Question

3．1952年，赫爾希和蔡斯完成了著名的T₂噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，回答下面有關(guān)問題．
（1）該實驗分別用³²P和³⁵S標(biāo)記T₂噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，在圖甲中標(biāo)記元素所在部位依次是①④．
（2）若要大量制備用³²P標(biāo)記的噬菌體，需先用含有放射性同位素³²P的大腸桿菌培養(yǎng)基培養(yǎng)，再用被標(biāo)記的大腸桿菌噬菌體去感染．
（3）上述實驗中，不能（填“能”或“不能”）用¹⁵N來標(biāo)記噬菌體的DNA，理由是¹⁵N會同時標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)（或DNA和蛋白質(zhì)中都有N元素）．
（4）被標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌一段時間后，用攪拌機(jī)攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如圖乙所示的實驗結(jié)果．

攪拌的目的是：使噬菌體與大腸桿菌分離，實驗表明攪拌時間少于1分鐘時，上清液中的放射性較低．?dāng)嚢钑r間足夠長以后，上清液中的³⁵S和³²P分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌．圖中“被侵染的細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來，否則細(xì)胞外³²P放射性會增高．³²P標(biāo)記的一組上清液仍然有放射性的原因是保溫時間短，有些噬菌體沒有侵染大腸桿菌．

Answer 1

分析 分析圖甲：①為磷酸，②為脫氧核糖，③為含氮堿基，④為R基團(tuán)，⑤為肽鍵．
分析圖乙：細(xì)菌的感染率為100%；上清液³⁵S先增大后保持在80%，說明有20%的噬菌體沒有與細(xì)菌脫離，仍然附著在細(xì)菌外面，離心后隨細(xì)菌一起沉淀了；上清液中³²P先增大后保持在30%左右，說明有30%的噬菌體沒有侵染細(xì)菌，離心后位于上清液．

解答 解：（1）³²P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，而DNA分子由磷酸、脫氧核糖和堿基組成，其中只有磷酸基團(tuán)中含有磷，因此在甲中標(biāo)記元素所在部位是①磷酸；³⁵S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)由氨基酸組成，氨基酸中只有R基團(tuán)中可能存在S元素，因此在圖甲中標(biāo)記元素所在部位是④．
（2）噬菌體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能在培養(yǎng)基上獨立生存．因此，若要大量制備用³²P標(biāo)記的噬菌體，需先用含有放射性同位素³²P的大腸桿培養(yǎng)基培養(yǎng)，再用被標(biāo)記的大腸桿菌噬菌體去感染．
（3）由于DNA和蛋白質(zhì)中都存在N元素，¹⁵N會同時標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，因此該實驗中不能用¹⁵N來標(biāo)記噬菌體的DNA．
（4）攪拌的目的是將噬菌體和細(xì)菌震脫，所以攪拌時間過短時，含有放射性的蛋白質(zhì)外殼就會留在細(xì)菌表面留在沉淀物中，從而使得上清液中的放射性較低．由于³²P表示噬菌體的DNA，³⁵S標(biāo)記的噬菌體的蛋白質(zhì)，實驗結(jié)果表明當(dāng)攪拌時間足夠長以后，上清液中的³⁵S和³²P分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌．圖中“被浸染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來，否則細(xì)胞外³²P放射性會增高．³²P標(biāo)記的一組上清液仍然有放射性的原因是保溫時間短，有些噬菌體沒有侵染大腸桿菌．
故答案為：
（1）①④
（2）大腸桿菌     被標(biāo)記的大腸桿菌
（3）不能      ¹⁵N會同時標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)（或DNA和蛋白質(zhì)中都有N元素）
（4）使噬菌體與大腸桿菌分離     較低
DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌
細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來          ³²P
保溫時間短，有些噬菌體沒有侵染大腸桿菌

點評 本題結(jié)合圖解，考查噬菌體侵染細(xì)菌實驗，對于此類試題，需要考生注意的細(xì)節(jié)較多，如實驗的原理、實驗采用的方法、實驗現(xiàn)象及結(jié)論等，需要考生在平時的學(xué)習(xí)過程中注意積累．