Question

1．回答下列與噬菌體侵染細菌實驗有關的問題：
（1）1952年赫爾希和蔡斯利用同位素標記完成了著名的噬菌體侵染細菌實驗，如圖是實驗的部分步驟：

寫出上述實驗的部分操作過程：
第一步：用³⁵S標記噬菌體的蛋白質外殼，如何實現對噬菌體的蛋白質外殼的標記？請簡要說明步驟：先將大腸桿菌置于含³⁵S標記的培養基中進行培養，再用噬菌體侵染已標記的大腸桿菌．
第二步：用³⁵S標記噬菌體與沒有標記過的大腸桿菌混合．
第三步：一定時間后，攪拌，離心．
（2）在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，用³²P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，在理論上上清液不含有放射性，而實驗最終結果顯示，在離心液的上層，也有一定的放射性，而下層的放射性比理論值低．
①在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，采用的方法是同位素標記法．
②從理論上講，上清液的放射性應該為0，由于實驗數據和理論數據之間有較大的誤差，由此對實驗過程進行誤差分析：
a．在實驗過程中，噬菌體與大腸桿菌混合培養，到用離心機分離，這一段時間如果過長，會使上清液的放射性增高，其原因是噬菌體增殖后從大腸桿菌中釋放出來．
b．在實驗中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌中去，將會產生誤差，理由是未侵入的噬菌體會使上清液中具有放射性．
（3）噬菌體侵染細菌之后，合成新的噬菌體蛋白質外殼需要C．
A．細菌的DNA及其氨基酸          B．噬菌體的DNA及其氨基酸
C．噬菌體的DNA和細菌的氨基酸    D．細菌的DNA及其噬菌體的氨基酸．

Answer 1

分析 1、噬菌體的結構：蛋白質外殼（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；
2、噬菌體繁殖過程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細菌的化學成分）→組裝→釋放．
3、T₂噬菌體侵染細菌的實驗步驟：分別用³⁵S或³²P標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養→噬菌體侵染未被標記的細菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質．

解答 解：（1）由于噬菌體是病毒，不能在培養基中獨立生存，因此為了獲得含³⁵S的噬菌體，應先將大腸桿菌在含³⁵S的培養基上培養，再用噬菌體去侵染該大腸桿菌．
（2）①在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，采用的方法是同位素標記法，即用³²P和³⁵S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質．
②從理論上講，上清液的放射性應該為0，但由于噬菌體增殖后從大腸桿菌中釋放出來，或未侵入的噬菌體會使上清液中具有放射性，因此實驗數據和理論數據之間有較大的誤差．
（3）A、噬菌體侵染細菌的過程中，合成新噬菌體的蛋白質外殼所需原料和酶來自細菌，模板來自噬菌體，A錯誤；
B、模板來自噬菌體，氨基酸原料來自細菌，B錯誤；
C、噬菌體侵染細菌的過程中，只有DNA進入細菌，所以指導蛋白質合成的DNA來自噬菌體，核糖體、氨基酸原料和酶，由細菌提供，C正確；
D、指導蛋白質合成的DNA來自噬菌體，氨基酸原料來自細菌，D錯誤．
（4）上述實驗中，不能用¹⁵N來標記噬菌體DNA，理由是DNA和蛋白質中均有N元素．
故答案為：
（1）先將大腸桿菌置于含³⁵S標記的培養基中進行培養，再用噬菌體侵染已標記的大腸桿菌
（2）①同位素標記法（1分）    ②a．噬菌體增殖后從大腸桿菌中釋放出來     b．未侵入的噬菌體會使上清液中具有放射性
（3）C

點評 本題考查噬菌體侵染細菌實驗的相關知識，要求學生識記噬菌體的結構及噬菌體的繁殖過程，意在考查學生理解所學知識的要點和綜合運用所學知識分析問題的能力，具備設計簡單生物學實驗的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析的能力．