A、噬菌体在侵染细菌的过程中，将DNA注入到细菌内，而蛋白质外壳留在外面，并没有用化学方法分离，A错误；
B、实验中用³²P和³⁵S分别标记T₂噬菌体的DNA和蛋白质，B错误；
C、用³²P和³⁵S分别标记两组T₂噬菌体，然后分别实验，C错误；
D、由于噬菌体只能寄生在细菌中，不能利用培养基培养，因此用标记过的大肠杆菌去培养T₂噬菌体获得具有标记的噬菌体，D正确．
故选：D．