Question

12．1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌实验，如图：

（1）上面是用³⁵S标记的噬菌体进行实验的过程，回答问题．
①赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，采用的实验技术是同位素标记法．
②若要大量制备用³⁵S标记的噬菌体，需先用³⁵S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染被³⁵S标记的大肠杆菌．
③以上实验结果不能（能/不能）说明遗传物质不是蛋白质，理由是T₂噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内．
（2）用³²P标记的噬菌体侵染大肠杆菌进行实验，理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；但实际的结果显示，在离心上层液中也有一定的放射性，而下层沉淀物中的放射性强度比理论值略低．
①请对实验过程进行误差分析：噬菌体和大肠杆菌混合培养时，如果时间过长，会使部分子代噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，使上清液带有放射性；如果时间过短，则部分噬菌体没有侵入到大肠杆菌内，也会使上清液带有放射性．
②噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质．
③上述实验中不能用¹⁵N来标记噬菌体的DNA，理由DNA和蛋白质中都含有N元素．

Answer 1

分析 1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；
2、噬菌体繁殖过程：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．

解答 解：（1）赫尔希和蔡斯采用同位素标记法进行噬菌体侵染细菌实验．由于噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能用培养基直接培养，所以应先将大肠杆菌培养在含³⁵S的培养基上，再用噬菌体侵染该大肠杆菌，就可使噬菌体的蛋白质外壳被³⁵S标记．由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内，所以实验结果不能说明遗传物质是DNA．要证明遗传物质是DNA，还要用³²P标记的噬菌体侵染细菌．
（2）①在噬菌体和大肠杆菌混合培养时，如果时间过长，会使部分子代噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出，使上清液带有放射性；如果时间过短，则部分噬菌体没有侵入到大肠杆菌内，也会使上清液带有放射性．
②噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质．
③由于DNA和蛋白质中都含有N元素，所以实验中不能用¹⁵N来标记噬菌体的DNA．
故答案为：
（1）①同位素标记法
②大肠杆菌     被³⁵S标记的大肠杆菌
③不能     T₂噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内
（2）①部分子代噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来
②DNA是遗传物质
③DNA和蛋白质中都含有N元素

点评 本题考查噬菌体侵染细菌实验的相关知识，要求学生识记噬菌体的结构及噬菌体的繁殖过程，意在考查学生理解所学知识的要点和综合运用所学知识分析问题的能力，具备设计简单生物学实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析的能力．