Question

【題目】下圖是赫爾希和蔡斯完成的實驗的部分步驟，請據圖

（1）本實驗用噬菌體作為實驗材料，原因之一是其結構僅由___________組成。實驗所用的研究方法是____________。若要大量制備用35S標記的噬菌體，能否用含有35S的培養基培養噬菌體？______。上圖中錐形瓶內的培養液中能否含有32P或35S？______。

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

（3）在本實驗中，理論上沉淀物中放射性應該為0，而實驗的實際結果顯示：沉淀物中也有一定的放射性，可能的原因是__________________。

（4）本實驗若改用未被標記的噬菌體侵染被32P、35S標記的細菌，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 同位素標記法（離心法等） 不能 不能 35S 把35S標記的噬菌體與（未標記的）細菌混合（或用35S標記的噬菌體感染未被標記的細菌） 攪拌不充分，部分未與細菌分離的具有放射性的蛋白質外殼隨細菌在沉淀物中 沉淀中有放射性，上清液中沒有放射性

【解析】

噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌的細胞中，而蛋白質外殼則留在細菌細胞外；在噬菌體DNA的指導下，利用細菌細胞中的物質來合成噬菌體的組成成分。噬菌體侵染細菌的實驗過程是：用32P標記一部分噬菌體的DNA，用35S標記另一部分噬菌體的蛋白質，再讓這兩類標記的噬菌體分別侵染未標記的細菌；在攪拌、離心后，檢測上清液和沉淀物中的放射性強度。因細菌的質量重于噬菌體，所以離心后，細菌存在于沉淀物中，蛋白質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 標記的噬菌體和未標記的細菌混合培養。

(1) 噬菌體是一種寄生在細菌體內的病毒，其結構簡單，僅由DNA和蛋白質構成。赫爾希和蔡斯所做的噬菌體侵染細菌的實驗，是用32P標記一部分噬菌體的DNA，用35S標記另一部分噬菌體的蛋白質，再讓這兩類標記的噬菌體分別侵染未標記的細菌，因此實驗所用的研究方法是同位素標記法。噬菌體只有依賴活細胞才能生活，因此若要大量制備用35S標記的噬菌體，則不能用含有35S的培養基培養噬菌體。在該實驗過程中，經攪拌、離心后，細菌存在于沉淀物中，噬菌體的蛋白質外殼主要集中在上清液中，據此并結合圖示呈現的“上清液的放射性很高”可推知：圖示是將被35S 標記的噬菌體和未標記的細菌混合培養，檢測的因變量是上清液與沉淀物中的放射性強度，而在培養過程中，細菌能夠從培養液中吸收物質，所以上圖中錐形瓶內的培養液中不能含有32P或35S，否則會對實驗結果產生干擾。

(2) 圖示的實驗的部分操作步驟為：第一步：用35S標記噬菌體；第二步：把35S標記的噬菌體與未標記的細菌混合（用35S標記的噬菌體感染未被標記的細菌）。

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

(4) 本實驗若改用未被標記的噬菌體侵染被32P、35S標記的細菌，因攪拌、離心后，細菌存在于沉淀物中，噬菌體的蛋白質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。