Question

15．1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的功能．請回答下列有關(guān)問題．
（1）他們指出“噬菌體在分子生物學(xué)的地位就相當(dāng)于氫原子在玻爾量子力學(xué)模型中的地位一樣”．這句話指出了噬菌體作實驗材料具有結(jié)構(gòu)簡單，只含有蛋白質(zhì)和DNA（核酸）的特點．
（2）通過用分別含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染³²P或³⁵S標(biāo)記的大腸桿菌的方法分別獲得被³²P和³⁵S標(biāo)記的噬菌體，用標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，從而追蹤在侵染過程中DNA和蛋白質(zhì)的位置變化．
（3）侵染一段時間后，用攪拌機攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如圖所示的實驗結(jié)果．?dāng)嚢璧哪康氖鞘刮�附在�?xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，所以攪拌時間少于1分鐘時，上清液中的放射性較低．實驗結(jié)果表明當(dāng)攪拌時間足夠長以后，上清液中的³⁵S和³²P分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明DNA進入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進入細(xì)菌．圖中“被浸染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來，否則細(xì)胞外³²P放射性會增高．

Answer 1

分析 赫爾希和蔡斯在做噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，利用了同位素標(biāo)記法，用³²P和³⁵S分別標(biāo)記的噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)．噬菌體在細(xì)菌內(nèi)繁殖的過程為：吸附→注入→合成→組裝→釋放．
分析曲線圖：細(xì)菌的感染率為100%；上清液³⁵S先增大后保持在80%，說明有20%的噬菌體沒有與細(xì)菌脫離，仍然附著在細(xì)菌外面，離心后隨細(xì)菌一起沉淀了；上清液中³²P先增大后保持在30%左右，說明有30%的噬菌體沒有侵染細(xì)菌，離心后位于上清液．

解答 解：（1）噬菌體屬于病毒，病毒是生物界最小的一種非細(xì)胞生物，并且結(jié)構(gòu)簡單，組成物質(zhì)中只含有蛋白質(zhì)和核酸．
（2）赫爾希和蔡斯在實驗時，由于噬菌體不能直接生活在培養(yǎng)基中，因此用含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被³²P和³⁵S標(biāo)記的大腸桿菌的方法分別獲得被³²P和³⁵S標(biāo)記的噬菌體．其中³²P表示噬菌體的DNA，³⁵S標(biāo)記的噬菌體的蛋白質(zhì)，從而追蹤在侵染過程中DNA和蛋白質(zhì)的位置變化．
（3）侵染一段時間后，用攪拌機攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如圖所示的實驗結(jié)果．?dāng)嚢璧哪康氖鞘刮�附在�?xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，所以攪拌時間少于1分鐘時，上清液中的放射性較低．實驗結(jié)果表明當(dāng)攪拌時間足夠長以后，上清液中的³⁵S和³²P分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明DNA進入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進入細(xì)菌．圖中“被浸染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來，否則細(xì)胞外³²P放射性會增高．
故答案為：
（1）結(jié)構(gòu)簡單，只含有蛋白質(zhì)和DNA（核酸）
（2）用分別含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染³²P或³⁵S標(biāo)記的大腸桿菌        DNA和蛋白質(zhì)的位置
（3）使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離         DNA進入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進入細(xì)菌
（4）細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來    ³²P

點評 本題考查了噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，意在考查考生能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力．