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：侵染时，噬菌体的________________没有进入细菌体内。

（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）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_____________________。

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

Answer

蛋白质外壳 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌 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 不能 因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有N，都会被标记

【解析】

据图分析，该实验的上清液放射性很高而沉淀物放射性很低，说明标记的是噬菌体的蛋白质外壳。因此噬菌体侵染细菌的实验步骤为：用35S标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质→结果：上清液中放射性高，沉淀物中放射性低。

Ⅰ.（1）该实验用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，侵染大肠杆菌搅拌、离心后的结果是上清液的放射性很高，而沉淀物的放射性很低，说明侵染时噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，而是留在了外面。

（2）噬菌体是病毒，没有独立生存的能力，不能用普通培养基培养，因此若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去侵染被35S标记的大肠杆菌。

Ⅱ．（1）a．该实验标记的是噬菌体的DNA（32P标记），若离心的时间过长，则部分含32P的子代噬菌体被细菌裂解释放，导致上清液放射性升高。

b．若该实验过程中，部分含32P的噬菌体没有侵染细菌，则离心后含32P的噬菌体会到上清液中，也会导致上清液放射性升高。

（2）由于N元素是蛋白质和DNA共有的元素，若15N标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，因此该实验不能用15N来标记噬菌体的DNA。