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专题05 同位素标记类实验
一、单选题
1．中科院古脊椎所的科研人员通过同位素研究分析发现，食草动物比混食动物和食叶动物更适应环境。
下列关于同位素应用的叙述错误的是（ ）
选
项
实验材料
同位素标记物质
研究对象
A
豚鼠的胰腺腺泡细胞
3H 标记的亮氨酸
分泌蛋白的合成和分泌过程
B
小球藻叶片
14CO2
呼吸作用中CO2转化的途径
C
噬菌体
32P 标记的DNA
35S 标记的蛋白质
T2 噬菌体侵染大肠杆菌的过程
D
小球藻悬液
C18O2、H2
18O
光合作用产生氧气的来源
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【分析】同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：
（1）用35S 标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P 标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA 是遗传
物质；
（2）用3H 标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；
（3）15N 标记DNA 分子，证明了DNA 分子的复制方式是半保留复制；
（4）卡尔文用14C 标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；
（5）鲁宾和卡门用18O 标记水和二氧化碳，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【详解】A、向豚鼠的胰腺腺泡细胞注射用3H 标记的亮氨酸，来研究分泌蛋白的合成与分泌过程，利用追
踪元素的放射性，A 正确；
B、呼吸作用中，二氧化碳是产物，不是原料，标记二氧化碳无法研究CO2 转化的途径，B 错误；
C、噬菌体侵染实验中，P 是DNA 特有元素，S 是蛋白质特有元素，赫尔希和蔡斯用35S 和32P 分别标记
T2 噬菌体，并用经过标记的噬菌体侵染未经标记的大肠杆菌，证明DNA 是T2 噬菌体的遗传物质，C 正
确；
D、鲁宾和卡门用18O 分别标记C18O2、H218O，研究光合作用产生氧气的来源，D 正确。
故选B。
2．利用同位素标记技术进行的T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验是人类探究遗传物质的过程中非常重要的实验。
对如图所示实验的相关分析正确的是（ ）
1
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A．若在子代噬菌体乙中检测到放射性，则不需要对照即可证明DNA 是遗传物质
B．若图中实验所用同位素均为
32P，则子代噬菌体甲和乙带有放射性的概率分别是100%和0
C．用
32P 标记的T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验中上清液具有放射性一定是保温时间过短造成的
D．若让
35S 标记的T2 噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌不充分会使沉淀物中出现较高放射性
【答案】D
【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、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。
【详解】A、若在子代噬菌体乙中检测到放射性，说明噬菌体侵染细菌时DNA 进入细菌，仅据此不能证明
DNA 是遗传物质，还需要对照才可证明DNA 是遗传物质，A 错误；
B、噬菌体侵染细菌时只有DNA 进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需原料
来自大肠杆菌，且DNA 复制方式为半保留复制，因此若图中实验所用同位素均为32P，则子代噬菌体甲带
有放射性的概率是100%，子代噬菌体乙有少量带有放射性，概率并不为0，B 错误；
C、用32P 标记的T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验中上清液具有放射性的原因是保温时间过短或过长，C 错误；
D、若让35S 标记的T2 噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌不充分会导致部分蛋白质外壳仍吸附在大肠
杆菌上，离心后使沉淀物中出现较高的放射性，D 正确。
故选D。
3．在生物遗传的探索过程中，不同的科学家用不同的材料多角度去论证问题，下列叙述正确的是（ ）
A．孟德尔利用豌豆做杂交实验，设计自交实验对假说进行验证，发现了分离和自由组合定律
B．摩尔根利用果蝇做眼色遗传实验，第一个将特定的基因定位到特定的染色体上，又一次验证自由组
合定律是正确的
C．赫尔希和蔡斯利用噬菌体做侵染实验，用同位素同时标记DNA 和蛋白质，根据子代放射性同位素
的差异作出合理的推测
D．格里菲思和艾弗里利用肺炎双球菌做转化实验，若用加热杀死的S 型菌与活的R 型菌混合培养，培
养基中有S 型菌，说明加热不会让S 型菌的遗传物质丧失活性
【答案】D
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实
2
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验验证（测交实验）→得出结论。
2、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。
【详解】A、孟德尔利用豌豆做杂交实验，设计测交实验对假说进行验证，发现了分离和自由组合定律，
从自交实验中发现了问题，A 错误；
B、摩尔根利用果蝇做眼色遗传实验，只涉及一对等位基因，因此遵循的是基因的分离定律，不遵循自由
组合定律，B 错误；
C、赫尔希和蔡斯利用噬菌体做侵染实验，用同位素分别标记DNA 和蛋白质，根据子代放射性同位素的差
异作出合理的推测，C 错误；
D、格里菲思和艾弗里利用肺炎双球菌做转化实验，若用加热杀死的S 型菌与活的R 型菌混合培养，培养
基中有S 型菌，说明加热不会让S 型菌的遗传物质丧失活性，D 正确。
故选D。
4．科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素
32P、
35S、
18O 和
14C 对噬菌体以及大肠杆菌成分
做了如下标记。以下说法不正确的是（ ）
第一组
第二组
第三组
噬菌体成分
用
35S 标记
未标记
用
14C 标记
大肠杆菌成
分
用
32P 标记
用
18O 标记
未标记
A．第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是
18O
B．第三组实验中，子代噬菌体的DNA 中不一定含有
14C
C．第一组实验中，噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，释放出的子代噬菌体中含有
32P 的噬菌体和
35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0
D．第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中
【答案】D
【分析】T2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒，由DNA 和蛋白质构成。在寄生的过程中，它会
把自身的遗传物质注入到大肠杆菌内，并利用大肠杆菌内的物质合成新的噬菌体，进行大量增殖。为了确
定它注入到大肠杆菌内的是它的蛋白质还是DNA（即哪个是它的遗传物质），科学家采用放射性同位素标
记的方法进行了相关实验。
【详解】A、大肠杆菌成分用18O 标记，子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大肠杆菌，故子代噬菌
体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O，A 正确；
B、14C 能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA 的半保留复制，子代部分噬菌体含有亲代DNA 的
一条链，所以子代噬菌体的DNA 中不一定含有14C，B 正确；
C、噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，子代噬菌体是以亲代噬菌体的DNA 做模板链，大肠杆菌提供脱
3
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氧核苷酸为原料，合成子代噬菌体的，所以每一个子代噬菌体都含32P；35S 标记的是噬菌体的蛋白质外
壳，不会进入大肠杆菌体内，故子代噬菌体中都不含35S，C 正确；
D、14C 既能标记噬菌体的DNA，也能标记噬菌体的蛋白质外壳，所以经过一段时间培养后离心，检测到
放射性在上清液和沉淀物中都有，D 错误。
故选D。
5．科学家以大肠杆菌为材料进行实验，首先用含有
15NH4Cl 的培养液培养大肠杆菌，让其繁殖若干代后转
移至含有
14NH4Cl 的培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA 进行离心，该实验的结果为“DNA
以半保留方式进行复制”提供了证据。下列叙述正确的是（ ）
A．由于噬菌体的遗传物质是DNA，因此可用噬菌体替代大肠杆菌进行本实验
B．
15N、
14N 是两种同位素，根据子代放射性的强弱可证明DNA 复制的方式
C．设定收集大肠杆菌时刻的主要依据是大肠杆菌的繁殖速率
D．收集到的DNA 分子经加热后离心仍可证明DNA 的复制方式
【答案】C
【分析】根据题意分析可知：若DNA 的复制方式为半保留复制，则亲代的DNA 分子的两条链都是15N，
转移到14N 的培养液中培养，获得的子代始终都只有两个DNA 分子含有15N，其余都是14N 构成。
【详解】A、噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中，不能用含有NH4Cl 的培养液直接培养，A 错误；
B、本实验利用的原理是15N、14N 这两种同位素的相对原子质量不同，形成的DNA 的密度不同，在试管
中离心后的位置不同，与放射性无关，B 错误；
C、根据大肠杆菌的繁殖速率进而设定收集大肠杆菌时刻，以确保获得准确的子代大肠杆菌数量，C 正确；
D、收集到的DNA 分子经加热后双链打开，形成脱氧核苷酸单链，离心后不能证明DNA 的复制方式，D
错误。
故选C。
6．同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律。下列实验所用同位素性质与其他三个实验不同的是
（ ）
A．鲁宾和卡门研究光合作用中O2来源的实验
B．卡尔文探明CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的实验
C．赫尔希和蔡斯证实了DNA 是遗传物质的噬菌体侵染细菌的实验
D．帕拉德探究分泌蛋白在豚鼠胰腺腺泡细胞内合成、运输、分泌过程的实验
【答案】A
【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法，同位素标记可用于
示踪物质的运行和变化规律。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，比如14C、32P、3H、35S 等，
不具有放射性的是稳定同位素，比如15N、18O。
【详解】A、鲁宾和卡门用同位素标记H218O、CO2 和H2O、C18O2 分别提供给植物进行光合作用，然后
检测释放的O2 中是否有放射性18O2 研究光合作用中氧气的来源结合分析可知，18O 不属于放射性元素，
A 正确；
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B、卡尔文用14C 标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，14C 属于放射性同位素，B 错误；
C、赫尔希和蔡斯利用35S 标记的噬菌体和32P 标记的噬菌体分别侵染细菌，保温搅拌离心后，检查上清
液和沉淀物中的放射性情况，证明了DNA 是噬菌体的遗传物质，35S、32P 都是放射性同位素，C 错误；
D、向豚鼠的胰腺腺泡细胞注射3H 标记的亮氨酸，随后检测放射性标记的物质先后出现在哪些结构，研究
分泌蛋白合成和运输的过程，3H 属于放射性同位素，D 错误。
故选A。
7．下列关于生物遗传物质及其传递规律探索历史的叙述，正确的是（ ）
A．噬菌体侵染细菌实验中，同位素
32S 标记的一组中，沉淀物中放射性较强
B．噬菌体侵染细菌的实验，需用含
32P 培养液培养噬菌体使其带上标记
C．烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明病毒的遗传物质都是RNA
D．通过同位素标记和密度梯度超速离心等技术，证明了DNA 的半保留复制
【答案】D
【分析】1、噬菌体属于病毒，病毒只能寄生在活细胞内，而不能在没有细胞的培养基上生存和繁殖。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。结论：DNA 是遗传物
质。
2、烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质。
【详解】A、35S 标记T2 噬菌体的蛋白质，T2 噬菌体侵染大肠杆菌，DNA 进入细胞体内，蛋白质外壳不
进入，所以离心后上清液的放射性强，沉淀物中放射性弱，A 错误；
B、噬菌体只能寄生在细菌细胞内，不能直接用培养基培养，B 错误；
C、烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，但不能证明病毒的遗传物质
都是RNA，C 错误；
D、科学家通过同位素示踪和密度梯度超速离心等技术，证明了DNA 的半保留复制，D 正确。
故选D。
8．某研究人员进行“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用同位素
32P、
35S、
18O 和
14C 对噬菌体以及大肠杆
菌成分做了如下标记，第一组：用
35S 标记噬菌体、用
32P 标记大肠杆菌；第二组：未被标记的噬菌体、用
18O 标记大肠杆菌；第三组：用
14C 标记噬菌体、未被标记的大肠杆菌。实验过程中大肠杆菌均未发生裂解，
下列分析正确的是（ ）
①第一组中，子代噬菌体均不含有
35S，但均含有
32P
②第二组中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素有
18O 和
16O
③一般来说，第三组中，子代噬菌体的DNA 分子中不一定含有
14C
④第二、三组经一段时间保温后离心，两组在沉淀物和上清液中均能检测到
18O
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
【答案】A
【分析】噬菌体侵染细菌实验：
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1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）和核酸DNA（C、H、O、N、P）。
2、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标记物质。
4、结论：DNA 是遗传物质
【详解】①在第一组实验中，由于寄主大肠杆菌用32P 标记，用35S 标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大
肠杆菌，所以从细菌体内合成的子代噬菌体中含有32P 的噬菌体和35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数为
100%、0，①正确；
②第二组实验中，合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，所以子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是
18O，②错误；
③一般的说，第三组实验中，由于DNA 分子的半保留复制，亲代DNA 分子进入寄主细胞后复制多次，子
代噬菌体的DNA 中不一定含有14C 的母链，③正确；
④第二组与第三组实验经过一段时间培养后离心，由于大肠杆菌均未发生裂解，所以第二组检测到标记元
素的主要部位是沉淀物，第三组检测到标记元素的部位是沉淀物和上清液，④错误。
故选A。
【点睛】本题考查噬菌体侵染细菌实验相关知识，解题的关键是噬菌体侵染细菌时，注入到寄主细胞的是
噬菌体的DNA，蛋白质外壳没有进入寄主细胞，结合DNA 分子半保留复制特点，进行解释、推理，得出
正确的结论。
9．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了关于噬菌体侵染细菌实验，下列叙述正确的是
A．此实验证明了DNA 是主要的遗传物质
B．可分别用含
32P 和
35S 标记的完全培养基培养T2噬菌体
C．用同位素
32P 标记的一组实验中，放射性主要分布在试管的上清液中
D．细菌裂解释放的噬菌体中，可检测到
32P 标记的DNA，但检测不到
35S 标记的蛋白质
【答案】D
【分析】噬菌体侵染细菌过程：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。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。结论：DNA 是遗传物质。
【详解】由于噬菌体的成分只有DNA 和蛋白质，没有RNA，所以噬菌体侵染细菌的实验能说明DNA 是遗
传物质，不能证明DNA 是主要的遗传物质，A 错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在完全培养基
中直接培养，所以标记噬菌体的方法是用含32P 和35S 的培养基分别培养细菌，然后再分别用含32P 和
35S 细菌的培养基培养噬菌体，B 错误；由于检测放射性时无法检测是32P 还是35S 发出的，所以如用
32P、35S 共同标记一组噬菌体的DNA 和蛋白质，则无法确认何种物质注入了细菌体内，因此要分别用含
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有32P 的T2 噬菌体和含有35S 的T2 噬菌体进行侵染实验，C 错误；细菌裂解释放的噬菌体中，可检测到
32P 标记的DNA，但检测不到35S 标记的蛋白质。因为35S 标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体在侵染细菌
时，蛋白质没有进入细菌，留在外面，经过搅拌、离心后，35S 主要存在于上清液中，D 正确。
故选D。
10．下列生物学实验中，采用同位素示踪法的是
A．肺炎双球菌转化实验
B．噬菌体侵染细菌的实验
C．果蝇眼色的遗传实验
D．观察植物细胞的减数分裂
【答案】B
【分析】同位素标记法在生物学实验中有广泛的应用，如噬菌体侵染大肠杆菌的实验，探究分泌蛋白的合
成与分泌实验，DNA 分子的复制方式的探究实验，卡尔文探究碳原子在光合作用中的转移途径实验，以及
鲁宾和卡门探究氧气来源的实验。
【详解】A、肺炎双球菌转化实验，格里菲思是将R 型细菌、S 型细菌、加热后杀死的S 型细菌及其与无
毒R 型细菌混合，分别注射到小鼠体内，观察小鼠的生活状况，艾弗里是将S 型细菌的各种成分分离并提
纯，分别加入到有R 型细菌的培养基中，没有采用同位素示踪法，A 项错误；
B、赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记法，用35S 标记一部分噬菌体的蛋白质、用32P 标记另一部分噬
菌体的DNA，进行噬菌体侵染细菌的实验，B 项正确；
C、果蝇眼色的遗传实验采用的是假说—演绎法，C 项错误；
D、观察植物细胞的减数分裂没有采用同位素示踪法，D 项错误。
故选B。
考点：本题考查肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌的实验、摩尔根的果蝇杂交实验、观察细胞的减数
分裂的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能
力。
11．下列关于应用同位素示踪法的实验结果，说法错误的是
A．小白鼠吸入
18O2后尿液中不可能含有H2
18O
B．用含
3H 标记的胸腺嘧啶的营养液培养洋葱根尖，在核糖体上检测不到放射性
C．用
14C 标记CO2最终探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径
D．要得到含
32P 的噬菌体，必须先用含
32P 的培养基培养细菌
【答案】A
【详解】试题分析：小白鼠吸入18O2 可参加有氧呼吸第三阶段，生成H218O，H218O 可以经肾脏随尿排
出，A 项错误；植物是不能直接利用有机物的，所以用含3H 标记的胸腺嘧啶的营养液培养洋葱根尖，在
核糖体上检测不到放射性，B 项正确；卡尔文用14C 标记CO2 最终探明了CO2 中碳元素在光合作用中的
转移途径，C 项正确；所有的病毒都只能生活在特定的活的宿主细胞中，所以要得到含32P 的噬菌体，必
须先用含32P 的培养基培养细菌，D 项正确。
考点：光合作用的基本过程、细胞呼吸、噬菌体侵染细菌
12．下列相关实验中，叙述正确的是
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A．赫尔希和蔡斯用
35S 和
32P 分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA 是主要的遗传物质
B．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
C．噬菌体侵染细菌实验中，同位素
32P 标记的一组中，上清液中放射性较强
D．艾弗里提取的DNA 掺杂有非常少量的蛋白质，实验中没有完全排除蛋白质的作用
【答案】D
【详解】试题分析：赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了DNA 是遗传物质，故A 错误；T2 噬菌体
是病毒，不能在培养基上独立生存，必须寄生在活细胞中才能生存，故B 错误；32P 标记的是噬菌体的
DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌，离心后随细菌离心到沉淀物中，所以沉淀物中放射性较强，
故C 错误。
考点：本题考查的是肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。意在考查学生能独立理解实验目的、原
理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。具备验证
简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。
13．下列生物学研究所选择的技术和方法中，正确的是
A．赫尔希和蔡斯用同位素实验证明了噬菌体的遗传物质主要是DNA
B．用标志重捕法调查土壤小动物的丰富度
C．模拟性状分离比的实验中，两个桶中的小球数量不一定相同
D．还原性糖的鉴定中可用甘蔗汁代替梨汁做实验材料
【答案】C
【详解】试题分析：赫尔希和蔡斯用同位素实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，A 错误；用取样器取样
的方法调查土壤小动物的丰富度，B 错误；模拟性状分离比的实验中，每个桶中的两种球数量要相同，但
是两个桶中的小球数量不一定相同，C 正确；甘蔗汁中的糖主要是蔗糖，是非还原糖，D 错误。
考点：本题考查生物学实验，意在考查考生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实
验目的、原理、方法等。
14．赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列叙述正确的是
A．此实验证明了DNA 是主要的遗传物质
B．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
C．用同位素
32P 标记的一组实验中，上清液中放射性较强
D．细菌裂解释放的噬菌体中，含
32P 的物质是DNA
【答案】D
【详解】试题分析：噬菌体侵染细菌实验证明DNA 是遗传物质，故A 错误；T2 噬菌体是病毒，不能在培
养基上独立生存，必须寄生在活细胞中才能生存，故B 错误；32P 标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细
菌时，DNA 进入细菌，离心后随细菌离心到沉淀物中，所以沉淀物中放射性较强，故C 错误；噬菌体由
DNA（组成元素是C、H、O、N、P）和蛋白质（组成元素是C、H、O、N）组成，所以细菌裂解释放的
噬菌体中，含32P 的物质是DNA ，故D 正确。
考点：本题考查噬菌体侵染细菌实验，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
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15．科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素
32P、
35S、
3H 和
14C 对噬菌体以及大肠杆菌成分
做了如下标记。以下说法错误的是（ ）
第一组
第二组
第三组
噬菌体成分
用
35S 标记
未标记
用
14C 标记
大肠杆菌成分
用
32P 标记
用
3H 标记
未标记
A．第一组实验中，子代噬菌体中含有
32P 的和
35S 的噬菌体分别占总数的100%、0
B．第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氢元素是
3H
C．第三组实验中，子代噬菌体的DNA 中不一定含有
14C
D．第三组实验经过适宜时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中
【答案】D
【分析】噬菌体侵染细菌实验：
1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。
2、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。该实验的结论：
DNA 是遗传物质。
【详解】A、第一组实验中，标记的是噬菌体的蛋白质外壳，蛋白质不进入细菌，而大肠杆菌含有32P 标
记，而合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，因此，子代噬菌体均含有32P，但均不含35S 标记，A 正确；
B、第二组实验中，噬菌体未标记，而大肠杆菌提供的合成子代噬菌体的原料带有3H 标记，因此，子代噬
菌体蛋白质外壳中存在的氢元素是3H，B 正确；
C、14C 能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，而大肠杆菌没有标记，在噬菌体侵染大肠杆菌过程中，进入
细菌体内的是带有14C 标记的噬菌体DNA，由于DNA 的半保留复制且不知复制代数，故子代可能只有部
分噬菌体含有亲代DNA 的一条放射性链，所以子代噬菌体个体的DNA 中不一定含有14C，C 正确；
D、第三组实验产生的子代噬菌体少数带有14C 标记（进入沉淀物中），亲代噬菌体的外壳蛋白也带有
14C 标记（进入上清液中），因此，经过适宜时间培养后离心，检测到放射性出现在上清液和沉淀物中，
D 错误。
故选D。
16．同位素在生物实验中常被应用。下列有关叙述错误的是（ ）
A．给水稻提供
14CO2根细胞在缺氧环境有可能出现
14C2H5OH
B．给小麦提供
14CO2，则
14C 的转移途径是
14CO2
14C3（
14CH2O）
C．小白鼠吸入
18O2，在尿液、呼出的气体中有可能分别检测到H2
18O、C18O2
D．用³⁵ S 标记磷脂分子头部，可以证明细胞膜是由磷脂双分子层构成
【答案】D
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【分析】在有氧呼吸过程中，葡萄糖首先在细胞质基质分解成丙酮酸，同时产生〔H〕（还原型辅酶I），
然后第二阶段在线粒体基质中在水参与下丙酮酸被彻底分解成CO2，同时产生〔H〕，丙酮酸中的氧和水
中的氧转移到生成的CO2 中的氧。第三阶段在线粒体内膜上，O2 和前两个阶段产生的〔H〕结合生成水，
并释放大量能量，O2 中的氧元素转移到水中。美国科学家卡尔文用14C 标记的14CO2 供小球藻光合作用，
然后追踪检测其放射性，探明植物光合作用暗反应过程中，C 的转移途径大致是14CO2→14C3→
（14CH2O）。细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，磷脂分子组成元素是C、H、O、N、P。
【详解】A、给水稻提供14CO2，水稻光合作用产生14C6H12O6，14C6H12O6 运输到根细胞参与根细胞的
细胞呼吸，在缺氧状态下根细胞进行无氧呼吸产生酒精，14C6H12O6 不彻底分解成14C2H5OH，A 正确；
B、给小麦提供14CO2，在光合作用卡尔文循环中，14C 的转移途径大致是14CO2→14C3→
（14CH2O），B 正确；
C、小白鼠吸入18O2 参与有氧呼吸第三阶段，18O 转移到产生的H218O 中，水经血液循环运输到肾脏，
在尿液中可能有H218O。产生的H218O 又可以参与有氧呼吸第二阶段，水中的18O 可转移到产生的
C18O2 中，二氧化碳通过呼吸道排出体外，呼出的气体中可能检测到C18O2，C 正确；
D、磷脂分子不含S 元素，用35S 标记磷脂分子头部，不能证明细胞膜是由磷脂双分子层构成，D 错误。
故选D。
17．在生物实验中，可以采用不同的方法对物质进行标记。采用同位素标记时，有些实验利用的是具有放
射性的
14C、
32P、
3H、
35S 等同位素，而有些实验利用的是不具有放射性的
15N、
18O 等同位素。下列实验利
用放射性同位素标记的是（ ）
A．探究光合产物O2中的O 来源于H2O 还是CO2
B．探究胰腺腺泡细胞分泌蛋白的合成、运输及分泌的途径
C．将小鼠细胞和人细胞融合，探究细胞膜是否具有流动性
D．用同位素标记技术研究DNA 的复制方式是否为半保留复制
【答案】B
【分析】在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O 与18O，同位素的物理性质可
能有差异，但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是
同位素标记法。
【详解】A、探究光合产物O2 中O 的来源，两组实验分别是将H2O 和CO2 中的O 标记为18O,测定产物中
O2 的质量，18O 是不具有放射性的，A 错误；
B、探究胰腺腺泡细胞分泌蛋白的合成、运输及分泌的途径是用3H 标记亮氨酸，通过追踪被放射性同位素
标记的亮氨酸的去向得到分泌蛋白合成、运输及分泌的途径，B 正确；
C、将小鼠细胞和人细胞融合，探究细胞膜是否具有流动性时是利用荧光染料进行标记，C 错误；
D、用密度梯度离心法研究DNA 的复制方式是否为半保留复制时，是用15N 对DNA 进行同位素标记，由
于含14N 和15N 的DNA 密度不同，在试管中的位置也不同，15N 不具有放射性，D 错误。
故选B。
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18．科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素
32P、
35S、
18O 和
14C 对噬菌体以及大肠杆菌成
分做了如下标记。以下说法正确的是（ ）
第一组
第二组
第三组
第四组
噬菌体成分
用
35S 标记
未标记
用
14C 标记
用
32P 标记
大肠杆菌成
分
未标记
用
18O 标记
未标记
用
35S 标记
A．第一组实验中，保温时间过短会导致部分大肠杆菌进入上清液，进而上清液放射性偏高
B．第二组实验中，子代噬菌体只有蛋白质外壳中存在的氧元素
18O
C．第三组实验中，经过一段时间培养后，子代噬菌体个体的DNA 中不一定含有
14C
D．第四组实验中，若噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，释放出的子代噬菌体中含有
32P 的噬菌体
和
35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的25%、0
【答案】C
【分析】噬菌体侵染细菌实验：1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、
N、P）。2、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。4、结论：DNA 是遗传物质。
【详解】A、第一组实验中，标记的是噬菌体的蛋白质外壳，蛋白质不进入细菌，因此不受保温时间的影
响，同时大肠杆菌质量较大，离心时在沉淀物中，A 错误；
B、第二组实验中，子代噬菌体DNA 和蛋白质外壳中都存在的氧元素18O，B 错误；
C、14C 能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA 的半保留复制且不知复制代数，故子代可能只有
部分噬菌体含有亲代DNA 的一条放射性链，所以子代噬菌体个体的DNA 中不一定含有14C，C 正确；
D、第四组实验中，噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，释放出的子代噬菌体中含有32P 的噬菌体和35S
的噬菌体分别占子代噬菌体总数的25%、100%，D 错误。
故选C。
19．生物学上经常利用放射性同位素原子替代非放射性同位素原子，在实验中追踪放射性流向，来确定元
素流向，这种实验技术叫做放射性同位素标记法。下列有关放射性同位素标记法的说法中，正确的是（
）
A．用含
15N 的培养液培养大肠杆菌证明了DNA 边解旋边复制的特点
B．赫尔希和蔡斯用含
35S 的噬菌体侵染细菌证明了DNA 是遗传物质
C．用H2
18O 的水浇灌植物一段时间后，在H2O、CO2、（CH2O)、O2等物质中可检测到放射性
D．在乳腺细胞中注射
3H 标记的亮氨酸，科学家可以依次在核糖体、高尔基体、内质网和细胞膜中检
测到放射性
【答案】C
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【分析】同位素示踪法是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即把放射性同
位素的原子添加到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射
性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。
【详解】A、用含15N 的培养液培养大肠杆菌证明了 DNA 的复制是半保留复制，A 错误；
B、赫尔希和蔡斯分别用被32P 和35S 标记的噬菌体侵染细菌证明了DNA 是遗传物质，B 错误；
C、植物可通过根毛吸收水分，运输到叶肉细胞进行光合作用，光反应产生的氧气来自于水，可进行有氧
呼吸，在第二阶段水中的氧进入二氧化碳，通过二氧化碳参与光合作用暗反应进入有机物，因此用H218O
浇灌植物一段时间后，在H2O、CO2、（CH2O）、O2 等物质中可检测到放射性，C 正确；
D、分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔
基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。因此，亮氨酸出现位置的先后
顺序是核糖体→内质网→高尔基体，D 错误。
故选C。
【点睛】
20．在“同位素实验证明噬菌体的遗传物质是 DNA”的实验中，对噬菌体的核酸进行标记的最佳元素是（
）
A．
18O
B．
14C
C．
32P
D．
3H
【答案】C
【解析】噬菌体主要由蛋白质外壳和核酸组成。蛋白质的元素组成是C、H、O、N 等，核酸的元素组成有
C、H、O、N、P。
【详解】由分析可知，与噬菌体的蛋白质相比，P 是噬菌体的核酸特有的元素，因此该实验应标记与蛋白
质不同的元素P，C 正确。
故选C。
【点睛】
二、多选题
21．关于指导蛋白质合成的模板，科学家曾提出两种假说：（1）核糖体以其rRNA 作为模板指导蛋白质合
成；（2）另一类游离的RNA 进入核糖体作为模板指导蛋白质合成。为验证两种假说，设计如下实验：用
同位素
13C 和
15N 标记细菌细胞，此时产生的是重核糖体，然后用T2噬菌体感染细菌，并同时将其转移到
含
12C 和
l4N 的轻培养基中培养，轻培养基中还加入
32P 以标记噬菌体RNA。最后利用密度梯度离心分离轻、
重核糖体，并检测
32P 放射性。根据上述两种假说推测可能得到的实验结果如图所示。下列叙述正确的是
（ ）
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A．若rRNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图2
B．若游离的RNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图1
C．若rRNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图1
D．若游离的RNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图2
【答案】CD
【解析】分析题意：关于指导蛋白质合成的模板的两种假说为：假说一：核糖体以其rRNA 作为模板指导
蛋白质合成；假说二：另一类游离的RNA 进入核糖体作为模板指导蛋白质合成。不同基因的遗传信息不
同，若假说一成立，则细胞内应该有许多不同的核糖体。若假说二成立，则mRNA 应该与细胞内原有的核
糖体结合，并指导蛋白质合成。用同位素13C 和15N 标记细菌细胞，细菌利用碳源和氮源来合成蛋白质、
核酸等生物大分子。经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的 “重”细菌。然后用T2 噬菌体感染细
菌，并同时将其转移到含12C 和l4N 的轻培养基中培养，轻培养基中还加入32P 以标记噬菌体RNA。将上
述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心，若结果均为“重”核糖体，说明大肠杆菌被侵染后，没有合成
新的核糖体，这一结果否定假说一。32P 标记仅出现在离心管的底部，说明新合成的噬菌体RNA 与
“重”核糖体相结合，为假说二提供了证据。
【详解】A、若rRNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则噬菌体侵染细菌后，以轻培养基为原料合成了新的轻
核糖体，同时被32P 标记，实验结果如图1，A 错误；
B、若游离的RNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则新合成的32P 标记的噬菌体RNA 应该与细胞内原有的重
核糖体结合，实验结果如图2，B 错误；
C、若rRNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则噬菌体侵染细菌后，以轻培养基为原料合成了新的轻核糖体，
同时被32P 标记，实验结果如图1，C 正确；
D、若游离的RNA 携带噬菌体蛋白质的信息，则新合成的32P 标记的噬菌体RNA 应该与细胞内原有的重
核糖体结合，实验结果如图2，D 正确。
故选CD。
22．同位素在生物实验中常被应用。下列有关叙述正确的是（ ）
A．给水稻提供
14CO2，根细胞在缺氧环境有可能出现
14C2H5OH
B．给小麦提供
14CO2，则
14C 的转移途径是
14CO2→14C3→(14CH2O)
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C．用
15N 标记丙氨酸，内质网上的核糖体将有
15N，而游离的核糖体则无
15N
D．小白鼠吸入
18O2，在尿液、呼出的气体中有可能分别检测到 H2
18O、C18O2
【答案】ABD
【解析】同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：（1）用35S 标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P 标记噬
菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA 是遗传物质；（2）用3H 标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成
与分泌过程；（3）15N 标记DNA 分子，证明了DNA 分子的复制方式是半保留复制；（4）卡尔文用14C
标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；（5）鲁宾和卡门用18O 标记
水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【详解】A、给水稻提供14CO2，根细胞在缺氧状态下进行无氧呼吸，14C6H12O6，会分解形成
14C2H5OH，A 正确；
B、给小麦提供14CO2，会首先参与二氧化碳的固定，进而参与C3 的还原，则14C 在光合作用过程中的转
移途径大致是14CO2→14C3→（14CH2O），B 正确；
C、利用15N 标记丙氨酸，如果是分泌蛋白则附着在内质网上的核糖体将出现15N，如果不是分泌蛋白则
游离的核糖体上也将出现15N，C 错误；
D、根据呼吸作用过程中元素的去向
可知18O2 标记
以后18O 首先出现在水中，但是水又可以作为反应物，如果水作为反应物，那么18O 元素又可以出现在二
氧化碳中，D 正确。
故选ABD。
23．关于光合作用的探索历程，下列叙述正确的是（ ）
A．通过检测
14CO2中
14C 在含碳物质中出现的顺序，探究C 在光合作用中的转移途径
B．鲁宾和卡门以小球藻作为实验材料，运用同位素示踪法探索了光合作用暗反应过程
C．1928 年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，但甲醛可以通过光合作用转化成糖
D．美国科学家阿尔农经研究发现：在光照下，叶绿体中会发生水的光解，并伴随有ATP 的合成
【答案】AD
【分析】光合作用探究历程：
1、19 世纪末，科学界普遍认为,，在光合作用中，CO2 分子的C 和O 被分开，O2 被释放，C 与H2O 结合
成甲醛然后甲醛分子缩合成糖。1928 年,科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用
转化成糖。
2、1937 年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没
有二氧化碳)，在光照下可以释放出 氧气 。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的
化学反应称作希尔反应。
3、1941 年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O 的
同位素18O 分别标记H2O 和CO2，使它们分别变成H218O 和C18O2 然后，进行了两组实验：第一组给植
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物提供H218O 和CO2 第二组给同种植物提供H218O 和CO2。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的
氧气都是O2，第二组释放的都是18O2。
4、1954 年，美国科学家阿尔农发现,在光照下，叶绿体可合成ATP。1957 年，他发现这一过程总是与水的
光解相伴随。
5、20 世纪40 年代，美国的卡尔文利用同位素标记法最终探明了CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中
碳的途径。
【详解】A、CO2 是暗反应的原料，检测14CO2 中14C 在暗反应含碳物质中出现的顺序，可以推测C 在光
合作用中的转移途径，A 正确；
B、鲁宾和卡门运用同位素示踪法发现光合作用释放的氧气来自水，B 错误；
C、1928 年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖，C 错误；
D、1954 年，美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，1957 年，他发现该过程总是与水的光
解相伴随，D 正确。
故选AD。
24．生物学上经常利用放射性同位素原子替代非放射性同位素原子，在实验中追踪放射性流向，来确定元
素流向，这种实验技术叫做放射性同位素标记法。下列有关放射性同位素标记法的说法中，错误的是（
）
A．用含
15N 的培养液培养大肠杆菌证明了DNA 边解旋边复制的特点
B．赫尔希和蔡斯用含
35S 的噬菌体侵染细菌证明了DNA 是遗传物质
C．用H2
18O 的水浇灌植物一段时间后，在H2O、CO2、（CH2O）、O2等物质中可检测到放射性
D．在乳腺细胞中注射
3H 标记的亮氨酸，科学家可以依次在核糖体、高尔基体、内质网和细胞膜中检
测到放射性
【答案】ABD
【分析】1、同位素标记法在生物学中是一种重要的研究手段，在生物课本中：分泌蛋白的形成过程、光
合作用中水的来源和二氧化碳的转移途径、噬菌体侵染细菌实验、DNA 分子的半保留复制等均利用了该手
段。
2、DNA 复制方式主要是半保留复制。
3、H2O 参与有氧呼吸第二阶段产生CO2，CO2 可参与光合作用中的碳反应。
【详解】A、用含15N 的培养液培养大肠杆菌证明了DNA 半保留复制方式，A 错误；
B、赫尔希和蔡斯用含35S 的噬菌体侵染细菌证明噬菌体侵染细菌时DNA 没有进入细菌，但不能证明
DNA 是遗传物质，B 错误；
C、用H218O 浇灌植物一段时间后，在H2O、CO2(水参与有氧呼吸的第二阶段产生二氧化碳)、（CH2O)
（含有放射性标记的二氧化碳参与光合作用暗反应）、O2（水参与光合作用光反应中水的光解产生氧气）
等物质中可检测到放射性，C 正确；
D、氨基酸是蛋白质的基本组成单位，用3H 标记的亮氨酸观测被标记的亮氨酸按照时间的先后出现在不同
细胞器或细胞结构，并最终分泌到细胞外的顺序为：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→细胞外，D 错
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误。
故选ABD。
25．下图是利用同位素
35S 标记的噬菌体侵染细菌的实验过程示意图，保温一定时间后，搅拌并离心，获
得上清液和沉淀。下列相关叙述中正确的是
A．上清液中放射性较强
B．实验前先用
35S 的培养基培养噬菌体，使其蛋白质外壳被
35S 标记
C．若搅拌时间过短，则沉淀物中放射性增强
D．该实验证明DNA 是主要的遗传物质
【答案】AC
【分析】噬以菌体侵染细菌实验为基础考查病毒的结构、生命活动及实验结果分析
【详解】35S 标记的是噬菌体的蛋白质外壳，它的密度小，主要位于上清液中，所以上清液放射性较强，
A 项正确
病毒离不开活细胞，用35S 的培养基无法培养噬菌体使其蛋白质外壳被35S 标记，B 项错误
搅拌时间过短，噬菌体颗粒不能与细菌充分分离，则沉淀物中放射性增强，C 项正确
该实验证明DNA 是遗传物质，但是不能证明它是主要遗传物质，D 项错误
【点睛】关键要弄清被标记的是噬菌体结构的哪一部分；D 项要仔细审题，注意“主要”
三、非选择题
26．阅读以下材料，回答问题（1）～（5）
控制汞污染，恢复鱼类种群
汞的人为排放是一个严重影响人类健康的问题。剧毒的甲基汞主要是由水生生态系统中的微生物将无机汞
甲基化而形成的。甲基汞在水体中进入人类食用的鱼类中，累积到较高浓度，对人类的健康造成影响。除
此之外，还有很多因素也会影响到甲基汞的产生和生物积累。
水俣公约是一项国际条约，旨在通过控制汞排放来保护人类健康和环境免受甲基汞的不利影响，减少人为
汞在水生环境中的沉积和负荷。然而，并没有直接证据证明，目前汞负荷量的下降对鱼类甲基汞浓度的下
降有何种影响。
为了探究上述问题，研究人员进行了为期共15 年的生态系统单因素实验，在前7 年的增加阶段采用投放富
含汞的放射性同位素增加湖泊的汞含量，实验中汞同位素添加量达到类似于世界上污染严重地区的水平，
然后跟踪鱼类对标记的甲基汞的吸收。经过7 年的实验添加，湖泊中甲基汞含量增加百分比最高的是水
（增加60%），最低的是储存在湖底的2 厘米沉积物（增加30%）。食物网生物的增量介于水体和沉积物
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之间。此后停止汞同位素的添加，再追踪不同鱼类在接下来8 年的恢复阶段中，鱼体肌肉中来自环境和湖
泊中标记的甲基汞的含量变化情况。以下统计的是以浮游动物为食的黄色鲈鱼及草食型鱼类白鱼体内的相
关数据。
生态系统实验证明了单一因素（湖泊中标记的汞）的减少对鱼类种群中甲基汞平均浓度有明显而及时的影
响，即使对于消除甲基汞缓慢的长寿物种也是如此。随着水体中汞含量的减少，湖中被汞污染鱼类的比例
很快降低，从而减少人类接触甲基汞的机会。
(1)甲基汞通过 进入鱼体，使鱼体甲基汞浓度超过环境浓度的现象称为 。
(2)导致鱼体内甲基汞含量发生变化的生物因素有（ ）
A．水体中产生甲基汞的微生物数量
B．鱼类捕食含甲基汞生物的数量
C．人类大量捕捞湖泊中鱼类的活动
D．引入能富集汞的浮水植物数量
E．湖泊当地气候条件的改变
(3)上述实验在湖泊人为添加放射性甲基汞的同时，需设置 湖泊作为对照，从而排除
甲基汞对鱼体内甲基汞浓度变化的影响。
(4)停止甲基汞添加后，白鱼恢复较黄色鲈鱼慢，结合图中数据及生态学知识分析可能的原因有：
。
(5)人食用了含甲基汞的鱼类，汞会在脑细胞积累，引发水俣病。为减少此病的发生，你可以做出的行动有
。
【答案】(1) 食物链 生物富集作用
(2)ABD
(3) 未投放富含汞的放射性同位素 湖泊中原有
(4)白鱼的营养级比黄鱼高（黄鱼是肉食性鱼类）
(5)低碳出行，减少化石燃料的燃烧，废旧电池、废旧灯管不能随处乱丢，要分类放置等。
【分析】题意分析，剧毒的甲基汞主要是由水生生态系统中的微生物将无机汞甲基化而形成的。甲基汞在
水体中进入人类食用的鱼类中，累积到较高浓度，对人类的健康造成影响。除此之外，还有很多因素也会
影响到甲基汞的产生和生物积累。
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在生态系统中，有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着营养级别的升高而逐步增加，
这种现象叫生物富集。
【详解】（1）甲基汞通过食物链进入鱼体，甲基汞含量随着营养级的升高而升高的现象被称为生物富集
作用，最终使鱼体甲基汞浓度超过环境浓度。
（2）A、毒的甲基汞主要是由水生生态系统中的微生物将无机汞甲基化而形成的，因此，水体中产生甲基
汞的微生物数量属于导致鱼体内甲基汞含量发生变化的生物因素，A 正确；
B、由于甲基汞不容易分解，因而会在生物体内聚集，据此可知鱼类捕食含甲基汞生物的数量会影响鱼体
内甲基汞含量的变化，B 正确；
C、人类大量捕捞湖泊中鱼类的活动会影响鱼类数量的变化，对鱼体内甲基汞含量发生变化无明显的影响 ，
C 错误；
D、引入能富集汞的浮水植物数量越多，鱼类摄入的含甲基汞的就食物越多，会导致鱼体内甲基汞含量发
生变化，D 正确；
E、湖泊当地气候条件的改变不属于影响鱼体内甲基汞含量发生变化的生物因素，E 错误。
故选ABD。
（3）上述实验在湖泊人为添加放射性甲基汞的同时，需设置未投放富含汞的放射性同位素湖泊作为对照，
从而排除湖泊中原有甲基汞对鱼体内甲基汞浓度变化的影响。
（4）停止甲基汞添加后，白鱼恢复较黄色鲈鱼慢，结合生物富集作用可推测，白鱼的营养级比黄色鲈鱼
的营养级高导致的。
（5）人食用了含甲基汞的鱼类，汞会在脑细胞积累，引发水俣病。由于我们生活环境中的汽车尾气中会
有汞的排放，我们扔掉的节能灯管中也有汞的排放从而污染环境、进入水体中经过微生物的作用会产生甲
基汞，通过食物链的富集作用进入人体，导致患病，为减少此病的发生，减轻人类的痛苦，我们应该做到，
节能环保、垃圾分类处理等，具体的做法可以做到低碳出行，废旧电池、废旧电池不能随处乱丢，要分类
放置等。
27．1941 年，科学家鲁宾和卡门以小球藻为实验材料，用同位素示踪法研究光合作用中氧气的 来源。小
球藻是一类高效的光合植物，但低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使［H］转变为氢气。
(1)18O 无放射性，可推知两位科学家是通过检测O2的 来确定其来源的。
(2)已知物质X 能抑制小球藻的光合作用，诱导其产氢。缺氮也能抑制小球藻的光合作用。为探究缺氮对小
球藻产氢的影响，用完全培养液（A 组）和缺氮培养液（B 组），在特定条件下分别培养小球藻，一定时
间后检测产氢总量。
①实验结果A 组产氢总量小于B 组产氢总量，说明缺氮对小球藻产氢有 作用。
②推测：缺氮条件下，小球藻叶绿体的 上分布的 减少，使其捕获光能的能力下降，从而抑制
了小球藻的光合作用。
③欲进一步探究物质X、缺氮两种因素对小球藻产氢的影响及其相互关系，需增设两实验组，其培养液为
和 。
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(3)产氢会导致小球藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因 。
(4)自然条件下，小球藻几乎不产氢的原因 ，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高
小球藻产氢量。
【答案】(1)相对分子质量
(2) 促进 类囊体薄膜 叶绿素 添加物质X 的完全培养液 添加物质X 的缺氮培养液
(3)小球藻光反应产生的[H]转变为H2，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少
(4)氧气抑制产氢酶的活性
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP 的
形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2 被C5 固定形成C3，C3 在光反应提供的
ATP 和[H]的作用下还原生成有机物。
【详解】（1）18O 无放射性，但由于18O 比正常的氧元素含有的中子数多，因而可推知两位科学家是通
过检测O2 的相对分子质量来确定其来源的。
（2）为探究缺氮对小球藻产氢的影响，用完全培养液（A 组）和缺氮培养液（B 组），在特定条件下分别
培养小球藻，一定时间后检测产氢总量。
①实验结果A 组产氢总量小于B 组产氢总量，说明缺氮条件下小球藻的产氢量提高，说明缺氮对小球藻产
氢有促进作用。
②推测：缺氮条件下，小球藻叶绿体的类囊体薄膜上分布的叶绿素（光合色素）减少，使其捕获光能的能
力下降，从而抑制了小球藻光反应过程，产生的还原氢减少，进而抑制了光合作用。
③欲进一步探究物质X、缺氮两种因素对小球藻产氢的影响及其相互关系，需增设两实验组，其培养液为
添加物质X 的完全培养液和添加物质X 的缺氮培养液，然后用这两种培养液培养小球藻，培养相同时间后
测定氢的含量。
（3）产氢意味着小球藻光反应产生的[H]转变为H2，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少因而导致
小球藻生长不良。
（4）自然条件下，小球藻几乎不产氢，可能的原因是光反应产生的氧气抑制了产氢酶的活性，因此可通
过筛选高耐氧产氢藻株以提高小球藻产氢量。
【点睛】熟知光合作用过程中物质变化和能量变化是解答本题的关键，能根据实验目的突破自变量和因变
量从而设计实验是解答本题的另一关键。
28．某研究组生物兴趣小组设计了如图甲的装置，制备了三组含有不同
18O 百分比的碳酸氢盐和水，在密
闭条件下供给适宜光照，三次实验结果如图乙所示。分析回答下列问题：
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(1)装置甲中的小球藻和蓝藻在结构上最本质的区别是 。
(2)该实验的自变量是 ，装置甲中加入NaHCO3溶液的目的是 ，一段时间后用
注射器收集的气体是 。
(3)该实验的目的是 。
(4)根据图乙的实验结果可知，产生的氧气中同位素
18O 百分比与 一致。由此得出实验结论：
。
【答案】(1)小球藻有核膜包被的细胞核，蓝藻没有
(2) 不同18O 百分比的碳酸氢盐和水 为小球藻的光合作用提供CO2 O2
(3)验证光合作用产生的氧气中的氧原子来自于水
(4) 水中的18O 百分比 光合作用产生的氧气中的氧原子来自于水
【分析】鲁宾和卡门采用同位素标记法用18O 分别标记H2O 和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于
H2O 而不是CO2。
(1)
装置甲中的小球藻是真核生物，而蓝藻是原核生物，两者在结构上最本质的区别是前者有成形的细胞核，
后者无成形的细胞核。
(2)
据图分析可知，实验的自变量是不同18O 百分比的碳酸氢盐和水，其中的碳酸氢盐是为小球藻光合作用提
供二氧化碳。由于光合作用吸收CO2 释放氧气，因此一段时间后用注射器收集的是小球藻光合作用释放的
氧气。
(3)
根据自变量为不同18O 百分比的碳酸氢盐（提供二氧化碳）和水，因变量为小球藻光合作用释放的氧气中
18O 百分比，因此可知该实验目的是验证光合作用产生的氧气中的氧原子来自于水。
(4)
据图丙分析可知，光合作用所产生的氧气中的18O 百分比总是和水中的18O 百分比相同，所以光合作用释
放的氧气中，氧元素来自水，而不是二氧化碳。
【点睛】本题结合图示主要考查光合作用的探究实验，意在强化学生对光合作用过程的理解与分析。
29．同位素示踪法能有效的追踪物质的运行和变化规律，该方法的使用，使人们更加深入的了解了叶绿体
中发生的光合作用过程。回答下列问题：
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（1）给小球藻提供C18O2和H2O，一段时间后，释放的氧气中含有
18O。氧气中含有
18O 是由于
。
（2）卡尔文利用同位素示踪法进行了如下实验，以
14CO2作为小球藻光合作用的原料，通过不断缩短用煮
沸的甲醇杀死小球藻的时间，再将提取物经过纸层析法进行 ，根据 ，推测出了
C 的转移过程。
反应时间
带
14C 标记的化合物
30s
多种
5s
14C3，
14C5，
14C6
<1s
90%14C3
（3）在此实验之后，卡尔文通过类似的实验方法进一步找出了与CO2反应的物质，请根据暗反应中物质
的变化规律，推测出卡尔文所用的实验方案 （简要写出实验思路即可）。
【答案】 C18O2 中的部分氧转移到H218O 中，H218O 又作为原料参与了光反应生成的18O2 分
离 带14C 标记的化合物出现时间的先后顺序 取两组培养有小球藻的试管分别标记为甲乙两组，
甲组在培养过程的某时刻用煮沸的甲醇杀死小球藻，乙组则在同时突然减少或停止（增加）供应14CO2，
之后短时间内也用甲醇杀死小球藻，通过层析法比较找出相对于甲组，乙组提取液中含量明显增加（减
少）的化合物即为固定CO2 的化合物
【分析】1.光合作用的光反应阶段：
光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递
系统传递给NADP+，使它还原为NADPH。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中，形成
的跨膜质子梯度驱动ADP 磷酸化生成ATP。
2.光合作用的暗反应阶段：
暗反应阶段是利用光反应生成NADPH 和ATP 进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段
基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH 和ATP 的提供，故称为暗反应阶段。
3.光合作用的物质变化如图所示：
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【详解】（1）给小球藻提供C18O2 和H2O，一段时间后，释放的氧气中含有18O。由光合作用的物质变
化可知，氧气中含有18O 是由于C18O2 中的部分氧转移到H218O 中，H218O 又作为原料参与了光反应生
成的18O2。
（2）卡尔文利用同位素示踪法进行了如下实验，以14CO2 作为小球藻光合作用的原料，通过不断缩短用
煮沸的甲醇杀死小球藻的时间，再将提取物经过纸层析法进行分离，根据带14C 标记的化合物出现时间的
先后顺序，推测出了C 的转移过程。光合作用的暗反应的物质变化为：暗反应中14CO2 经固定成214C3,
再还原成14C6H12O6 和C5。在1s 内主要是碳的固定，产物是C3。
（3）在此实验之后，卡尔文通过类似的实验方法进一步找出了与CO2 反应的物质，请根据暗反应中物质
的变化规律，推测出卡尔文所用的实验方案可能为：取两组培养有小球藻的试管分别标记为甲乙两组，甲
组在培养过程的某时刻用煮沸的甲醇杀死小球藻，乙组则在同时突然减少或停止（增加）供应14CO2，之
后短时间内也用甲醇杀死小球藻，通过层析法比较找出相对于甲组，乙组提取液中含量明显增加（减少）
的化合物即为固定CO2 的化合物。
【点睛】本题考查光合作用过程中的物质变化，能够辨识光合作用过程中C、H、O 的去向，并结合暗反
应过程中CO2 的固定和还原解答。
30．（某科学工作者做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用同位素
32P、
35S、
18O 和
14C 对噬菌体以及大
肠杆菌成分做了如下标记。请回答下列有关问题：
第一组
第二组
第三组
噬菌体成分
用
35S 标记
未标记
用
14C 标记
大肠杆菌成
分
用
32P 标记
用
18O 标记
未标记
（1）“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验在设计思路上的共同点是：
。
（2）第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素有 。一般地说，第三组实验中，子代噬
菌体的DNA 中 （填“一定含有”或“一定不含有”或“不一定含有”）
14C。
（3）假如在第一组实验中，噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中
含有
32P 的噬菌体和含
35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的 。
（4）第二组与第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性的主要部位分别是 、
。
【答案】 设法把DNA 与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA 或蛋白质的作用 18O 不
一定含有 100%、0 沉淀物 沉淀物和上清液
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【分析】在探究遗传的分子基础道路上，有很多科学家做了相关的实验，其中著名的三大实验为：①肺炎
双球菌转化实验。肺炎双球菌转化实验分为活体转化和离体转化，活体转化得到S 型菌中存在某种转化因
子，使得R 型转成S 型；离体转化实验分别将S 中的物质转入到R 型中，得到DNA 是S 型菌的遗传物质
的结论。②噬菌体侵染细菌的实验：用同位素示踪法分别标记噬菌体外壳和噬菌体的DNA，得出噬菌体的
遗传物质是DNA 的结论。③烟草花叶病毒实验：分别将烟草花叶病毒的外壳和RNA 去感染烟草，得出烟
草花叶病毒的遗传物质是RNA 的结论。
【详解】（1）“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验在设计思路上的共同点是：
设法把DNA 与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA 或蛋白质的作用。
（2）合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌，故第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在
的氧元素有18O。结合DNA 的半保留复制的特点，可得出：第三组实验中，子代噬菌体的DNA 中不一定
含有14C。
（3）根据DNA 的半保留复制特点等知识可得出：噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，从细菌体内释放
出的子代噬菌体中含有32P 的噬菌体和含35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0。
（4）用未标记的噬菌体去侵染用18O 标记的大肠杆菌，沉淀物的放射性很高。用14C 标记的噬菌体（蛋
白质与DNA 都被标记）去侵染未标记的大肠杆菌，沉淀物和上清液的放射性都很高。
【点睛】核酸是生物遗传的物质基础。噬菌体侵染细菌实验、肺炎双球菌转化实验、烟草花叶病毒的感染
和重建实验等证明，DNA 和RNA 都可以充当遗传物质。这三大实验是重点，也是常见的考点。学习时应
注意在理解其实验原理的基础上，熟悉相关实验操作，并能分析相应的实验结果。还应注意32P 和35S 标
记的结果不同，是常见的易错点。
31．小球藻（一种单细胞的绿藻）是中学实验中经常用来研究光合作用的优良材料，美国科学家鲁宾和卡
门、卡尔文都是利用小球藻取得重大的科研成果。如图甲是某校研究性小组利用小球藻研究光合作用的装
置，图乙是在其他条件适宜的情况下测定的O2吸收量．请结合有关知识回答问题：
（1）为了探究光合作用释放的氧气到底是来自二氧化碳还是水？美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记
法进行了探究。他们用氧的同位素
18O ，然后进行两组实验：第一组向小球藻提供 ；第二组
向等量小球藻提供 。在光照、温度等其他条件都相同且适宜的情况下，他们分析了两组实验释放的
氧气，结果有力证明光合作用释放的氧气来自水。
（2）与图乙曲线形成有关的细胞器是 。
（3）若用图甲装置探究光照强度对光合作用的影响，结合题中图乙信息写出实验设计思路（提示：实验
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室提供多套图甲装置，只要写出一种思路即可）： 。
【答案】 分别标记H2O 和CO2
和
和
线粒体和叶绿体 取多
套图甲装置，加入图乙点对应的
溶液浓度（或适宜浓度），放在相同且适宜温度环境中，调整
台灯的亮度不同（或调整台灯与广口瓶的距离不同），测定相同时间内O2 释放量
【分析】据图分析，图甲中的台灯可以为小球藻光合作用提供光能，碳酸氢钠可以为小球藻光合作用提供
二氧化碳，装置中的气泡是光合作用产生的氧气，可以用氧气浓度灵敏测定仪测定。图乙随着碳酸氢钠浓
度的增加，氧气吸收量先降低后升高再降低，b、d、f 三点表示光合速率与呼吸速率相等，横坐标以上表
示呼吸速率大于光合速率，横坐标以下表示光合速率大于呼吸速率。
【详解】（1）探究光合作用释放的氧气来自水还是二氧化碳，利用同位素标记法进行探究。用氧的同位
素
分别标记H2O 和CO2，使它们分别成为
和
。然后进行分组对照实验：第一组向小球藻植
物提供
和
；第二组向等量小球藻植物提供
和
。
（2）由于图乙中有
是氧气的吸收，
过程是氧气释放，
过程是氧气吸收，从而说明小球藻
进行光合作用和细胞呼吸，与之有关的细胞器是叶绿体和线粒体。
（3）若用图甲装置探究光照强度对光合作用的影响，光照强度的不同是自变量，可以通过改变实验装置
与灯泡距离，或在相同距离改变灯泡的功率来实现；取多套图甲装置，加入图乙点对应的
溶液
浓度（或适宜浓度），放在相同且适宜温度环境中，调整台灯的不同亮度（或调整台灯与广口瓶的不同距
离），测定相同时间内O2 释放量。
【点睛】解答本题的关键是掌握光合作用的过程以及影响光合作用的因素的相关知识点，判断图甲装置的
含义以及图乙曲线的含义，并能够创造条件设计实验。
32．某科学工作者做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用同位素
32P、
35S、
18O 和
14C 对噬菌体以及大肠
杆菌成分做了如下标记。请回答下列有关问题：
第一组
第二组
第三组
噬菌体成分
用
35S 标记
未标记
用
14C 标记
大肠杆菌成
分
用
32P 标记
用
18O 标记
未标记
（1）“噬菌体侵染细菌的实验”的设计思路是： 。
（2）一般地说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA 中 （填“一定含有”或“一定不含有”或“不
一定含有”）
14C。
（3）假如在第一组实验中，噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中
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含有
32P 的噬菌体和含
35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的 。
（4）第二组实验经过短时间培养后，经搅拌、离心，检测到
18O 的主要部位是 （在“上清液”、
“沉淀物”、“沉淀物和上清液”中选择）。
【答案】 设法把DNA 与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA 或蛋白质的作用 不一定含有
100%、0（顺序改变不得分） 沉淀物
【分析】1、噬菌体侵入细菌实验过程：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。
2、离心之后，上清液中主要是原噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中为子代噬菌体和大肠杆菌；第一组亲代
噬菌体的蛋白质外壳被标记，子代噬菌体中DNA 会被标记；第二组子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA 均被
标记；第三组亲代噬菌体的蛋白质外壳和DNA 均被标记。
【详解】（1）“噬菌体侵染细菌的实验”的设计思路上是：（采用放射性同位素标记的方法）设法把
DNA 与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA 或蛋白质的作用。
（2）合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌，第三组实验中噬菌体被标记，而大肠杆菌未被标
记，结合DNA 的半保留复制特点，故子代噬菌体的DNA 中不一定含有14C。
（3）根据DNA 的半保留复制特点等知识可得出：第一组实验中，用35S 标记了噬菌体的蛋白质，而大肠
杆菌用32P 标记，由于噬菌体的蛋白质外壳不进入细菌内，则噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，从细
菌体内释放出的子代噬菌体都含有32P，而子代噬菌体均不含35S，即子代噬菌体中含有32P 的噬菌体和
含35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数100%、0。
（4）据分析可知，用未标记的噬菌体去侵染用18O 标记的大肠杆菌，18O 主要分布在沉淀中。
【点睛】噬菌体侵染细菌实验是常见的考点，学习时应注意在理解其实验原理的基础上，熟悉相关实验操
作，并能分析相应的实验结果。还应注意32P 和35S 标记的结果不同，是常见的易错点。
33．同位素标记法在探索DNA 是遗传物质和DNA 复制方式等方面都有运用。回答下列问题：
(1)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验中，不用同位素
14C 和
18O 标记的原因是 ，若
用未标记的噬菌体侵染
35S 标记的细菌，培养适宜时间，离心后试管中的放射性主要存在于
中。
(2)若果蝇（2n=8）一个精原细胞的核DNA 均被
15N 标记，增殖过程中利用的原料均不含
15N，则：①该精
原细胞通过有丝分裂进行增殖时，第一次有丝分裂产生的1 个子细胞内含有
15N 的染色体有
条；第二次有丝分裂产生的1 个子细胞内含有
15N 的染色体有 条。②该精原细胞通过减
数分裂产生配子时，配子中有 条染色体含有
15N。
【答案】(1) T2 噬菌体的蛋白质和DNA 均含有C 和O 元素 沉淀物
(2) 8 0~8 4
【分析】1、噬菌体是DNA 病毒，由DNA 和蛋白质组成，其没有细胞结构，不能再培养基中独立生存。
2、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。该实验的结论：
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DNA 是遗传物质。
3、DNA 复制的特点为半保留复制，在第一次有丝分裂和第一次减数分裂产生的子细胞中每条染色体均有
放射性标记。
(1)
T2 噬菌体的蛋白质和DNA 均含有C、O 元素，若用同位素14C 和18O 标记会使DNA 和蛋白质均带上标记
而不能区分；离心后分沉淀和上清液，沉淀中主要为细菌，上清液主要为噬菌体及外壳，题中细菌带35S
标记，因此，放射性主要存在于沉淀物中。
(2)
该精原细胞通过有丝分裂进行增殖时，第一次有丝分裂时，由于DNA 分子的半保留复制，复制产生的子
代DNA 分子均有一条链含有放射性，因此第一次有丝分裂结束是产生的每个子细胞内8 条染色体均含有
15N；第二次有丝分裂中，复制后形成的每条染色体上只有一个DNA 分子含有放射性标记，有丝分裂后期
时含有放射性的那条子染色体随机分配，导致产生的每个子细胞内有0～8 条染色体含有15N；该精原细胞
通过减数分裂进行增殖时，第一次分裂间期时，由于DNA 分子的半保留复制，形成16 个DNA 分子，复
制产生的子代DNA 分子均有一条链含有放射性，即每条染色单体均含15N，因此分裂结束产生的4 个精细
胞中，每个含有4 条染色体，均含有15N。
【点睛】本题考查了噬菌体侵染细菌的实验以及DNA 半保留复制的有关知识，要求识记噬菌体的结构和
成分，掌握噬菌体侵染细菌的实验过程及结论，能够利用DNA 半保留复制的特点解决细胞分裂的有关知
识。
34．某科学工作者做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用同位素
32P、
35S、
18O 和
14C 对噬菌体以及大肠
杆菌成分做了如下标记。请回答下列有关问题：
第一组
第二组
第三组
噬菌体成分
用
35S 标记
未标记
用
14C 标记
大肠杆菌成
分
用
32P 标记
用
18O 标记
未标记
（1）“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验在设计思路上的共同点是：
。
（2）第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素有 。一般地说，第三组实验中，子
代噬菌体的DNA 中 （填“一定含有”或“一定不含有”或“不一定含有”）
14C。
（3）假如在第一组实验中，噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中
含有
32P 的噬菌体和含
35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的 。
（4）第二组与第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到标记元素的主要部位分别是 （在
“上清液”、“沉淀物”、“沉淀物和上清液”中选择）。
【答案】 设法把DNA 与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA 或蛋白质的作用 18O 不
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一定含有 100%、0（顺序改变不得分） 沉淀物 、 沉淀物和上清液
【解析】T2 噬菌体侵染细菌的实验：
研究者：1952 年，赫尔希和蔡斯用T2 噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的
遗传物质进行了研究，方法如下：
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。
实验过程：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。
实验结论：DNA 是遗传物质。
【详解】（1）“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验在设计思路上的共同点是：
设法把DNA 与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA 或蛋白质的作用。
（2）合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌，而大肠杆菌用18O 标记，因此，第二组实验中，
子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素有18O。第三组使实验中噬菌体用14C 标记，既可标记DNA 也可
标记蛋白质外壳，而大肠杆菌未标记，根据噬菌体侵染过程以及DNA 半保留复制的特点可得出：第三组
实验中，子代噬菌体的DNA 中不一定含有14C。
（3）根据DNA 的半保留复制特点等知识可得出：第一组实验中，用35S 标记了噬菌体的蛋白质，而大肠
杆菌用32P 标记，由于噬菌体的蛋白质外壳不进入细菌内，则噬菌体DNA 在细菌体内复制了三次，从细
菌体内释放出的子代噬菌体都含有32P，而子代噬菌体均不含35S，即子代噬菌体中含有32P 的噬菌体和
含35S 的噬菌体分别占子代噬菌体总数100%、0。
（4）用未标记的噬菌体去侵染用18O 标记的大肠杆菌，沉淀物18O 的含量很高。用14C 标记的噬菌体
（蛋白质与DNA 都被标记）去侵染未标记的大肠杆菌，沉淀物和上清液的放射性都很高，即第二组与第
三组实验经过一段时间培养后离心，检测到标记元素的主要部位分别是沉淀物 、 沉淀物和上清液。
【点睛】熟知噬菌体侵染细菌实验的过程是解答本题的关键，能正确分析题表中的信息并能结合所学进行
合理的分析是解答本题的另一关键。
35．958 年，梅塞尔森和斯塔尔做了如下实验：将大肠杆菌放在含
15NH4Cl 的培养基中繁殖几代，其DNA
由于
15N 的加入，而比普通大肠杆菌的DNA 重1%，再将含
15N 的DNA 大肠杆菌移到含
14NH4Cl 的培养基
中繁殖一代，其DNA 的质量为中间类型。如果再继续繁殖一代，结果出现两种质量的DNA，即中间型和
轻型。提取所有这些不同质量的DNA 分子放在离心机内离心3 个小时，结果，这些DNA 在试管内分成三
条带。如图请分析说明：
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（1）①a 带的DNA 是 ，b 带的DNA 是 ．
A．两条单链都含
15N B．两条单链都含
14N C．一条单链含
15N，另一条单链含
14N
②以上实验证明了 ．
（2）某科学家做的噬菌体侵染细菌的实验，分别用同位素
32P、
35S 作了如下表所示的标记。
噬菌体（T2）成分
细菌（大肠杆菌）成分
核苷
酸
标记
32P
31P
氨基
酸
32S
标记
35S
此实验得出的结果是子噬菌体与母噬菌体的外形和侵染特性均相同，请分析完成：
①子噬菌体的DNA 分子中含有的上述元素是 。
②子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 。
【答案】 B C DNA 的复制是半保留复制 31P 和标记32P 标记35S
【分析】DNA 的复制是指以DNA 的两条链为模板合成子代DNA 的过程，其复制特点是半保留复制，即
形成的子代DNA 其中一条链来自亲代，另一条链是新合成的链。据图分析，DNA 复制2 次后，通过试管
离心，从试管上到下分轻带、中带、重带。T2 噬菌体侵染细菌的研究方法为放射性同位素标记法，蛋白质
用放射性的S 标记，DNA 用放射性的P 标记，具体的实验步骤：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。
【详解】（1）①a 带位于试管的轻带，两条链含有的都是14N；b 带位于试管的中带，两条链含有的分别
是14N、15N；c 带位于试管的重带，两条链含有的都是15N。
②从实验结果看DNA 的复制是半保留复制，所以本实验证明了DNA 的复制方式为半保留复制。
（2）噬菌体由DNA 和蛋白质外壳构成，噬菌体侵染细菌，噬菌体自身只提供DNA，蛋白质不能进入细菌，
合成子代DNA 和蛋白质外壳所需要的原料、场所、酶等均由细菌提供。
①子噬菌体的DNA 分子中，少部分DNA 含有亲代DNA，有31P 和标记32P，其余的DNA 只有标记
32P。
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②合成子噬菌体蛋白质分子的氨基酸全部由细菌提供，含有标记35S。
【点睛】本题考查DNA 的半保留复制方式和噬菌体侵染细菌的实验，解题的关键是理解DNA 半保留复制
方式的核心是子代DNA 一条链来自亲代、一条链来自新合成，噬菌体侵入细菌的实验要明确进入细菌的
是哪种成分。
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