Question

2．回答下列有關微生物的問題．
噬菌體是一類細菌依賴性的病毒．自然界中有細菌分布的地方，都可發現其特異性的噬菌體存在．噬菌體能獨立存活，但不能生長．能在短時間內連續完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解這五個階段而實現繁殖的噬菌體為烈性噬菌體．1915年，弗德里克•特沃特在一項試驗中注意到，一些細菌菌落變得比較透明．這樣的菌落做進一步培養時不再復制，即細菌被殺死．這種透明區域稱為噬菌斑（如圖）．

（45）利用放射性同位素標記技術實驗，分別用³²P和³⁵S標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，在下圖中標記元素所在部位依次是①④．

大腸桿菌的體積大小通常在0.5×1～3μm．為分離培養僅獲得某烈性噬菌體，實驗操作如下：

（1）上述步驟為什么要使用污水？污水中含有大量大腸桿菌，故也能很容易地分離到大腸桿菌噬菌體．步驟B的目的是制備裂解液（促進噬菌體與細菌分離）．為什么步驟C的濾器孔徑明顯小于大腸桿菌的體積？
（2）檢查濾液中是否有噬菌體存在，可選擇（固體培養基中）大腸桿菌噬菌斑作為觀測指標．寫出操作簡要步驟：含有大腸桿菌的固體培養基上用稀釋涂布法涂布濾液，培養，觀察是否有噬菌斑．
該噬菌體在37℃下大約只需四十分就可以產生100～300個子代噬菌體．子代噬菌體釋放出來后，又去侵染鄰近的細菌細胞，產生子二代噬菌體．一個噬菌體產生一個噬菌斑．
（3）要純化噬菌體，可從噬菌斑（取材來源）獲取后培養之．較高濃度噬菌體培養液與大腸桿菌懸液混合培養的固體培養基上，發現既沒有大腸桿菌菌落又沒有噬菌斑，可能的原因是：噬菌體濃度高，培養時間內已將所有的大腸桿菌裂解．

Answer 1

分析 噬菌體的化學組成包括蛋白質和DNA，其中蛋白質的元素組成主要有C、H、O、N，有的含有S；DNA的元素組成有C、H、O、N、P．
圖中左側表示DNA分子兩條鏈上的2個脫氧核苷酸，圖中①表示磷酸，②表示脫氧核糖，③表示含氮堿基；右圖表示肽鏈的一部分，其中④表示R基，⑤表示肽鍵．
噬菌體能獨立存活，但不能生長．能在短時間內連續完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解這五個階段而實現繁殖的噬菌體為烈性噬菌體，因此可以從大腸桿菌中分離該噬菌體．

解答 解：（1）分別用³²P和³⁵S標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，其中DNA的P元素存在于結構中的磷酸中，即圖中①；蛋白質中S元素存在于R基中，即圖中④，⑤表示肽鍵，其元素組成只有C、H、O、N．
大腸桿菌的體積大小通常在0.5×1～3μm．為分離培養僅獲得某烈性噬菌體，實驗操作如下：
（2）污水中含有大量大腸桿菌，也能很容易地分離到大腸桿菌噬菌體．由于噬菌體在短時間內完成繁殖過程，因此步驟B中進行高速旋轉能夠促進噬菌體與細菌分離．步驟C是過濾得到噬菌體的濾液，因此需要濾去大腸桿菌，也要濾去其他細菌，此時就用濾器孔徑來進行控制．
（3）根據題意和題圖可知，檢查濾液中是否有噬菌體存在，可選擇固體培養基中大腸桿菌噬菌斑作為觀測指標．操作簡要步驟：含有大腸桿菌的固體培養基上用稀釋涂布法涂布濾液，培養，觀察是否有噬菌斑．
（4）要純化噬菌體，可從噬菌斑獲取后培養之．噬菌體濃度高，培養時間內已將所有的大腸桿菌裂解，這會導致既沒有大腸桿菌菌落又沒有噬菌斑．
故答案為：
（1）①④
（2）污水中含有大量大腸桿菌，故也能很容易地分離到大腸桿菌噬菌體．   
制備裂解液（促進噬菌體與細菌分離）    不僅要濾去大腸桿菌，也要濾去其他細菌
（3）（固體培養基中）大腸桿菌噬菌斑   
含有大腸桿菌的固體培養基上用稀釋涂布法涂布濾液，培養，觀察是否有噬菌斑
（4）噬菌斑      噬菌體濃度高，培養時間內已將所有的大腸桿菌裂解

點評 本題考查了噬菌體侵染細菌和實驗和微生物培養和分離實驗的有關知識，要求考生能夠識記在同位素標記法過程中³²P和³⁵S標記噬菌體的具體部位，能夠根據題干信息分析實驗現象，并對實驗現象進行原因分析．