Question

20．1952年，赫爾希和蔡斯完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)．他們首先在分別含有³⁵S和³²P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，然后用上述大腸桿菌來(lái)培養(yǎng)T₂噬菌體，再用得到的T₂噬菌體分別去感染未標(biāo)記的大腸桿菌，并經(jīng)過(guò)保溫、攪拌器攪拌、離心等步驟進(jìn)一步開(kāi)展實(shí)驗(yàn)．其實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟：①噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng) ②³²P和³⁵S分別標(biāo)記噬菌體 ③放射性檢測(cè) ④離心分離．請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）該實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是②①④③（用實(shí)驗(yàn)步驟中的序號(hào)表示）．
（2）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，噬菌體寄生于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，所以其DNA復(fù)制所需原料由細(xì)菌提供，合成子代噬菌體外殼的場(chǎng)所是細(xì)菌的核糖體．
（3）實(shí)驗(yàn)中，攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離．
（4）用³⁵S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)過(guò)離心，在離心管中放射性較高的部位應(yīng)分布在試管的上清液．
（5）噬菌體的DNA連續(xù)復(fù)制n次后，產(chǎn)生的子代噬菌體中含親代噬菌體DNA的個(gè)體應(yīng)占總數(shù)的$\frac{2}{{2}^{n}}$．若親代噬菌體同時(shí)被³⁵S和³²P標(biāo)記，則在普通的大腸桿菌培養(yǎng)液（³²S和³¹P）中培養(yǎng)出的子代噬菌體中含³¹P、³²P、³²S元素．
（6）與格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)相比，本實(shí)驗(yàn)更具有說(shuō)服力．原因是本實(shí)驗(yàn)把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，直接、單獨(dú)地去觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用．

Answer 1

分析 噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程為：吸附、注入（DNA進(jìn)入）、合成（子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)）、組裝和釋放，該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：先培養(yǎng)細(xì)菌，使細(xì)菌被標(biāo)記，用噬菌體侵染被標(biāo)記的細(xì)菌，再用被標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，保溫、離心處理，檢測(cè)放射性．

解答 解：（1）噬菌體是病毒，是在活細(xì)胞中營(yíng)寄生生活的生物，不能直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)．所以要先培養(yǎng)細(xì)菌，使細(xì)菌被標(biāo)記，用噬菌體侵染被標(biāo)記的細(xì)菌，再用被標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，保溫、離心處理，檢測(cè)放射性，因此順序?yàn)棰冖佗堍郏?br />（2）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，噬菌體寄生于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，所以其DNA復(fù)制所需原料由細(xì)菌提供，合成子代噬菌體外殼的場(chǎng)所是細(xì)菌的核糖體．
（3）實(shí)驗(yàn)中，攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離．
（4）用³⁵S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，由于蛋白質(zhì)外殼不進(jìn)入大腸桿菌內(nèi)，故經(jīng)過(guò)離心，在離心管中放射性較高的部位應(yīng)分布在試管的上清液．
（5）DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，合成子代噬菌體需利用細(xì)菌提供的原料，所以子代的噬菌體DNA組成是只有兩個(gè)DNA分子含有新代DNA分子的各一條鏈，同時(shí)含有³²P 和³¹P的是2個(gè)，n代后DNA分子總數(shù)為2ⁿ，故產(chǎn)生的子代噬菌體中含親代噬菌體DNA的個(gè)體應(yīng)占總數(shù)的$\frac{2}{{2}^{n}}$．若親代噬菌體同時(shí)被³⁵S和³²P標(biāo)記，則在普通的大腸桿菌培養(yǎng)液（³²S和³¹P）中培養(yǎng)出的子代噬菌體中含³¹P、³²P、³²S元素．
（6）與格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)相比，本實(shí)驗(yàn)更具有說(shuō)服力．原因是本實(shí)驗(yàn)把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，直接、單獨(dú)地去觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用．
故答案為：
（1）②①④③
（2）細(xì)菌    細(xì)菌的核糖體
（3）使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離
（4）上清液
（5）$\frac{2}{{2}^{n}}$   ³¹P、³²P、³²S
（6）本實(shí)驗(yàn)把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，直接、單獨(dú)地去觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用

點(diǎn)評(píng) 本題考查噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力．