、提取物种类）和设置对照（如32P组与35S组）得出结论。B正确：噬菌体实验利用同位素标记法分离DNA和蛋白质，肺炎双球菌实验则通过化学方法提纯DNA、蛋白质等成分。C错误：肺炎双球菌转化实验中，S型菌的DNA可使R型菌转化，证明DNA是遗传物质；但噬菌体实验未直接证明蛋白质不是遗传物质。D正确：噬菌体侵染实验以T2噬菌体和大肠杆菌为材料，肺炎双球菌实验以肺炎双球菌（原核生物）为材料。7.某科研小组用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和14C标记的尿嘧啶核糖核苷酸分别处理两组大肠杆菌，再用未标记的噬菌体分别侵染这两组细菌。下列关于子代噬菌体的叙述，正确的是（）A.两组子代噬菌体的DNA均含3HB.两组子代噬菌体的RNA均含14CC.仅3H组子代噬菌体的DNA含放射性D.仅14C组子代噬菌体的蛋白质含放射性解析：DNA合成：噬菌体DNA复制依赖细菌提供的脱氧核苷酸，3H标记的胸腺嘧啶（DNA特有原料）会进入子代DNA，因此3H组子代DNA含放射性；14C标记的尿嘧啶（RNA特有原料）不参与DNA合成，故14C组DNA无放射性。RNA与蛋白质合成：噬菌体的mRNA以自身DNA为模板，利用细菌的核糖核苷酸（含14C）合成，因此14C组子代RNA含放射性，进而指导合成的蛋白质也含14C；3H组的尿嘧啶未被标记，因此RNA和蛋白质无放射性。答案：B二、非选择题（共58分）8.（16分）T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验是证明DNA是遗传物质的经典实验。回答下列问题：（1）该实验采用的核心技术是__________，实验设计的关键思路是____________________。（2）用35S标记的噬菌体侵染细菌时，若搅拌不充分，会导致离心后__________（填“上清液”或“沉淀物”）放射性增强，原因是____________________。（3）若用15N标记噬菌体的DNA，侵染未标记的细菌，子代噬菌体的DNA中__________（填“一定含”“一定不含”或“可能含”）15N，原因是____________________。答案：（1）同位素标记法；将DNA和蛋白质彻底分离，单独观察两者的作用。（2）沉淀物；搅拌不充分导致噬菌体蛋白质外壳未与细菌分离，随细菌沉淀。（3）可能含；DNA复制为半保留复制，亲代DNA的两条链（含15N）可能分别进入不同子代噬菌体。9.（20分）某兴趣小组对噬菌体侵染细菌实验进行拓展研究，实验过程如下：步骤1：用含32P的培养基培养大肠杆菌，获得标记的细菌甲；用含35S的培养基培养大肠杆菌，获得标记的细菌乙。步骤2：用未标记的噬菌体分别侵染细菌甲和细菌乙，得到子代噬菌体A（含32P）和噬菌体B（含35S）。步骤3：用噬菌体A和噬菌体B分别侵染未标记的细菌丙，保温相同时间后搅拌离心，检测放射性分布。请回答：（1）步骤2中，噬菌体A的DNA含32P的原因是____________________；噬菌体B的蛋白质含35S的原因是____________________。（2）预测步骤3的离心结果：噬菌体A组：放射性主要分布在__________，原因是____________________。噬菌体B组：放射性主要分布在__________，原因是____________________。（3）若步骤3中保温时间过长，噬菌体A组的上清液放射性会__________（填“增强”或“减弱”），原因是____________________。答案：（1）噬菌体A利用细菌甲的脱氧核苷酸（含32P）合成DNA；噬菌体B利用细菌乙的氨基酸（含35S）合成蛋白质外壳。（2）沉淀物；噬菌体A的DNA（32P）进入细菌丙，随细菌沉淀；上清液；噬菌体B的蛋白质外壳（35S）未进入细菌丙，留在上清液。（3）增强；保温时间过长导致子代噬菌体释放，离心后进入上清液。10.（22分）科学史上，肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验共同证明了DNA是遗传物质。结合所学知识，回答下列问题：（1）肺炎双球菌体外转化实验中，艾弗里通过__________（方法）提纯DNA、蛋白质等成分，该实验的局限性是____________________。（2）噬菌体侵染细菌实验中，赫尔希和蔡斯选择32P和35S进行标记的依据是____________________。（3）两实验均证明了DNA是遗传物质，但未证明“DNA是主要的遗传物质”，请结合真核生物和病毒的遗传物质特点，说明“主要”的含义：____________________。答案：（1）化学提取法；提纯的DNA中仍含少量蛋白质，无法完全排除蛋白质的作用。（2）S是蛋白质的特有元素，P在DNA中含量高而蛋白质中几乎不含，可实现DNA和蛋白质的特异性标记。（3）绝大多数生物（如真核生物、原核生物、DNA病毒）的遗传物质是DNA，少数病毒（如RNA病毒）的遗传物质是RNA，因此DNA是主要的遗传物质。三、实验探究题（12分）11.某同学质疑“噬菌体侵染细菌时，蛋白质一定未进入细菌”，设计如下实验验证：实验组：用35S标记的噬菌体侵染细菌，保温后不搅拌，直接离心，检测沉淀物放射性。对照组：用35S标记的噬菌体侵染细菌，保温后充分搅拌，离心，检测沉淀物放射性。（1）若实验组沉淀物放射性显著高于对照组，可得出结论：。（2）该实验设计的缺陷是，改进方案是____________________。答案：（1）噬菌体蛋白质外壳可能进入细菌。（2）未排除搅拌本身对细菌结构的影响；增设“未侵染的35S标记噬菌体直接离心”的空白对照组，排除噬菌体自身沉淀的干扰。