Question

赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA．然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证．据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸．现请你完成以下关键性的实验设计：
（1）实验室已制备好分别含³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等6种放射性同位素的微生物培养基．你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记：

 

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（2）你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？

 

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（3）用上述³²P和³⁵S标记的噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌，子代噬菌体的DNA分子中含有

 

（³¹P、³²P），子代噬菌体的蛋白质中含有

 

（³²S、³⁵S）．
（4）用³²P标记的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌时，离心后发现上清液放射性较强，原因是

 

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Answer 1

考点：噬菌体侵染细菌实验

专题：

分析：噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；
噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用³⁵S或³²P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质．
实验结论：DNA是遗传物质．

解答： 解：（1）为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，应该标记DNA和蛋白质的特征元素，即用³²P标记DNA，用³⁵S标记蛋白质外壳．
（2）因为噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，必须营寄生生活．所以先将细菌分别在含³²P和³⁵S的培养基中培养，然后用噬菌体去分别侵染被³²P和³⁵S标记的细菌．
（3）噬菌体中的DNA和蛋白质分别用³²P、³⁵S标记，由于注入时噬菌体只将自己的DNA注入到细菌内，而蛋白质外壳留在外面，并且进入大肠杆菌后利用大肠杆菌中的原料[³¹P（DNA的原料）和³²S（蛋白质的原料）]行复制和蛋白质合成，因此合成的子代噬菌体中，DNA中含有³¹P和³²P，蛋白质中含有³²S．
（4）用³²P标记的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌时，如果保温时间过短，很多噬菌体未来得及侵入；或保温时间过长，子代噬菌体释放出来了，都会导致离心后上清液放射性较强．
故答案为：
（1）用³²P标记DNA，用³⁵S标记蛋白质外壳
（2）先将细菌分别培养在含³²P或³⁵S的培养基上；然后用噬菌体去侵染分别被³²P或³⁵S标记的细菌．
（3）³¹P和³²P     ³²S
（4）一是保温时间过短，很多噬菌体未来得及侵入，二是保温时间过长，子代噬菌体释放出来了．

点评：本题考查噬菌体侵染细菌的实验，意在考查考生的识记能力；能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论．