Question

20．1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验．他们首先在分别含有³⁵S和³²P的培养基中培养大肠杆菌，然后用上述大肠杆菌来培养T₂噬菌体，再用得到的T₂噬菌体分别去感染未标记的大肠杆菌，并经过保温、搅拌器搅拌、离心等步骤进一步开展实验．其实验包括4个步骤：①噬菌体与大肠杆菌混合培养 ②³²P和³⁵S分别标记噬菌体 ③放射性检测 ④离心分离．请据图回答：

（1）该实验步骤的正确顺序是②①④③（用实验步骤中的序号表示）．
（2）噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体寄生于细菌细胞内，所以其DNA复制所需原料由细菌提供，合成子代噬菌体外壳的场所是细菌的核糖体．
（3）实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离．
（4）用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经过离心，在离心管中放射性较高的部位应分布在试管的上清液．
（5）噬菌体的DNA连续复制n次后，产生的子代噬菌体中含亲代噬菌体DNA的个体应占总数的$\frac{2}{{2}^{n}}$．若亲代噬菌体同时被³⁵S和³²P标记，则在普通的大肠杆菌培养液（³²S和³¹P）中培养出的子代噬菌体中含³¹P、³²P、³²S元素．
（6）与格里菲思肺炎双球菌转化实验相比，本实验更具有说服力．原因是本实验把DNA与蛋白质分开，直接、单独地去观察DNA和蛋白质的作用．

Answer 1

分析 噬菌体侵染细菌的过程为：吸附、注入（DNA进入）、合成（子代噬菌体的DNA和蛋白质）、组装和释放，该实验证明DNA是遗传物质．噬菌体侵染细菌的实验过程：先培养细菌，使细菌被标记，用噬菌体侵染被标记的细菌，再用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌，保温、离心处理，检测放射性．

解答 解：（1）噬菌体是病毒，是在活细胞中营寄生生活的生物，不能直接在培养基上培养．所以要先培养细菌，使细菌被标记，用噬菌体侵染被标记的细菌，再用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌，保温、离心处理，检测放射性，因此顺序为②①④③．
（2）噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体寄生于细菌细胞内，所以其DNA复制所需原料由细菌提供，合成子代噬菌体外壳的场所是细菌的核糖体．
（3）实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离．
（4）用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于蛋白质外壳不进入大肠杆菌内，故经过离心，在离心管中放射性较高的部位应分布在试管的上清液．
（5）DNA复制是半保留复制，合成子代噬菌体需利用细菌提供的原料，所以子代的噬菌体DNA组成是只有两个DNA分子含有新代DNA分子的各一条链，同时含有³²P 和³¹P的是2个，n代后DNA分子总数为2ⁿ，故产生的子代噬菌体中含亲代噬菌体DNA的个体应占总数的$\frac{2}{{2}^{n}}$．若亲代噬菌体同时被³⁵S和³²P标记，则在普通的大肠杆菌培养液（³²S和³¹P）中培养出的子代噬菌体中含³¹P、³²P、³²S元素．
（6）与格里菲思肺炎双球菌转化实验相比，本实验更具有说服力．原因是本实验把DNA与蛋白质分开，直接、单独地去观察DNA和蛋白质的作用．
故答案为：
（1）②①④③
（2）细菌    细菌的核糖体
（3）使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
（4）上清液
（5）$\frac{2}{{2}^{n}}$   ³¹P、³²P、³²S
（6）本实验把DNA与蛋白质分开，直接、单独地去观察DNA和蛋白质的作用

点评 本题考查噬菌体侵染细菌实验相关知识，意在考查学生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的能力；具备验证简单生物学事实的能力．