Question

【題目】回答下列與噬菌體侵染細菌實驗有關的問題：

I．1952年，赫爾希和蔡斯利用放射性同位素標記的新技術，完成了著名的噬菌體侵染細菌的實驗，下面是實驗的部分步驟：

（1）實驗的第一步用35S標記噬菌體的蛋白質外殼；第二步把35S標記的噬菌體與細菌混合。如上圖所示，第四步離心后的實驗結果說明：____________________。

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

Ⅱ．在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，用32P標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；而實驗的實際最終結果顯示：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度比理論值略低。

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

（2）由于實驗數據和理論數據之間有較大的誤差，由此對實驗過程進行誤差

a．在實驗中，從噬菌體和大腸桿菌混合培養到用離心機分離，這一段時間如果過長，會使上清液的放射性含量升高，其原因是______________________________。

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

（3）噬菌體侵染細菌實驗證明了_______________。

（4）上述實驗中，__________（填“能”或“不能”）用15N來標記噬菌體的DNA，理由是__________________________

Answer 1

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

【解析】

噬菌體是病毒，無細胞結構，不能獨立生活，故對其進行標記需要先用含放射性的培養基培養大腸桿菌，再用噬菌體侵染被標記的大腸桿菌。

應該用特征元素35S來標記蛋白質外殼，用32P對DNA進行標記。

Ⅰ（1）35S標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，保溫、攪拌、離心的結果，放射性主要存在于上清液中，說明蛋白質外殼未進入大腸桿菌細胞內。

（2）要制備35S標記的噬菌體，應該先用含35S的培養基培養大腸桿菌，再用噬菌體侵染被標記的大腸桿菌，即可獲得帶35S標記的噬菌體。

Ⅱ用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，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，只有DNA注入大腸桿菌體內，攪拌離心后未標記的蛋白質外殼在上清液中，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該為0.

（2）a.若保溫時間過長，會部分含32P的噬菌體被細菌裂解釋放出來，進入上清液中，導致上清液放射性增強。

b. 若保溫時間過短，含32P的噬菌體沒有侵染細菌，離心后含32P的噬菌體會到上清液中，上清液的放射性也會增加，也會造成誤差。

（3）噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA是遺傳物質。

（4）該實驗中應該特征元素35S來標記蛋白質外殼，用32P對DNA進行標記，因為S只存在于蛋白質中，P主要存在于DNA中，這樣可以對DNA和蛋白質進行分別標記。若用C、H、O、N進行標記，則會同時標記DNA和蛋白質，無法得出相應的結論。