Question

赫爾希和蔡斯為了證明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體DNA，而不是它的蛋白質(zhì)外殼，用兩種不同的放射性同位素分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和噬菌體的DNA．然后再讓這兩種不同標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，從而對(duì)此做出實(shí)驗(yàn)論證．據(jù)分析，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多種氨基酸．現(xiàn)請(qǐng)你完成以下關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
（1）實(shí)驗(yàn)室已制備好分別含³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等6種放射性同位素的微生物培養(yǎng)基．你將選擇哪兩種培養(yǎng)基分別用于噬菌體蛋白質(zhì)外殼和噬菌體DNA的標(biāo)記：

 

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（2）你用這兩種培養(yǎng)基怎樣去實(shí)現(xiàn)對(duì)噬菌體的標(biāo)記？

 

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（3）用上述³²P和³⁵S標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，子代噬菌體的DNA分子中含有

 

（³¹P、³²P），子代噬菌體的蛋白質(zhì)中含有

 

（³²S、³⁵S）．
（4）用³²P標(biāo)記的噬菌體去侵染未標(biāo)記的大腸桿菌時(shí)，離心后發(fā)現(xiàn)上清液放射性較強(qiáng)，原因是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)

專題：

分析：噬菌體的結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)外殼（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；
噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟：分別用³⁵S或³²P標(biāo)記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)．

解答： 解：（1）為了證明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體DNA，而不是它的蛋白質(zhì)外殼，應(yīng)該標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素，即用³²P標(biāo)記DNA，用³⁵S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼．
（2）因?yàn)槭删�體沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生活，必須營(yíng)寄生生活．所以先將細(xì)菌分別在含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后用噬菌體去分別侵染被³²P和³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌．
（3）噬菌體中的DNA和蛋白質(zhì)分別用³²P、³⁵S標(biāo)記，由于注入時(shí)噬菌體只將自己的DNA注入到細(xì)菌內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼留在外面，并且進(jìn)入大腸桿菌后利用大腸桿菌中的原料[³¹P（DNA的原料）和³²S（蛋白質(zhì)的原料）]行復(fù)制和蛋白質(zhì)合成，因此合成的子代噬菌體中，DNA中含有³¹P和³²P，蛋白質(zhì)中含有³²S．
（4）用³²P標(biāo)記的噬菌體去侵染未標(biāo)記的大腸桿菌時(shí)，如果保溫時(shí)間過(guò)短，很多噬菌體未來(lái)得及侵入；或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，子代噬菌體釋放出來(lái)了，都會(huì)導(dǎo)致離心后上清液放射性較強(qiáng)．
故答案為：
（1）用³²P標(biāo)記DNA，用³⁵S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼
（2）先將細(xì)菌分別培養(yǎng)在含³²P或³⁵S的培養(yǎng)基上；然后用噬菌體去侵染分別被³²P或³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌．
（3）³¹P和³²P     ³²S
（4）一是保溫時(shí)間過(guò)短，很多噬菌體未來(lái)得及侵入，二是保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，子代噬菌體釋放出來(lái)了．

點(diǎn)評(píng)：本題考查噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，意在考查考生的識(shí)記能力；能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．