Question

【題目】回答下列與噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)有關(guān)的問題：

I．1952年，赫爾希和蔡斯利用放射性同位素標(biāo)記的新技術(shù)，完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，下面是實(shí)驗(yàn)的部分步驟：

（1）實(shí)驗(yàn)的第一步用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼；第二步把35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合。如上圖所示，第四步離心后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明：____________________。

（2）若要大量制備用35S標(biāo)記的噬菌體，需先用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)________________，再用噬菌體去侵染_______________。

Ⅱ．在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，在理論上，上清液中不含放射性，下層沉淀物中具有很高的放射性；而實(shí)驗(yàn)的實(shí)際最終結(jié)果顯示：在離心后的上清液中，也具有一定的放射性，而下層的沉淀物放射性強(qiáng)度比理論值略低。

（1）在理論上，上清液放射性應(yīng)該為0，其原因是_______________________________

（2）由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間有較大的誤差，由此對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行誤差

a．在實(shí)驗(yàn)中，從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段時(shí)間如果過長，會(huì)使上清液的放射性含量升高，其原因是______________________________。

b．在實(shí)驗(yàn)中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，將__________（填“是”或“不是”）誤差的來源，理由是_____________________。

（3）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了_______________。

（4）上述實(shí)驗(yàn)中，__________（填“能”或“不能”）用15N來標(biāo)記噬菌體的DNA，理由是__________________________

Answer 1

【答案】侵染時(shí)，T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi) 大腸桿菌 含35S的噬菌體 被32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，在侵染細(xì)菌時(shí)，理論上應(yīng)將噬菌體的DNA全部注入細(xì)菌體內(nèi)，離心后沉淀 部分含32P的噬菌體被細(xì)菌裂解釋放 是 含32P的噬菌體沒有侵染細(xì)菌，離心后含32P的噬菌體會(huì)到上清液中 DNA是遺傳物質(zhì) 不能 N元素在DNA和蛋白質(zhì)中都含有

【解析】

噬菌體是病毒，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生活，故對其進(jìn)行標(biāo)記需要先用含放射性的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體侵染被標(biāo)記的大腸桿菌。

應(yīng)該用特征元素35S來標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼，用32P對DNA進(jìn)行標(biāo)記。

Ⅰ（1）35S標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，保溫、攪拌、離心的結(jié)果，放射性主要存在于上清液中，說明蛋白質(zhì)外殼未進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)。

（2）要制備35S標(biāo)記的噬菌體，應(yīng)該先用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體侵染被標(biāo)記的大腸桿菌，即可獲得帶35S標(biāo)記的噬菌體。

Ⅱ用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，放射性主要集中在沉淀物中。

（1）沉淀物中是較重的大腸桿菌，上清液是較輕的噬菌體。噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，只有DNA注入大腸桿菌體內(nèi)，攪拌離心后未標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼在上清液中，被侵染的含32P的大腸桿菌在沉淀中。故理論上上清液放射性應(yīng)該為0.

（2）a.若保溫時(shí)間過長，會(huì)部分含32P的噬菌體被細(xì)菌裂解釋放出來，進(jìn)入上清液中，導(dǎo)致上清液放射性增強(qiáng)。

b. 若保溫時(shí)間過短，含32P的噬菌體沒有侵染細(xì)菌，離心后含32P的噬菌體會(huì)到上清液中，上清液的放射性也會(huì)增加，也會(huì)造成誤差。

（3）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)。

（4）該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該特征元素35S來標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼，用32P對DNA進(jìn)行標(biāo)記，因?yàn)?/span>S只存在于蛋白質(zhì)中，P主要存在于DNA中，這樣可以對DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行分別標(biāo)記。若用C、H、O、N進(jìn)行標(biāo)記，則會(huì)同時(shí)標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，無法得出相應(yīng)的結(jié)論。