Question

2．某科学家在做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质（如表所示）．产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样．

	噬菌体	细菌
DNA或核苷酸	32P标记	31P标记
蛋白质或氨基酸	35S标记	32S标记

（1）子代噬菌体的DNA应含有表中的³²P和³¹P元素．
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有³⁵S元素，由此说明噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入；子代噬菌体的蛋白质分子都含³²S元素，这是因为子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用³²S标记的氨基酸为原料合成的．
（3）实验中用放射性同位素标记噬菌体时，选取³⁵S和³²P，这两种同位素分别标记蛋白质和DNA的原因是S仅存在于蛋白质外壳中，而P仅存在于DNA中．可否用¹⁴C和¹⁸O标记（并说明原因）？不能用¹⁴C和¹⁸O标记，因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源．

Answer 1

分析 1、噬菌体是DNA病毒，由DNA和蛋白质组成，其没有细胞结构，不能再培养基中独立生存．
2、噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放．
3、T₂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．
该实验的结论：DNA是遗传物质．

解答 解：（1）由于DNA分子复制为半保留复制，所以子代噬菌体的DNA应含有表中的³¹P和³²P元素，所以子代噬菌体的DNA都含有³¹P，只有2个子代噬菌体的DNA含有³²P．
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有³⁵S，由此说明噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入；子代噬菌体的蛋白质分子都含³²S，这是因为子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用³²S标记的氨基酸为原料合成的．
（3）实验中用放射性同位素标记噬菌体时，选取³⁵S和³²P，这是因为S仅存在于蛋白质外壳中，而P仅存在于DNA中．不能用¹⁴C和¹⁸O标记，因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源．
故答案为：
（1）³²P    ³¹P
（2）³⁵S   噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入
³²S   子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用³²S标记的氨基酸为原料合成的
（3）S仅存在于蛋白质外壳中，而P仅存在于DNA中
不能用¹⁴C和¹⁸O标记，因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源

点评 本题考查噬菌体侵染细菌实验，要求考生识记噬菌体的结构特点；识记噬菌体侵染细菌的过程，明确噬菌体侵染细菌时只有DNA注入细菌，而蛋白质外壳留在外面；掌握噬菌体侵染细菌实验过程、现象及结论．