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）赫爾希和蔡斯用不同的放射性同位素分別標記噬菌體的DNA和蛋白質，而不是標記在同一種噬菌體上，這其中蘊涵的設計思路是：________________________。

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

（3）噬菌體侵染細菌之后，合成新的噬菌體蛋白質外殼需要________。

A．細菌的DNA及其氨基酸 B．噬菌體的DNA及其氨基酸

C．噬菌體的DNA和細菌的氨基酸 D．細菌的DNA及噬菌體的氨基酸

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

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(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)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(yǎng)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_____________________。

Answer 1

【答案】分離DNA和蛋白質，單獨觀察其作用 大腸桿菌 含35S的大腸桿菌 C 不能 N元素在DNA和蛋白質中都含有 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

【解析】

1、噬菌體的結構：蛋白質外殼（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；

2、噬菌體繁殖過程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細菌的化學成分）→組裝→釋放；

3、T2噬菌體侵染細菌的實驗步驟：分別用35S或32P標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標記的細菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質。

Ⅰ．（1）在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，采用的方法是同位素標記法，即用32P和35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質，其目的是分離DNA和蛋白質，單獨觀察其作用。

（2）由于噬菌體是病毒，不能在培養(yǎng)基中獨立生存，因此為了獲得含35S的噬菌體，應先將大腸桿菌在含35S的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，再用噬菌體去侵染該大腸桿菌。

（3）噬菌體侵染細菌的過程中，合成新噬菌體的蛋白質外殼所需原料（氨基酸）和酶來自細菌，模板（DNA）來自噬菌體，A錯誤；模板來自噬菌體，氨基酸來自細菌，B錯誤；噬菌體侵染細菌的過程中，只有DNA進入細菌，所以指導蛋白質合成的DNA來自噬菌體，核糖體、氨基酸和酶，由細菌提供，C正確；指導蛋白質合成的DNA來自噬菌體，氨基酸原料來自細菌，D錯誤。

（4）上述實驗中，不能用15N來標記噬菌體DNA，理由是DNA和蛋白質中均有N元素，不能將DNA和蛋白質區(qū)分開，單獨觀察它們的作用。

Ⅱ．（1）根據(jù)題意，32P標記的是噬菌體的DNA，在理論上，噬菌體已將含32P的DNA全部注入大腸桿菌內，上清液中只含噬菌體蛋白質外殼，因此上清液放射性應該為0。

（2）由于實驗數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)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(yǎng)到用離心機分離，這一段時間如果過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液中，會使上清液的放射性含量升高。

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，沒有侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性，因此這將是誤差的來源。