Question

12．1952年，赫爾希和蔡斯完成了著名的噬菌體侵染細菌實驗，如圖：

（1）上面是用³⁵S標記的噬菌體進行實驗的過程，回答問題．
①赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗，采用的實驗技術是同位素標記法．
②若要大量制備用³⁵S標記的噬菌體，需先用³⁵S的培養基培養大腸桿菌，再用噬菌體去感染被³⁵S標記的大腸桿菌．
③以上實驗結果不能（能/不能）說明遺傳物質不是蛋白質，理由是T₂噬菌體的蛋白質外殼沒有進入細菌體內．
（2）用³²P標記的噬菌體侵染大腸桿菌進行實驗，理論上，上清液中不含放射性，下層沉淀物中具有很高的放射性；但實際的結果顯示，在離心上層液中也有一定的放射性，而下層沉淀物中的放射性強度比理論值略低．
①請對實驗過程進行誤差分析：噬菌體和大腸桿菌混合培養時，如果時間過長，會使部分子代噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出來，使上清液帶有放射性；如果時間過短，則部分噬菌體沒有侵入到大腸桿菌內，也會使上清液帶有放射性．
②噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質．
③上述實驗中不能用¹⁵N來標記噬菌體的DNA，理由DNA和蛋白質中都含有N元素．

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）赫爾希和蔡斯采用同位素標記法進行噬菌體侵染細菌實驗．由于噬菌體屬于病毒，沒有細胞結構，不能用培養基直接培養，所以應先將大腸桿菌培養在含³⁵S的培養基上，再用噬菌體侵染該大腸桿菌，就可使噬菌體的蛋白質外殼被³⁵S標記．由于噬菌體的蛋白質外殼沒有進入細菌體內，所以實驗結果不能說明遺傳物質是DNA．要證明遺傳物質是DNA，還要用³²P標記的噬菌體侵染細菌．
（2）①在噬菌體和大腸桿菌混合培養時，如果時間過長，會使部分子代噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出，使上清液帶有放射性；如果時間過短，則部分噬菌體沒有侵入到大腸桿菌內，也會使上清液帶有放射性．
②噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質．
③由于DNA和蛋白質中都含有N元素，所以實驗中不能用¹⁵N來標記噬菌體的DNA．
故答案為：
（1）①同位素標記法
②大腸桿菌     被³⁵S標記的大腸桿菌
③不能     T₂噬菌體的蛋白質外殼沒有進入細菌體內
（2）①部分子代噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出來
②DNA是遺傳物質
③DNA和蛋白質中都含有N元素

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．