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期末押题预测 DNA是主要的遗传物质
一.选择题(共12小题)
1.(2025 聊城开学)在证明DNA是遗传物质的探究历程中,赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列分析正确的是( )
A.T2噬菌体中嘌呤碱基的数目与嘧啶碱基的数目不一定相等
B.35S标记的部位是T2噬菌体蛋白质的R基团,32P标记的部位是T2噬菌体DNA的碱基
C.用32P标记的T2噬菌体进行侵染实验时,长时间保温会导致上清液中的放射性增强
D.T2噬菌体只需要DNA就可以完成对大肠杆菌的侵染并产生后代
2.(2025 郑州模拟)下列实验中利用了加法原理的是( )
A.在家兔胚胎生殖系统分化之前,通过手术摘除即将发育成卵巢或睾丸的组织。当幼兔生下来之后,观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现
B.艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中,将其中一组S型细菌的细胞提取物加入DNA酶处理后,再与R型活细菌进行培养
C.为验证植物根向地性的感受部位在根冠,使用切除根冠的玉米籽粒进行实验
D.为验证甲状腺激素的作用,使用含有甲状腺激素的饲料饲喂蝌蚪
3.(2025 郑州模拟)1949年,艾弗里同时代的科学家哈赤基斯证实了那些与荚膜形成毫无关系的一些细菌性状(如对药物的敏感性和抗性)也会发生转化。他用一种抗青霉素的S型菌,提取出它的DNA,加到一个对青霉素敏感的R型菌的培养物中。结果发现,这些R型菌有的转化成对青霉素敏感的S型菌,有的转化成抗青霉素的R型菌,还有的转化成抗青霉素的S型菌。下列解释不合理的是( )
A.抗青霉素S型菌的DNA携带有荚膜形成所需要的信息
B.抗青霉素S型菌的DNA携带有对青霉素抗性机制的形成所需要的信息
C.荚膜的形成和对青霉素的抗性是由同一个基因控制的
D.该实验证实了DNA与荚膜的关系是遗传性的而非生理性的(形成荚膜的原料)
4.(2025 浙江开学)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中,该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代,不考虑大肠杆菌裂解,下列叙述正确的是( )
A.该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制
B.离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解,释放出子代噬菌体
C.提取A组试管Ⅱ沉淀中的子代菌体DNA,仅少量DNA含有32P
D.B组试管Ⅰ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比
5.(2025 广东开学)对生物体遗传物质的认识经历了由蛋白质向DNA的转变,这是多位科学家共同努力的结果。下列叙述错误的是( )
A.艾弗里通过实验证明DNA是遗传物质
B.艾弗里培养两种类型细菌时应防止杂菌污染
C.格里菲思证明S型细菌的转化因子是DNA
D.格里菲思的转化实验是艾弗里进行实验的基础
6.(2025 安徽开学)科学家们对DNA是主要的遗传物质的探索经历了漫长而曲折的过程。下列相关叙述正确的是( )
A.格里菲思的实验中,R型菌转化为S型菌的实质是基因突变
B.艾弗里在控制自变量时,运用了“加法原理”,并证明DNA是遗传物质
C.用35S和32P同时标记的噬菌体侵染大肠杆菌,可证明DNA是遗传物质
D.用烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分别侵染烟草,能证明RNA是遗传物质
7.(2025 杭州开学)用35S标记的噬菌体感染32P标记的大肠杆菌,保温一段时间后,经搅拌离心获得上清液和沉淀物。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.如果保温时部分大肠杆菌裂解,经搅拌离心获得上清液中噬菌体均有放射性
B.该实验所用的噬菌体是接种在含放射性同位素35S的培养基中大量繁殖而来
C.用含放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌,32P将全部标记在大肠杆菌DNA中
D.噬菌体DNA转录的一段mRNA有50个碱基,其中A和G共有20个,转录这段mRNA的模板双链DNA分子中C和T至少有30个
8.(2025 浙江)多种多样的生物通过遗传信息控制性状,并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是( )
A.S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B.水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C.控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D.烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
9.(2024秋 烟台期末)绿脓杆菌是临床上较常见的致病细菌,对多种抗生素具有耐药性。为探究使用绿脓杆菌噬菌体治疗绿脓杆菌感染的可能性,研究人员将噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体,不同类型噬菌体对两种绿脓杆菌(PA1、PAO1)的吸附率如图所示。下列说法错误的是( )
A.噬菌体JG对绿脓杆菌PAO1的杀灭效果较好
B.噬菌体对绿脓杆菌的吸附主要取决于噬菌体蛋白质外壳
C.重组噬菌体侵染绿脓杆菌后繁殖出的子代对PAO1的吸附率较高
D.采用相应的绿脓杆菌噬菌体活性制剂能有效杀灭高耐药性绿脓杆菌
10.(2024秋 武汉期末)在生物学中,“转化”这个术语可以有多种特定含义。下列有关“转化”的叙述错误的是( )
A.光合作用合成有机物时伴随着光能转化为化学能
B.肺炎链球菌转化实验中R型转化为S型的原理是基因突变
C.成纤维细胞转入相关因子,细胞可转化为诱导多能干细胞
D.土壤农杆菌转化法关键是应用Ti质粒上T﹣DNA的转移特性
11.(2024秋 西青区期末)对艾弗里的肺炎链球菌转化实验进一步探究发现,在转化过程中某种酶使S型细菌DNA片段双链打开,并将其中一条链降解,剩下的一条链可以替换R型细菌相应同源区段的单链片段,形成一个杂合DNA区段。下列说法错误的是( )
A.艾弗里的转化实验证明了DNA可以改变生物的遗传性状
B.转化过程中的某种酶发挥作用的部位是DNA分子中的氢键
C.杂合DNA区段形成后,DNA分子上的嘌呤碱基总比例保持不变
D.刚转化形成的S型细菌分裂一次产生R型和S型两种细菌
12.(2024秋 吉林期末)下列关于格里菲思的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A.肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质
B.肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
C.噬菌体侵染细菌实验证明了蛋白质是遗传物质
D.培养基中32P经宿主摄取可出现在噬菌体核酸中
二.解答题(共3小题)
13.(2024秋 东城区校级期中)1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。请回答有关问题。
(1)赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,而不是标记在同一种噬菌体上,这其中蕴涵的设计思路是: 。
(2)若要大量制备用35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养 ,再用噬菌体去侵染 。
(3)请将如图1中T2噬菌体侵染细菌过程的标号进行排序 →a。
(4)T2噬菌体的遗传物质复制发生在图中 (用字母和箭头表示)过程之间,子代T2噬菌体的外壳是在细菌的 上合成的。噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体蛋白质外壳需要。
A.细菌的DNA及其氨基酸
B.噬菌体的DNA及其氨基酸
C.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
D.细菌的DNA及噬菌体的氨基酸
(5)以35S标记组为例,如果 ,可能造成的结果是上清液和沉淀物的放射性强度差异不显著。
(6)T2噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如图2,下列关联中最合理的是 (注:甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)。
A.甲组—上清液—①
B.乙组—上清液—②
C.甲组—沉淀物—③
D.乙组—沉淀物—④
14.(2024秋 东湖区校级期中)噬菌体生物扩增法(PhaB法)是一种快速的间接检测标本中的结核分枝杆菌(MTB)的方法,其原理是噬菌体D29能专一性感染和裂解活的MTB,其可将DNA注入MTB菌体内,进入宿主细菌的噬菌体可以免受杀病毒剂的灭活,在MTB菌体内进行子代噬菌体的合成与增殖,最后裂解MTB释放出的子代噬菌体又感染一种作为指示剂的快速生长分枝杆菌,在24h内形成清晰的噬菌斑。其检测原理如图所示,回答下列问题:
(1)噬菌体D29是一种DNA病毒,侵染MTB后,MTB能为噬菌体D29的增殖过程提供 等原料。
(2)该实验需要设计对照实验,对照实验应将噬菌体D29置于 中,其他操作与实验组相同。若对照组中也发现了少数的噬菌斑,排除操作过程中被杂菌污染的可能,结合图示分析最可能的原因是 。
(3)作为指示剂的细菌应当对噬菌体D29具有较 (填“强”或“弱”)的敏感性,利用PhaB法检测MTB可以用于区别活菌和死菌,原因是 。
(4)利用PhaB法检测MTB可用于快速开展临床抗结核药物的疗效观察,以及时评估疗效。现有某种抗结核药物X和MTB样液,试简述利用PhaB法评估药物X疗效的实验设计思路: 。
15.(2024 自流井区校级开学)如图所示的是赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分实验过程。请分析回答下列问题:
(1)由图中实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是 (填“35S”或“32P”),标记T2噬菌体的操作步骤为:①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的 ,作为合成DNA的原料。②在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间后,再用带标记大肠杆菌培养T2噬菌体。
(2)图2实验过程中,搅拌的目的是 实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,请分析该现象出现的可能原因有 (答出一点即可)。
(3)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体,其中带有32P标记的噬菌体的比例为 ,出现该比例说明DNA的复制方式是 。
期末押题预测 DNA是主要的遗传物质
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2025 聊城开学)在证明DNA是遗传物质的探究历程中,赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列分析正确的是( )
A.T2噬菌体中嘌呤碱基的数目与嘧啶碱基的数目不一定相等
B.35S标记的部位是T2噬菌体蛋白质的R基团,32P标记的部位是T2噬菌体DNA的碱基
C.用32P标记的T2噬菌体进行侵染实验时,长时间保温会导致上清液中的放射性增强
D.T2噬菌体只需要DNA就可以完成对大肠杆菌的侵染并产生后代
【考点】噬菌体侵染细菌实验.
【专题】教材经典实验;遗传物质的探索;实验探究能力.
【答案】C
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌,获得被35S或32P标记的大肠杆菌,再用被35S或32P标记的大肠杆菌培养噬菌体,获得被35S或32P标记的噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→经过短时间保温,在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【解答】解:A、T2噬菌体中只有DNA一种核酸,根据碱基互补配对原则,其中嘌呤碱基的数目与嘧啶碱基的数目相等,A错误;
B、35S标记的部位是T2噬菌体蛋白质的R基团,32P标记的部位是T2噬菌体DNA的磷酸基团,B错误;
C、32P标记是噬菌体的DNA,噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌,且DNA复制方式为半保留复制,因此用32P标记的T2噬菌体进行侵染实验时,长时间保温会导致细菌裂解,子代噬菌体释放,经过搅拌离心后,子代噬菌体分布在上清液,导致上清液中的放射性增强,C正确;
D、T2噬菌体需要借助蛋白质外壳才能吸附到细菌上,之后DNA才可以完成对大肠杆菌的侵染并产生后代,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查噬菌体侵染细菌的实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
2.(2025 郑州模拟)下列实验中利用了加法原理的是( )
A.在家兔胚胎生殖系统分化之前,通过手术摘除即将发育成卵巢或睾丸的组织。当幼兔生下来之后,观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现
B.艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中,将其中一组S型细菌的细胞提取物加入DNA酶处理后,再与R型活细菌进行培养
C.为验证植物根向地性的感受部位在根冠,使用切除根冠的玉米籽粒进行实验
D.为验证甲状腺激素的作用,使用含有甲状腺激素的饲料饲喂蝌蚪
【考点】肺炎链球菌转化实验;激素的发现和研究实例;伴性遗传.
【专题】正推法;神经调节与体液调节;理解能力.
【答案】D
【分析】“加法原理”和“减法原理”是实验设计过程中控制自变量的两种原理。与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,而人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
【解答】解:A、在家兔胚胎生殖系统分化之前,通过手术摘除即将发育成卵巢或睾丸的组织。当幼兔生下来之后,观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现,该实验中的摘除采用了减法原理,A错误;
B、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中,将其中一组S型细菌的细胞提取物加入DNA酶处理后,再与R型活细菌进行培养,通过DNA酶水解DNA除去DNA的作用,采用了减法原理,B错误;
C、切除根冠进行实验,是去除根冠这一结构,属于减法原理,C错误;
D、为验证甲状腺激素的作用,使用含有甲状腺激素的饲料饲喂蝌蚪,使蝌蚪体内甲状腺激素增加,采用了加法原理,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查生物学的相关实验,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
3.(2025 郑州模拟)1949年,艾弗里同时代的科学家哈赤基斯证实了那些与荚膜形成毫无关系的一些细菌性状(如对药物的敏感性和抗性)也会发生转化。他用一种抗青霉素的S型菌,提取出它的DNA,加到一个对青霉素敏感的R型菌的培养物中。结果发现,这些R型菌有的转化成对青霉素敏感的S型菌,有的转化成抗青霉素的R型菌,还有的转化成抗青霉素的S型菌。下列解释不合理的是( )
A.抗青霉素S型菌的DNA携带有荚膜形成所需要的信息
B.抗青霉素S型菌的DNA携带有对青霉素抗性机制的形成所需要的信息
C.荚膜的形成和对青霉素的抗性是由同一个基因控制的
D.该实验证实了DNA与荚膜的关系是遗传性的而非生理性的(形成荚膜的原料)
【考点】肺炎链球菌转化实验.
【专题】正推法;遗传物质的探索;理解能力.
【答案】C
【分析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【解答】解:AB、用抗青霉素的S型菌的DNA,加到一个对青霉素敏感的R型菌的培养物,结果发现,这些R型菌有的转化成对青霉素敏感的S型菌,有的转化成抗青霉素的R型菌,还有的转化成抗青霉素的S型菌,说明了抗青霉素S型菌的DNA不仅携带有荚膜形成所需要的信息,还携带有对青霉素抗性机制的形成所需要的信息,AB正确;
C、从实验结果看,荚膜形成和青霉素抗性是不同的转化结果,若由同一个基因控制,不会出现有的转化成只抗青霉素的R型菌(无荚膜)等多种情况,应该是有不同基因分别控制荚膜形成和青霉素抗性,C错误;
D、该实验证实了DNA与荚膜的关系是遗传性的,即基因可以控制荚膜的形成,而不是生理性的,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查肺炎链球菌转化实验,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
4.(2025 浙江开学)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中,该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代,不考虑大肠杆菌裂解,下列叙述正确的是( )
A.该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制
B.离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解,释放出子代噬菌体
C.提取A组试管Ⅱ沉淀中的子代菌体DNA,仅少量DNA含有32P
D.B组试管Ⅰ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比
【考点】噬菌体侵染细菌实验.
【专题】模式图;遗传物质的探索;实验探究能力.
【答案】C
【分析】噬菌体侵染细菌的实验:
1、实验思路: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。
2、实验过程:首先用放射性同位素35S标记了一部分噬菌体的蛋白质,并用放射性同位素32P标记了另一部分噬菌体的DNA,然后,用被标记的T2噬菌体分别去侵染细菌,当噬菌体在细菌体内大量增殖时,生物学家对被标记物质进行测试。简单过程为:标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染未标记的细菌→搅拌离心。
3、分析:测试的结果表明,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌的外部,噬菌体的DNA却进入了细菌体内,可见,噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。
【解答】解:A、该实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,没有证明DNA的复制方式,A错误;
B、离心前应充分搅拌,使吸附在大肠杆菌表面的T2噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离,B错误;
C、DNA分子是半保留复制,且噬菌体的DNA复制以大肠杆菌的核苷酸为原料,提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体DNA,子代中只有少量噬菌体含有32P,C正确;
D、B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查噬菌体侵染细菌的实验,要求考生识记噬菌体的结构及其侵染细菌的具体过程;掌握噬菌体侵染细菌实验的据此及实验结论,能结合所学的知识准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查。
5.(2025 广东开学)对生物体遗传物质的认识经历了由蛋白质向DNA的转变,这是多位科学家共同努力的结果。下列叙述错误的是( )
A.艾弗里通过实验证明DNA是遗传物质
B.艾弗里培养两种类型细菌时应防止杂菌污染
C.格里菲思证明S型细菌的转化因子是DNA
D.格里菲思的转化实验是艾弗里进行实验的基础
【考点】肺炎链球菌转化实验.
【专题】正推法;遗传物质的探索;实验探究能力.
【答案】C
【分析】1、R型和S型肺炎双球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑)。由肺炎双球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。
2、肺炎双球菌体内转化实验:R型细菌→小鼠→存活;S型细菌→小鼠→死亡;加热杀死的S型细菌→小鼠→存活;加热杀死的S型细菌+R型细菌→小鼠→死亡。
3、在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开,单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验,即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。
【解答】解:AD、通过确凿实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的,首先是艾弗里,而艾弗里的实验又是在格里菲思的实验基础上进行的,AD正确;
B、艾弗里的实验是将处理后的S型细菌提取物加入有R型活细菌的培养基中,结果出现了S型活细菌,而在培养微生物过程中要防止杂菌污染,B正确;
C、格里菲思的实验结论是已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的活性物质—转化因子,并未证明转化因子是DNA,C错误。
故选:C。
【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验的相关知识,要求考生识记艾弗里体外转化实验的设计思路、实验的过程、实验现象及结论。
6.(2025 安徽开学)科学家们对DNA是主要的遗传物质的探索经历了漫长而曲折的过程。下列相关叙述正确的是( )
A.格里菲思的实验中,R型菌转化为S型菌的实质是基因突变
B.艾弗里在控制自变量时,运用了“加法原理”,并证明DNA是遗传物质
C.用35S和32P同时标记的噬菌体侵染大肠杆菌,可证明DNA是遗传物质
D.用烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分别侵染烟草,能证明RNA是遗传物质
【考点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;DNA是主要遗传物质.
【专题】正推法;遗传物质的探索;理解能力.
【答案】D
【分析】1、肺炎链球菌的体内转化实验是由英国科学家格里菲思等人完成。所用的实验材料是菌落表面光滑、有荚膜、有毒性的S型细菌和菌落表面粗糙、无荚膜、无毒性的R型细菌。实验结论是在S型细菌中存在转化因子,可以使R型细菌转化为S型细菌。肺炎链球菌的体外转化实验是美国科学家艾弗里等人完成的,他们发现去除了绝大部分糖类、蛋白质和脂质的S型细菌的提取物能将R型活细菌转化为S型活细菌,然后,他们分别用蛋白酶、DNA酶、RNA酶、酯酶等处理S型细菌的提取物,再分别进行体外转化实验,当用DNA酶处理后,细胞提取物才失去了转化活性,证明转化因子可能是DNA,DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
2、赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。然后,用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短时间的保温后,用搅拌器搅拌、离心。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。离心后,检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现:用35S标记的一组侵染实验,放射性同位素主要分布在上清液中;用32P标记的一组实验,放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。进一步观察发现:在细菌裂解释放出的噬菌体中,可以检测到32P标记的DNA,但不能检测到35S标记的蛋白质。赫尔希和蔡斯的实验表明:噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此,子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。
【解答】解:A、格里菲思的实验中,R型菌转化为S型菌的实质是基因重组,A错误;
B、艾弗里在控制自变量时,运用了“减法原理”,并证明DNA是遗传物质,B错误;
C、赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记的噬菌体侵染大肠杆菌,证明了DNA是遗传物质,C错误;
D、烟草花叶病毒的侵染实验中,以病毒的RNA和蛋白质分别侵染烟草,结果发现RNA可使烟草出现花叶病斑性状,证明了RNA是遗传物质,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查生物学的相关实验,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
7.(2025 杭州开学)用35S标记的噬菌体感染32P标记的大肠杆菌,保温一段时间后,经搅拌离心获得上清液和沉淀物。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.如果保温时部分大肠杆菌裂解,经搅拌离心获得上清液中噬菌体均有放射性
B.该实验所用的噬菌体是接种在含放射性同位素35S的培养基中大量繁殖而来
C.用含放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌,32P将全部标记在大肠杆菌DNA中
D.噬菌体DNA转录的一段mRNA有50个碱基,其中A和G共有20个,转录这段mRNA的模板双链DNA分子中C和T至少有30个
【考点】噬菌体侵染细菌实验.
【专题】教材经典实验;遗传物质的探索;实验探究能力.
【答案】A
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌,获得被35S或32P标记的大肠杆菌,再用被35S或32P标记的大肠杆菌培养噬菌体,获得被35S或32P标记的噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→经过短时间保温,在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【解答】解:A、由于合成子代噬菌体的原料都来自大肠杆菌,且DNA分子复制方式为半保留复制,因此子代噬菌体的DNA都含有32P,如果保温时部分大肠杆菌裂解,经搅拌离心获得上清液中噬菌体均有放射性,A正确;
B、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,B错误;
C、大肠杆菌中含有P的化合物有DNA、RNA、磷脂等,因此用含放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌,32P不仅仅标记在大肠杆菌DNA中,C错误;
D、噬菌体DNA转录的一段mRNA有50个碱基,其中A和G共有20个,转录这段mRNA的模板双链DNA分子中C和T至少有20×2=40个,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查噬菌体侵染细菌实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
8.(2025 浙江)多种多样的生物通过遗传信息控制性状,并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是( )
A.S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B.水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C.控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D.烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
【考点】DNA是主要遗传物质.
【专题】正推法;遗传物质的探索;理解能力.
【答案】D
【分析】1、核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),它们的组成单位依次是四种脱氧核苷酸(脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成)和四种核糖核苷酸(核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基组成)。
2、细胞类生物(原核生物和真核生物)的细胞都同时含有DNA和RNA两种核酸,而病毒只含有一种核酸,即DNA或RNA。
【解答】解:A、S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核DNA传递给子代,A错误;
B、水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质都是DNA,一种生物只有一种遗传物质,B错误;
C、控制伞藻伞帽的遗传物质是DNA,其通过半保留复制传递遗传信息,C错误;
D、烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA,其水解后可产生4种脱氧核苷酸,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查生物的遗传物质,要求考生识记生物的遗传物质,能准确判断各种生物的遗传物质。
9.(2024秋 烟台期末)绿脓杆菌是临床上较常见的致病细菌,对多种抗生素具有耐药性。为探究使用绿脓杆菌噬菌体治疗绿脓杆菌感染的可能性,研究人员将噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体,不同类型噬菌体对两种绿脓杆菌(PA1、PAO1)的吸附率如图所示。下列说法错误的是( )
A.噬菌体JG对绿脓杆菌PAO1的杀灭效果较好
B.噬菌体对绿脓杆菌的吸附主要取决于噬菌体蛋白质外壳
C.重组噬菌体侵染绿脓杆菌后繁殖出的子代对PAO1的吸附率较高
D.采用相应的绿脓杆菌噬菌体活性制剂能有效杀灭高耐药性绿脓杆菌
【考点】噬菌体侵染细菌实验.
【专题】正推法;遗传物质的探索;理解能力.
【答案】C
【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。
【解答】解:A、噬菌体JG对PAO1铜绿假单胞菌的吸附率高,噬菌体PaP1对PA1铜绿假单胞菌的吸附率高,所以噬菌体JG主要侵染铜绿假单胞菌PAO1,噬菌体PaP1主要侵染铜绿假单胞菌PA1,A正确;
B、通过比较A、B、C三组的实验结果可知,重组噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附率高,与噬菌体JG相似,重组噬菌体由噬菌体PaPl的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳组成,所以噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附主要取决于其蛋白质外壳,B正确;
C、重组噬菌体由噬菌体PaPl的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳组成,所以重组噬菌体繁殖产生的子代噬菌体为噬菌体PaPl,因此子代噬菌体主要侵染铜绿假单胞菌PA1,C错误;
D、寄生具有专一性,与耐药性无关,采用相应的绿脓杆菌噬菌体活性制剂能有效杀灭高耐药性绿脓杆菌,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查噬菌体侵染细菌的实验的相关知识,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
10.(2024秋 武汉期末)在生物学中,“转化”这个术语可以有多种特定含义。下列有关“转化”的叙述错误的是( )
A.光合作用合成有机物时伴随着光能转化为化学能
B.肺炎链球菌转化实验中R型转化为S型的原理是基因突变
C.成纤维细胞转入相关因子,细胞可转化为诱导多能干细胞
D.土壤农杆菌转化法关键是应用Ti质粒上T﹣DNA的转移特性
【考点】肺炎链球菌转化实验;光合作用的发现史.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;遗传物质的探索;基因工程;理解能力.
【答案】B
【分析】肺炎链球菌转化实验中转化的概念:转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质(DNA片段),将其同源部分进行碱基配对,组合到自己的基因中,从而获得供体细胞的某些遗传性状,这种变异现象,称为转化。
【解答】解:A、光合作用合成有机物时伴随着光能转化为化学能,储存在糖类等有机物中,A正确;
B、肺炎链球菌转化实验中R型转化为S型的原理是基因重组,B错误;
C、iPS细胞,又称人工诱导多能干细胞,是一种由哺乳动物成体细胞经导入转录因子等手段“脱分化”形成的多能干细胞,成纤维细胞转入相关因子,细胞可转化为诱导多能干细胞,C正确;
D、土壤农杆菌的Ti质粒上的T﹣DNA能转移并整合在宿主细胞的染色体上,土壤农杆菌转化法关键是应用Ti质粒上T﹣DNA的转移特性,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了光合作用过程中能量转化、肺炎链球菌转化实验、体细胞向多能干细胞的转化等相关内容,考查考生把握知识之间的内在联系,构建知识网络的能力,难度适中。
11.(2024秋 西青区期末)对艾弗里的肺炎链球菌转化实验进一步探究发现,在转化过程中某种酶使S型细菌DNA片段双链打开,并将其中一条链降解,剩下的一条链可以替换R型细菌相应同源区段的单链片段,形成一个杂合DNA区段。下列说法错误的是( )
A.艾弗里的转化实验证明了DNA可以改变生物的遗传性状
B.转化过程中的某种酶发挥作用的部位是DNA分子中的氢键
C.杂合DNA区段形成后,DNA分子上的嘌呤碱基总比例保持不变
D.刚转化形成的S型细菌分裂一次产生R型和S型两种细菌
【考点】肺炎链球菌转化实验;DNA分子的复制过程.
【专题】正推法;遗传物质的探索;DNA分子结构和复制;理解能力.
【答案】B
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
2、基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。
【解答】解:A、艾弗里的肺炎链球菌转化实验通过加入不同的酶,水解相应的物质来观察各自物质的作用,采用了“减法原理”控制了自变量,该实验结果说明DNA是转化因子,可以改变生物的遗传性状,A正确;
B、题意显示,转化过程中“某种酶”的作用包括将S型细菌的DNA片段双链打开、水解DNA单链,分别与解旋酶(作用于氢键)、DNA酶(作用于磷酸二酯键)的作用相同,故转化中的“某种酶”的作用部位是氢键和磷酸二酯键,B错误;
C、S型菌的双链DNA整合到R型菌DNA上形成杂合DNA区段,,根据碱基互补配对原则可知,双链DNA中嘌呤碱基总比例占50%,保持不变,C正确;
D、由题干分析可知,杂合DNA是由一条R菌的DNA和一条S型菌的DNA合成的,所以含杂合区的细菌分裂一次产生R型和S型两种细菌,D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查肺炎链球菌转化实验和DNA分子的复制过程等相关知识,要求考生识记相关内容,再结合所学知识准确判断各选项,难度适中。
12.(2024秋 吉林期末)下列关于格里菲思的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是( )
A.肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质
B.肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
C.噬菌体侵染细菌实验证明了蛋白质是遗传物质
D.培养基中32P经宿主摄取可出现在噬菌体核酸中
【考点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验.
【专题】教材经典实验;遗传物质的探索.
【答案】D
【分析】肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验
不同点 方法不同 直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养 同位素标记:分别用32P和35S标记DNA和蛋白质
结论不同 证明DNA是遗传物质,蛋白 质不是遗传物质 证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质(因蛋白质没有进入细菌体内)
相同点 ①均使DNA和蛋白质区分开,单独处理,观察它们各自的作用; ②都遵循了对照原则; ③都能证明DNA是遗传物质,但都不能证明DNA是主要的遗传物质
【解答】解:A、肺炎双球菌转化实验证明了S型菌中含有转化因子,能够将R型菌转化为S型菌,但没有证明DNA是遗传物质,A错误;
B、肺炎双球菌R型菌转化为S型菌是基因重组的结果,B错误;
C、噬菌体侵染实验证明DNA是遗传物质,C错误;
D、噬菌体侵染大肠杆菌,利用宿主摄取的32P合成自身所需的核酸,因此培养基中32P经宿主摄取可出现在噬菌体核酸中,D正确;
故选:D。
【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
二.解答题(共3小题)
13.(2024秋 东城区校级期中)1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。请回答有关问题。
(1)赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,而不是标记在同一种噬菌体上,这其中蕴涵的设计思路是: 分离DNA和蛋白质,单独观察其作用 。
(2)若要大量制备用35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养 大肠杆菌 ,再用噬菌体去侵染 含35S的大肠杆菌 。
(3)请将如图1中T2噬菌体侵染细菌过程的标号进行排序 d→e→b→f→c →a。
(4)T2噬菌体的遗传物质复制发生在图中 e→b (用字母和箭头表示)过程之间,子代T2噬菌体的外壳是在细菌的 核糖体 上合成的。噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体蛋白质外壳需要。
A.细菌的DNA及其氨基酸
B.噬菌体的DNA及其氨基酸
C.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
D.细菌的DNA及噬菌体的氨基酸
(5)以35S标记组为例,如果 搅拌不充分 ,可能造成的结果是上清液和沉淀物的放射性强度差异不显著。
(6)T2噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如图2,下列关联中最合理的是 B (注:甲组为35S标记的T2噬菌体,乙组为32P标记的T2噬菌体)。
A.甲组—上清液—①
B.乙组—上清液—②
C.甲组—沉淀物—③
D.乙组—沉淀物—④
【考点】噬菌体侵染细菌实验.
【专题】DNA分子结构和复制.
【答案】(1)分离DNA和蛋白质 单独观察其作用
(2)大肠杆菌 含35S的大肠杆菌
(3)d→e→b→f→c
(4)e→b 核糖体 C
(5)搅拌不充分
(6)B。
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【解答】解:(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的方法是同位素标记法,即用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,其目的是分离DNA和蛋白质,单独观察其作用。
(2)由于噬菌体是病毒,无细胞结构,不能在培养基中独立生存,是专一性侵染大肠杆菌的病毒,因此为了获得含35S的噬菌体,应先将大肠杆菌在含35S的培养基上培养,再用噬菌体去侵染该大肠杆菌。
(3)图中a为子代噬菌体,b表示合成,c表示释放,d表示吸附,e表示注入,f表示组装,因此正确的顺序为d→e→b→f→c→a
(4)T2噬菌体的遗传物质是DNA,其复制发生在图中e→b过程之间;噬菌体外壳是蛋白质,核糖体是蛋白质的合成车间,T2噬菌体没有细胞结构,子代T2噬菌体的外壳是在细菌的核糖体上合成的;噬菌体侵染细菌的过程中,只有DNA进入细菌,所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、氨基酸和酶,由细菌提供,故选C。
(5)35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中。若搅拌不充分,会导致部分蛋白质外壳没有与细菌分开,随着细菌离心到沉淀物中,导致上清液和沉淀物都出现较强的放射性。
(6)甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌,而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入细菌内,经过搅拌离心后,蛋白质外壳分布在上清液中,且放射性强度与保温时间长短没有关系,对应于曲线④;乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌,而32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,只有DNA进入细菌内,经过搅拌离心后,DNA随着细菌分布在沉淀物中。保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,这会使上清液的放射性含量升高,沉淀物中放射性含量降低,对应于曲线②。
故答案为:
(1)分离DNA和蛋白质 单独观察其作用
(2)大肠杆菌 含35S的大肠杆菌
(3)d→e→b→f→c
(4)e→b 核糖体 C
(5)搅拌不充分
(6)B。
【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力.
14.(2024秋 东湖区校级期中)噬菌体生物扩增法(PhaB法)是一种快速的间接检测标本中的结核分枝杆菌(MTB)的方法,其原理是噬菌体D29能专一性感染和裂解活的MTB,其可将DNA注入MTB菌体内,进入宿主细菌的噬菌体可以免受杀病毒剂的灭活,在MTB菌体内进行子代噬菌体的合成与增殖,最后裂解MTB释放出的子代噬菌体又感染一种作为指示剂的快速生长分枝杆菌,在24h内形成清晰的噬菌斑。其检测原理如图所示,回答下列问题:
(1)噬菌体D29是一种DNA病毒,侵染MTB后,MTB能为噬菌体D29的增殖过程提供 核苷酸(或脱氧核苷酸和核糖核苷酸)、氨基酸 等原料。
(2)该实验需要设计对照实验,对照实验应将噬菌体D29置于 不含MTB的培养液 中,其他操作与实验组相同。若对照组中也发现了少数的噬菌斑,排除操作过程中被杂菌污染的可能,结合图示分析最可能的原因是 杀病毒剂的剂量过小或处理时间过短,导致部分噬菌体D29未被杀灭 。
(3)作为指示剂的细菌应当对噬菌体D29具有较 强 (填“强”或“弱”)的敏感性,利用PhaB法检测MTB可以用于区别活菌和死菌,原因是 噬菌体D29只能侵染活的结核分枝杆菌 。
(4)利用PhaB法检测MTB可用于快速开展临床抗结核药物的疗效观察,以及时评估疗效。现有某种抗结核药物X和MTB样液,试简述利用PhaB法评估药物X疗效的实验设计思路: 将MTB样液均分为A和B两组,A组用药物X预处理,B组不做处理,再利用PhaB法检测MTB,通过比较两组噬菌斑的数量差异评估药物X的疗效 。
【考点】噬菌体侵染细菌实验;病毒;科学探究的过程和方法.
【专题】正推法;遗传物质的探索;DNA分子结构和复制;实验探究能力.
【答案】(1)核苷酸(或脱氧核苷酸和核糖核苷酸)、氨基酸
(2)不含MTB的培养液 杀病毒剂的剂量过小或处理时间过短,导致部分噬菌体D29未被杀灭
(3)强 噬菌体D29只能侵染活的结核分枝杆菌
(4)将MTB样液均分为A和B两组,A组用药物X预处理,B组不做处理,再利用PhaB法检测MTB,通过比较两组噬菌斑的数量差异评估药物X的疗效
【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物,由蛋白质外壳和内部的遗传物质构成,不能独立的生活和繁殖,只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖,一旦离开了活细胞,病毒就无法进行生命活动。
【解答】解:(1)根据题意分析,噬菌体D29是一种DNA病毒,由DNA和蛋白质组成,其合成DNA所需的原料为脱氧核苷酸,合成蛋白质外壳经过了转录和翻译过程,需要的原料为核糖核苷酸和氨基酸。
(2)噬菌体D29能专一性感染和裂解活的MTB,该实验需要设计空白对照实验,空白对照组应当将噬菌体D29置于不含MTB的培养液中,其他操作与实验组相同。若对照组中也发现了少量的噬菌斑,最可能的原因是杀病毒剂的剂量过小或处理时间过短,导致部分噬菌体D29未被杀灭,从而最终在培养基上形成噬菌斑。
(3)指示剂细菌的作用是被病毒侵染后产生噬菌斑,该细菌具有容易被噬菌体D29侵染产生噬菌斑的特性,因此需要选择的细菌对噬菌体D29具有较强的敏感性。利用PhaB法检测MTB可以用于区别活菌和死菌,原因是噬菌体D29只能侵染活的结核分枝杆菌。
(4)该实验的目的是评估药物X的疗效,即评估药物X对MTB的杀灭效果,该实验自变量为是否含有药物X,药物X对MTB的杀灭效果可用噬菌斑数量表示,即因变量为噬菌斑的数量,因此实验思路为将MTB样液均分为A和B两组,A组用药物X预处理,B组不做处理,再利用PhaB法检测MTB,通过比较两组噬菌斑的数量差异评估药物X的疗效,差异越显著说明药物X的疗效越好。
故答案为:
(1)核苷酸(或脱氧核苷酸和核糖核苷酸)、氨基酸
(2)不含MTB的培养液 杀病毒剂的剂量过小或处理时间过短,导致部分噬菌体D29未被杀灭
(3)强 噬菌体D29只能侵染活的结核分枝杆菌
(4)将MTB样液均分为A和B两组,A组用药物X预处理,B组不做处理,再利用PhaB法检测MTB,通过比较两组噬菌斑的数量差异评估药物X的疗效
【点评】本题考查实验设计的相关内容,要求考生能结合所学知识准确答题。
15.(2024 自流井区校级开学)如图所示的是赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分实验过程。请分析回答下列问题:
(1)由图中实验结果分析,用于标记噬菌体的同位素是 32P (填“35S”或“32P”),标记T2噬菌体的操作步骤为:①配制适合大肠杆菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的 4种脱氧核苷酸 ,作为合成DNA的原料。②在培养基中接种大肠杆菌,培养一段时间后,再用带标记大肠杆菌培养T2噬菌体。
(2)图2实验过程中,搅拌的目的是 将噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的大肠杆菌分开 实验结果表明,经离心处理后上清液中具有很低的放射性,请分析该现象出现的可能原因有 ①培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来 (答出一点即可)。
(3)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体,其中带有32P标记的噬菌体的比例为 ,出现该比例说明DNA的复制方式是 半保留复制 。
【考点】噬菌体侵染细菌实验.
【专题】图文信息类简答题;遗传物质的探索.
【答案】(1)32P 4种脱氧核苷酸
(2)将噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的大肠杆菌分开 ①培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来
(3) 半保留复制
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。
2、噬菌体的繁殖过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
3、噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用含35S或32P的培养基培养大肠杆菌→噬菌体分别与标记后的大肠杆菌混合培养→标记后的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【解答】解:(1)由于子代噬菌体中检测到放射性,说明用于标记噬菌体的同位素是32P,标记的是噬菌体的DNA。噬菌体没有细胞结构,是寄生在细菌中的,合成噬菌体的蛋白质和核酸的原材料均来源于宿主细胞,所以标记T2噬菌体的操作步骤:①配制适合细菌生长的培养基,在培养基中加入用放射性标记的4种脱氧核苷酸作为合成DNA的原料。②在培养基中接种细菌,培养一段时间后,再用此标记的细菌培养T2噬菌体。
(2)噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的大肠杆菌分开,便于离心时留在细胞外面的噬菌体蛋白质和大肠杆菌分开,让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。图二实验中上清液中具有很低的放射性,说明上清液中存在含32P的DNA,可能原因是:①培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来。
(3)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体,由于DNA分子是双链结构,所以带有32P标记的噬菌体有2个,占比为,出现该数目是因为复制形成的子链中其中一条为亲代母链,一条为新和成的子链,说明DNA的复制方式是半保留复制。
故答案为:
(1)32P 4种脱氧核苷酸
(2)将噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的大肠杆菌分开 ①培养时间过短,部分噬菌体未侵入细菌体内;②培养时间过长,增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来
(3) 半保留复制
【点评】本题主要考查噬菌体侵染细菌实验,意在考查考生理解所学知识要点、把握知识间内在联系的能力,能够运用所学知识,对生物学问题作出准确的判断,难度适中。
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