Question

回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：

I．1952年，赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤：

（1）实验的第一步用³⁵S标记噬菌体的蛋白质外壳；第二步把³⁵S标记的噬菌体与细菌混合。如上图所示，第四步离心后的实验结果说明：____________________。

（2）若要大量制备用³⁵S标记的噬菌体，需先用含³⁵S的培养基培养________________，再用噬菌体去侵染_______________。

Ⅱ．在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用³²P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心后的上清液中，也具有一定的放射性，而下层的沉淀物放射性强度比理论值略低。

（1）在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是_______________________________

（2）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差

a．在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量升高，其原因是______________________________。

b．在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，将__________（填“是”或“不是”）误差的来源，理由是_____________________。

（3）噬菌体侵染细菌实验证明了_______________。

（4）上述实验中，__________（填“能”或“不能”）用¹⁵N来标记噬菌体的DNA，理由是__________________________

Answer

侵染时，T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内 大肠杆菌 含35S的噬菌体 被32P标记的是噬菌体的DNA，在侵染细菌时，理论上应将噬菌体的DNA全部注入细菌体内，离心后沉淀 部分含32P的噬菌体被细菌裂解释放 是 含32P的噬菌体没有侵染细菌，离心后含32P的噬菌体会到上清液中 DNA是遗传物质 不能 N元素在DNA和蛋白质中都含有

【解析】

噬菌体是病毒，无细胞结构，不能独立生活，故对其进行标记需要先用含放射性的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌。

应该用特征元素35S来标记蛋白质外壳，用32P对DNA进行标记。

Ⅰ（1）35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，保温、搅拌、离心的结果，放射性主要存在于上清液中，说明蛋白质外壳未进入大肠杆菌细胞内。

（2）要制备35S标记的噬菌体，应该先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，即可获得带35S标记的噬菌体。

Ⅱ用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，放射性主要集中在沉淀物中。

（1）沉淀物中是较重的大肠杆菌，上清液是较轻的噬菌体。噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA注入大肠杆菌体内，搅拌离心后未标记的蛋白质外壳在上清液中，被侵染的含32P的大肠杆菌在沉淀中。故理论上上清液放射性应该为0.

（2）a.若保温时间过长，会部分含32P的噬菌体被细菌裂解释放出来，进入上清液中，导致上清液放射性增强。

b. 若保温时间过短，含32P的噬菌体没有侵染细菌，离心后含32P的噬菌体会到上清液中，上清液的放射性也会增加，也会造成误差。

（3）噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。

（4）该实验中应该特征元素35S来标记蛋白质外壳，用32P对DNA进行标记，因为S只存在于蛋白质中，P主要存在于DNA中，这样可以对DNA和蛋白质进行分别标记。若用C、H、O、N进行标记，则会同时标记DNA和蛋白质，无法得出相应的结论。