Question

2．回答下列有关微生物的问题．
噬菌体是一类细菌依赖性的病毒．自然界中有细菌分布的地方，都可发现其特异性的噬菌体存在．噬菌体能独立存活，但不能生长．能在短时间内连续完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解这五个阶段而实现繁殖的噬菌体为烈性噬菌体．1915年，弗德里克•特沃特在一项试验中注意到，一些细菌菌落变得比较透明．这样的菌落做进一步培养时不再复制，即细菌被杀死．这种透明区域称为噬菌斑（如图）．

（45）利用放射性同位素标记技术实验，分别用³²P和³⁵S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是①④．

大肠杆菌的体积大小通常在0.5×1～3μm．为分离培养仅获得某烈性噬菌体，实验操作如下：

（1）上述步骤为什么要使用污水？污水中含有大量大肠杆菌，故也能很容易地分离到大肠杆菌噬菌体．步骤B的目的是制备裂解液（促进噬菌体与细菌分离）．为什么步骤C的滤器孔径明显小于大肠杆菌的体积？
（2）检查滤液中是否有噬菌体存在，可选择（固体培养基中）大肠杆菌噬菌斑作为观测指标．写出操作简要步骤：含有大肠杆菌的固体培养基上用稀释涂布法涂布滤液，培养，观察是否有噬菌斑．
该噬菌体在37℃下大约只需四十分就可以产生100～300个子代噬菌体．子代噬菌体释放出来后，又去侵染邻近的细菌细胞，产生子二代噬菌体．一个噬菌体产生一个噬菌斑．
（3）要纯化噬菌体，可从噬菌斑（取材来源）获取后培养之．较高浓度噬菌体培养液与大肠杆菌悬液混合培养的固体培养基上，发现既没有大肠杆菌菌落又没有噬菌斑，可能的原因是：噬菌体浓度高，培养时间内已将所有的大肠杆菌裂解．

Answer 1

分析 噬菌体的化学组成包括蛋白质和DNA，其中蛋白质的元素组成主要有C、H、O、N，有的含有S；DNA的元素组成有C、H、O、N、P．
图中左侧表示DNA分子两条链上的2个脱氧核苷酸，图中①表示磷酸，②表示脱氧核糖，③表示含氮碱基；右图表示肽链的一部分，其中④表示R基，⑤表示肽键．
噬菌体能独立存活，但不能生长．能在短时间内连续完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解这五个阶段而实现繁殖的噬菌体为烈性噬菌体，因此可以从大肠杆菌中分离该噬菌体．

解答 解：（1）分别用³²P和³⁵S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，其中DNA的P元素存在于结构中的磷酸中，即图中①；蛋白质中S元素存在于R基中，即图中④，⑤表示肽键，其元素组成只有C、H、O、N．
大肠杆菌的体积大小通常在0.5×1～3μm．为分离培养仅获得某烈性噬菌体，实验操作如下：
（2）污水中含有大量大肠杆菌，也能很容易地分离到大肠杆菌噬菌体．由于噬菌体在短时间内完成繁殖过程，因此步骤B中进行高速旋转能够促进噬菌体与细菌分离．步骤C是过滤得到噬菌体的滤液，因此需要滤去大肠杆菌，也要滤去其他细菌，此时就用滤器孔径来进行控制．
（3）根据题意和题图可知，检查滤液中是否有噬菌体存在，可选择固体培养基中大肠杆菌噬菌斑作为观测指标．操作简要步骤：含有大肠杆菌的固体培养基上用稀释涂布法涂布滤液，培养，观察是否有噬菌斑．
（4）要纯化噬菌体，可从噬菌斑获取后培养之．噬菌体浓度高，培养时间内已将所有的大肠杆菌裂解，这会导致既没有大肠杆菌菌落又没有噬菌斑．
故答案为：
（1）①④
（2）污水中含有大量大肠杆菌，故也能很容易地分离到大肠杆菌噬菌体．   
制备裂解液（促进噬菌体与细菌分离）    不仅要滤去大肠杆菌，也要滤去其他细菌
（3）（固体培养基中）大肠杆菌噬菌斑   
含有大肠杆菌的固体培养基上用稀释涂布法涂布滤液，培养，观察是否有噬菌斑
（4）噬菌斑      噬菌体浓度高，培养时间内已将所有的大肠杆菌裂解

点评 本题考查了噬菌体侵染细菌和实验和微生物培养和分离实验的有关知识，要求考生能够识记在同位素标记法过程中³²P和³⁵S标记噬菌体的具体部位，能够根据题干信息分析实验现象，并对实验现象进行原因分析．