Question

5．在遺傳物質(zhì)的科學(xué)探究中，格里菲思的肺炎球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)說(shuō)明加熱殺死的S型球菌可以使R型球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但不能證明轉(zhuǎn)化因子（遺傳物質(zhì)）是DNA，艾弗里等人的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)．請(qǐng)分析回答這些科學(xué)家實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)問(wèn)題：
（1）艾弗里和赫爾希與蔡斯這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上的共同點(diǎn)有設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，研究各自的效應(yīng)．
（2）艾弗里和同事的實(shí)驗(yàn)中能說(shuō)明S型球菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子的一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)是③和④．

實(shí)驗(yàn)組號(hào)	接種菌型	加入S型球菌物質(zhì)	培養(yǎng)皿長(zhǎng)菌情況
①	R	蛋白質(zhì)	R型
②	R	莢膜多糖	R型
③	R	DNA	R型和S型
④	R	經(jīng)DNA酶處理的DNA	R型

（3）赫爾希和蔡斯采用放射性同位素示蹤技術(shù)首先用分別含有³²P和³⁵S的培養(yǎng)基培養(yǎng)獲得分別含有³²P和³⁵S的大腸桿菌，再用它們分別培養(yǎng)獲得分別含有³²P和³⁵S的T₂噬菌體．
（4）兩組侵染實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后都需要用攪拌機(jī)攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測(cè)上清液、沉淀物中的放射性．?dāng)嚢璧哪康氖菍�T₂噬菌體和大腸桿菌分離．用³²P標(biāo)記的T₂噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)組，如果保溫培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在攪拌離心后上清液也會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的放射性，原因是被侵染的大腸桿菌裂解，子代T₂噬菌體被釋放出來(lái)．

Answer 1

分析 1、R型和S型肺炎雙球菌的區(qū)別是前者沒(méi)有莢膜（菌落表現(xiàn)粗糙），后者有莢膜（菌落表現(xiàn)光滑）．由肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可知，只有S型菌有毒，會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡，S型菌的DNA才會(huì)是R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌．肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：R型細(xì)菌→小鼠→存活；S型細(xì)菌→小鼠→死亡；加熱殺死的S型細(xì)菌→小鼠→存活；加熱殺死的S型細(xì)菌+R型細(xì)菌→小鼠→死亡．
2、噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細(xì)菌的化學(xué)成分）→組裝→釋放．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)．

解答 解：（1）艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵是：設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地觀察各自的效應(yīng)．
（2）由①、②、③組相比較可知DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，再通過(guò)④組可進(jìn)一步證明DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，蛋白質(zhì)、多糖以及DNA水解產(chǎn)物都不是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子；③和④形成對(duì)照，也能說(shuō)明DNA是S型菌的轉(zhuǎn)化因子．
（3）由于T₂噬菌體屬于病毒，沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能在培養(yǎng)基中直接培養(yǎng)．要用³²P和³⁵S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，必需先在分別含有放射性同位素³⁵S和放射性同位素³²P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)T₂噬菌體，從而得到³²P和³⁵S分別標(biāo)記的T₂噬菌體．
（4）在實(shí)驗(yàn)中，攪拌的目的是將吸附在大腸桿菌上的T₂噬菌體和大腸桿菌分離．用³²P標(biāo)記的T₂噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)組，如果保溫培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，被侵染的大腸桿菌裂解，子代T₂噬菌體被釋放出來(lái)，導(dǎo)致在攪拌離心后上清液也會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的放射性．
故答案為：
（1）設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，研究各自的效應(yīng)
（2）③和④
（3）大腸桿菌    T₂噬菌體
（4）將T₂噬菌體和大腸桿菌分離  被侵染的大腸桿菌裂解，子代T₂噬菌體被釋放出來(lái)

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合實(shí)驗(yàn)表格，考查肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．