Question

3．1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的T₂噬菌体侵染细菌的实验，回答下面有关问题．
（1）该实验分别用³²P和³⁵S标记T₂噬菌体的DNA和蛋白质，在图甲中标记元素所在部位依次是①④．
（2）若要大量制备用³²P标记的噬菌体，需先用含有放射性同位素³²P的大肠杆菌培养基培养，再用被标记的大肠杆菌噬菌体去感染．
（3）上述实验中，不能（填“能”或“不能”）用¹⁵N来标记噬菌体的DNA，理由是¹⁵N会同时标记噬菌体的DNA和蛋白质（或DNA和蛋白质中都有N元素）．
（4）被标记的噬菌体侵染大肠杆菌一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图乙所示的实验结果．

搅拌的目的是：使噬菌体与大肠杆菌分离，实验表明搅拌时间少于1分钟时，上清液中的放射性较低．搅拌时间足够长以后，上清液中的³⁵S和³²P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌．图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来，否则细胞外³²P放射性会增高．³²P标记的一组上清液仍然有放射性的原因是保温时间短，有些噬菌体没有侵染大肠杆菌．

Answer 1

分析 分析图甲：①为磷酸，②为脱氧核糖，③为含氮碱基，④为R基团，⑤为肽键．
分析图乙：细菌的感染率为100%；上清液³⁵S先增大后保持在80%，说明有20%的噬菌体没有与细菌脱离，仍然附着在细菌外面，离心后随细菌一起沉淀了；上清液中³²P先增大后保持在30%左右，说明有30%的噬菌体没有侵染细菌，离心后位于上清液．

解答 解：（1）³²P标记的是噬菌体的DNA，而DNA分子由磷酸、脱氧核糖和碱基组成，其中只有磷酸基团中含有磷，因此在甲中标记元素所在部位是①磷酸；³⁵S标记的是噬菌体的蛋白质，蛋白质由氨基酸组成，氨基酸中只有R基团中可能存在S元素，因此在图甲中标记元素所在部位是④．
（2）噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存．因此，若要大量制备用³²P标记的噬菌体，需先用含有放射性同位素³²P的大肠杆培养基培养，再用被标记的大肠杆菌噬菌体去感染．
（3）由于DNA和蛋白质中都存在N元素，¹⁵N会同时标记噬菌体的DNA和蛋白质，因此该实验中不能用¹⁵N来标记噬菌体的DNA．
（4）搅拌的目的是将噬菌体和细菌震脱，所以搅拌时间过短时，含有放射性的蛋白质外壳就会留在细菌表面留在沉淀物中，从而使得上清液中的放射性较低．由于³²P表示噬菌体的DNA，³⁵S标记的噬菌体的蛋白质，实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的³⁵S和³²P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌．图中“被浸染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来，否则细胞外³²P放射性会增高．³²P标记的一组上清液仍然有放射性的原因是保温时间短，有些噬菌体没有侵染大肠杆菌．
故答案为：
（1）①④
（2）大肠杆菌     被标记的大肠杆菌
（3）不能      ¹⁵N会同时标记噬菌体的DNA和蛋白质（或DNA和蛋白质中都有N元素）
（4）使噬菌体与大肠杆菌分离     较低
DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌
细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来          ³²P
保温时间短，有些噬菌体没有侵染大肠杆菌

点评 本题结合图解，考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．