“噬菌体侵染细菌的实验”相关试题归类例析

湖北

“噬菌体侵染细菌的实验”是人教版必修2教材第3章第1节的内容。该实验是高中生物学教材中的经典实验之一，也是高考的重要考点之一。下面，笔者就高考常考的试题类型和解答方法进行归类分析。

1.考查T2噬菌体的组成成分、生活方式及其宿主

【例1】（2013年，海南卷，第13题）关于T2噬菌体的叙述，正确的是 （ ）

A. T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B. T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C. RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D. T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

【解析】T2噬菌体的核酸和遗传物质均为DNA，DNA中不含硫元素，故A项和C项均错误；T2噬菌体专门寄生于大肠杆菌中，并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，故B项错误，D项正确。

【答案】D

【点拨】一种病毒体内只有一种核酸（朊病毒除外），且绝大多数病毒的核酸为DNA，极少数病毒的核酸为RNA，如人类免疫缺陷病毒（HIV）、烟草花叶病毒（TMV）、车前草病毒（HRV）、SARS病毒和流感病毒。

【针对性训练1】（2018年，全国卷Ⅱ，第5题）下列关于病毒的叙述，错误的是 （ ）

A.从烟草花叶病毒中可以提取到RNA

B. T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解

C. HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征

D.阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率

【答案】B

2.考查实验设计思路及噬菌体的标记方法

【例2】下列对噬菌体侵染细菌的实验的叙述中，不正确的是 （ ）

A.本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其组成成分只有蛋白质和DNA

B.设计思路是设法将DNA和蛋白质区分开，单独、直接地研究它们在遗传中的作用

C.为确认何种物质注入细菌体内，用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA

D.实验之所以有说服力，是因为将噬菌体的蛋白质与DNA直接分开以后再侵染细菌

【解析】本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构简单，组成成分只有蛋白质和DNA，故A项正确；该实验最关键的设计思路是利用放射性同位素标记法把DNA与蛋白质间接分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用，故B项正确，D项错误；只有标记噬菌体的蛋白质与DNA中各自特有的元素，才能将它们分开，故只能用35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）进行标记。所以，C项正确。

【答案】D

【针对性训练2】（2012年，上海卷，第11题）赫尔希（A. Hershey）和蔡斯（M. Chase）于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体 （ ）

A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞

B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中

C. DNA可用15N放射性同位素标记

D.蛋白质可用32P放射性同位素标记

【答案】B

【例3】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32P的培养基培养噬菌体

B.用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌

C.用未标记的噬菌体侵染含有放射性同位素35S和32P的大肠杆菌

D.用放射性同位素35S或32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌

【解析】由于噬菌体是严格寄生微生物，故不能用普通培养基直接培养，A项错误；标记噬菌体的正确方法是在分别含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌，得到含35S或32P的大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。然后，用32P或35S标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，故B项和C项均错误，D项正确。

【答案】D

【思维警示】因为放射性检测时只能检测到部位，不能确定放射性是何种元素，故35S和32P不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记。因此，不能用同时含有35S和32P的培养基培养大肠杆菌。

3.考查噬菌体的增殖过程

【例4】（2012年，重庆卷，第2题）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】噬菌体侵染细菌时，仅将其DNA注入细菌内，以自身DNA为模板，利用细菌体内的脱氧核苷酸和氨基酸来合成噬菌体的DNA和蛋白质外壳，最后再组装成子代噬菌体，噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂方式增殖，故A项正确，B项和D项均错误；由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入宿主菌内，其与宿主菌蛋白质的合成无关，由于噬菌体消耗细菌细胞内的物质，导致细菌死亡，故C项错误。

【答案】A

【点拨】在大肠杆菌体内合成子代噬菌体的DNA和蛋白质时，除模板为T2噬菌体自身的DNA外，原料（脱氧核苷酸和氨基酸）、ATP、酶和场所均由宿主菌提供。

【针对性训练3】（2017年，全国卷Ⅱ，第2题）在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是 （ ）

A. T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

B. T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质

C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中

D.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同

【答案】C

4.考查子代噬菌体含有的元素种类及分布

【例5】噬菌体的S用35S标记，P用32P标记，用该噬菌体去侵染大肠杆菌（含有32S和31P）后，产生许多子代噬菌体。那么，在子代噬菌体中35S和32P的分布规律是（ ）

A.外壳内含有35S和32S，核心只含有32P

B.外壳内只含有32S，核心只含有32P

C.外壳内含有35S和32S，核心含有32P和31P

D.外壳内只含有32S，核心含有32P和31P

【解析】噬菌体在细菌体内复制过程中，要利用细菌体内的氨基酸和脱氧核苷酸分别合成子代噬菌体的蛋白质和DNA。因亲代噬菌体的蛋白质外壳未进入细菌内，故子代噬菌体的蛋白质外壳与亲代噬菌体的蛋白质外壳无关，因大肠杆菌体内含有32S，故子代噬菌体的外壳内只含有32S。因大肠杆菌体内含有31P，亲代噬菌体的DNA中含有32P，且DNA的复制方式是半保留复制，故子代噬菌体的核心（DNA）含有32P和31P，D项正确。

【答案】D

【思维警示】子代噬菌体的蛋白质外壳中含有的元素与细菌的氨基酸中的元素相同；子代噬菌体的DNA除含有细菌的脱氧核苷酸中的元素外，还含有亲代噬菌体DNA中的元素。解此类试题时一定要看清标记对象是噬菌体还是细菌，标记元素是蛋白质特有的S，还是DNA特有的P，还是二者共有的C、H、O、N。

【针对性训练4】如果用3H、15N、35S、32P标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌（含有1H、14N、32S、31P），在产生子代噬菌体的组成成分中，能够找到的元素是 （ ）

A.可在外壳中找到3H、15N和35S

B.可在DNA中找到15N、32P和35S

C.可在外壳中找到15N、32P和35S

D.可在DNA中找到3H、15N和32P

【答案】D

5.考查离心后放射性物质存在的位置及误差

【例6】在“噬菌体侵染细菌的实验”中，如果对35S标记的噬菌体一组（甲组）不进行搅拌、32P标记的噬菌体一组（乙组）保温时间过长，则其结果是 （ ）

A.甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性

B.甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性

C.甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性

D.甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性

【解析】噬菌体侵染细菌的实验中，对35S标记的噬菌体一组（甲组）不进行搅拌，则噬菌体的外壳不会从大肠杆菌上脱落，所以沉淀物中放射性较强；而32P标记的噬菌体一组（乙组）保温时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌中释放出来，使得上清液的放射性较强。

【答案】A

【例7】下列关于赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的叙述，正确的是 （ ）

A.搅拌离心后，含32P的放射性同位素主要分布于上清液中

B.用32P标记的噬菌体的侵染实验中，上清液有放射性的原因一定是保温时间过长

C.用32P标记的噬菌体的侵染实验中，上清液有放射性的原因一定是保温时间过短

D.用35S标记的噬菌体的侵染实验中，沉淀物有放射性的原因是搅拌不充分

【解析】正常情况下，亲代噬菌体的蛋白质外壳在上清液中，大肠杆菌在沉淀物中。因此，理论上，用仅被32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后上清液应该没有放射性，沉淀物有很高的放射性；而实际上上清液有一定的放射性，沉淀物的放射性比理论值略低。出现误差的原因有两种可能：一是保温时间过短，有部分亲代噬菌体尚未侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后其分布于上清液中；二是保温时间过长，噬菌体在细菌内完成增殖后，子代噬菌体从细菌内释放出来，经离心后其也分布于上清液中。由于DNA的复制方式是半保留复制，亲代噬菌体的DNA链保留在子代噬菌体的DNA中，导致上清液有放射性。故A项、B项、C项均错误；用仅被35S标记的噬菌体侵染细菌，离心后上清液具有很高的放射性，沉淀物应该没有放射性；而实际上上清液的放射性比理论值略低，沉淀物有一定的放射性。出现误差的原因就是搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。故D项正确。

【答案】D

【点拨】用32P标记的噬菌体的侵染实验中，上清液有放射性的原因是保温时间过短或过长；用35S标记的噬菌体的侵染实验中，沉淀物有放射性的原因是搅拌不充分。

6.综合考查实验过程和结论

【例8】关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是 （ ）

A.该实验证明了DNA是主要的遗传物质

B.实验过程是标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性

C.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

D.用35S标记的噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物存在少量放射性是保温时间过短所致

【解析】该实验结果表明，在噬菌体的亲、子代之间具有连续性的物质是DNA，从而证明了DNA是遗传物质，但并不能证明DNA是主要的遗传物质，因为DNA是主要的遗传物质这一结论并非是某个实验能够证明的，而是科学研究发现，绝大多数生物的遗传物质都是DNA，从而才得出此结论，故A项错误；用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌时，短时间保温，长时间保温均影响实验结果，导致上清液中放射性较强，故C项、D项均错误。

【答案】B

【针对性训练5】下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，不正确的是 （ ）

A.该实验以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明DNA是遗传物质

B.该实验比肺炎双球菌的体外转化实验更具说服力

C.噬菌体增殖需要细菌提供原料、能量和酶等

D.实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的

【答案】D

总之，高考常考的有关“噬菌体侵染细菌的实验”的试题命题角度较多，如T2噬菌体的组成成分、生活方式及其宿主、标记方法、增殖过程及实验思路、结果和误差分析等。只有深入理解这些问题，才能突破本实验教学的重难点，以在高考中立于不败之地。