Question

19．回答下列與噬菌體侵染細菌實驗有關的問題：
I．1952年，赫爾希和蔡斯利用放射性同位素標記的新技術，完成了著名的噬菌體侵染細菌的實驗，下面是實驗的部分步驟：

（1）實驗的第一步用“S標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼；第二步把“S標記的噬菌體與細菌混合．如圖所示，第四步離心后的實驗結果說明：T₂噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌體內(nèi)．
（2）若要大量制備用“³⁵S標記的噬菌體，需先用含“³⁵S的大腸桿菌（或細菌）培養(yǎng)基培養(yǎng)，再用噬菌體去侵染被³⁵S標記的大腸桿菌（或細菌）．
Ⅱ．在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，用”P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，在理論上，上清液中不含放射性，下層沉淀物中具有很高的放射性；而實驗的實際最終結果顯示：在離心后的上清液中，也具有一定的放射性，而下層的沉淀物放射性強度比理論值略低．
（1）在理論上，上清液放射性應該為0，其原因是理論上講，噬菌體已將含³²P的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)，上清液中只含噬菌體蛋白質(zhì)外殼．
（2）由于實驗數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間有較大的誤差，由此對實驗過程進行誤差分析：
a．在實驗中，從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)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含量升高，其原因是噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液中．
b．在實驗中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，將是（填“是”或“不是”）誤差的來源，理由是沒有侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性．
（3）噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)．
（4）上述實驗中，不能（填“能”或“不能”）用“N來標記噬菌體的DNA，理由是在DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素．

Answer 1

分析 1、噬菌體侵染細菌的過程：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．
2、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(yǎng)→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(zhì)．

解答 解：（1）實驗的第一步用“S標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼；第二步把“S標記的噬菌體與細菌混合．離心后的實驗結果是上清液的放射性很強，這說明：T₂噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌體內(nèi)．
（2）噬菌體是病毒，沒有細胞結構，不能獨立生存，因此若要大量制備用³⁵S標記的噬菌體，需先用含³⁵S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌（或細菌），再用噬菌體去侵染被³⁵S標記的大腸桿菌（或細菌）．
Ⅱ．在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，用”P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，在理論上，上清液中不含放射性，下層沉淀物中具有很高的放射性；而實驗的實際最終結果顯示：在離心后的上清液中，也具有一定的放射性，而下層的沉淀物放射性強度比理論值略低．
（1）³²P標記的是噬菌體的DNA，在理論上，噬菌體已將含³²P的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)，上清液中只含噬菌體蛋白質(zhì)外殼，因此上清液放射性應該為0．
（2）由于實驗數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間有較大的誤差，由此對實驗過程進行誤差分析：
a．在實驗中，從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離，這一段時間如果過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液中，會使上清液的放射性含量升高．
b．在實驗中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，沒有侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性，因此這將是誤差的來源．
（3）噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)．
（4）在DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素，因此上述實驗中，不能用¹⁵N來標記噬菌體的DNA．
故答案為：
Ⅰ．（1）T₂噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌體內(nèi)
（2）大腸桿菌（或細菌）      被³⁵S標記的大腸桿菌（或細菌）
Ⅱ．（1）理論上講，噬菌體已將含³²P的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)，上清液中只含噬菌體蛋白質(zhì)外殼
（2）a．噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液中    b．是      沒有侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性
（3）DNA是遺傳物質(zhì)
（4）不能　　在DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素

點評 本題考查噬菌體侵染細菌實驗，對于此類試題，需要考生注意的細節(jié)較多，如實驗的原理、實驗采用的方法、實驗現(xiàn)象及結論等，需要考生在平時的學習過程中注意積累．