Question

【題目】下圖是赫爾希和蔡斯完成的實(shí)驗(yàn)的部分步驟，請據(jù)圖

（1）本實(shí)驗(yàn)用噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料，原因之一是其結(jié)構(gòu)僅由___________組成。實(shí)驗(yàn)所用的研究方法是____________。若要大量制備用35S標(biāo)記的噬菌體，能否用含有35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體？______。上圖中錐形瓶內(nèi)的培養(yǎng)液中能否含有32P或35S？______。

（2）完成以上實(shí)驗(yàn)的部分操作步驟： 第一步：用______ （填32P或35S）標(biāo)記噬菌體；第二步：________________________。

（3）在本實(shí)驗(yàn)中，理論上沉淀物中放射性應(yīng)該為0，而實(shí)驗(yàn)的實(shí)際結(jié)果顯示：沉淀物中也有一定的放射性，可能的原因是__________________。

（4）本實(shí)驗(yàn)若改用未被標(biāo)記的噬菌體侵染被32P、35S標(biāo)記的細(xì)菌，理論上沉淀和上清液中的放射性分布情況如何? __________________。

Answer 1

【答案】DNA和蛋白質(zhì) 同位素標(biāo)記法（離心法等） 不能 不能 35S 把35S標(biāo)記的噬菌體與（未標(biāo)記的）細(xì)菌混合（或用35S標(biāo)記的噬菌體感染未被標(biāo)記的細(xì)菌） 攪拌不充分，部分未與細(xì)菌分離的具有放射性的蛋白質(zhì)外殼隨細(xì)菌在沉淀物中 沉淀中有放射性，上清液中沒有放射性

【解析】

噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)菌細(xì)胞外；在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，利用細(xì)菌細(xì)胞中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分。噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程是：用32P標(biāo)記一部分噬菌體的DNA，用35S標(biāo)記另一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，再讓這兩類標(biāo)記的噬菌體分別侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；在攪拌、離心后，檢測上清液和沉淀物中的放射性強(qiáng)度。因細(xì)菌的質(zhì)量重于噬菌體，所以離心后，細(xì)菌存在于沉淀物中，蛋白質(zhì)外殼主要集中在上清液中。圖示信息顯示：離心之后，上清液的放射性很高，說明圖示是將已被35S 標(biāo)記的噬菌體和未標(biāo)記的細(xì)菌混合培養(yǎng)。

(1) 噬菌體是一種寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，其結(jié)構(gòu)簡單，僅由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成。赫爾希和蔡斯所做的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，是用32P標(biāo)記一部分噬菌體的DNA，用35S標(biāo)記另一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，再讓這兩類標(biāo)記的噬菌體分別侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，因此實(shí)驗(yàn)所用的研究方法是同位素標(biāo)記法。噬菌體只有依賴活細(xì)胞才能生活，因此若要大量制備用35S標(biāo)記的噬菌體，則不能用含有35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。在該實(shí)驗(yàn)過程中，經(jīng)攪拌、離心后，細(xì)菌存在于沉淀物中，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼主要集中在上清液中，據(jù)此并結(jié)合圖示呈現(xiàn)的“上清液的放射性很高”可推知：圖示是將被35S 標(biāo)記的噬菌體和未標(biāo)記的細(xì)菌混合培養(yǎng)，檢測的因變量是上清液與沉淀物中的放射性強(qiáng)度，而在培養(yǎng)過程中，細(xì)菌能夠從培養(yǎng)液中吸收物質(zhì)，所以上圖中錐形瓶內(nèi)的培養(yǎng)液中不能含有32P或35S，否則會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。

(2) 圖示的實(shí)驗(yàn)的部分操作步驟為：第一步：用35S標(biāo)記噬菌體；第二步：把35S標(biāo)記的噬菌體與未標(biāo)記的細(xì)菌混合（用35S標(biāo)記的噬菌體感染未被標(biāo)記的細(xì)菌）。

(3) 實(shí)際結(jié)果顯示：沉淀物中也有一定的放射性，可能的原因是：攪拌不充分，部分未與細(xì)菌分離的具有放射性的蛋白質(zhì)外殼隨細(xì)菌離心到沉淀物中。

(4) 本實(shí)驗(yàn)若改用未被標(biāo)記的噬菌體侵染被32P、35S標(biāo)記的細(xì)菌，因攪拌、離心后，細(xì)菌存在于沉淀物中，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼主要集中在上清液中，所以理論上沉淀中有放射性，上清液中沒有放射性。