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）實驗的第一步用35S標記噬菌體的蛋白質外殼；第二步把35S標記的噬菌體與細菌混合。如上圖所示，第四步離心后的實驗結果說明：侵染時，噬菌體的________________沒有進入細菌體內。

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

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）由于實驗數據和理論數據之間有較大的誤差，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_____________________。

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

Answer 1

【答案】蛋白質外殼 大腸桿菌 含35S的大腸桿菌 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 不能 因為噬菌體的蛋白質和DNA都含有N，都會被標記

【解析】

據圖分析，該實驗的上清液放射性很高而沉淀物放射性很低，說明標記的是噬菌體的蛋白質外殼。因此噬菌體侵染細菌的實驗步驟為：用35S標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養→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→結果：上清液中放射性高，沉淀物中放射性低。

Ⅰ.（1）該實驗用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，侵染大腸桿菌攪拌、離心后的結果是上清液的放射性很高，而沉淀物的放射性很低，說明侵染時噬菌體的蛋白質外殼沒有進入大腸桿菌，而是留在了外面。

（2）噬菌體是病毒，沒有獨立生存的能力，不能用普通培養基培養，因此若要大量制備用35S標記的噬菌體，需先用含35S的培養基培養大腸桿菌，再用噬菌體去侵染被35S標記的大腸桿菌。

Ⅱ．（1）a．該實驗標記的是噬菌體的DNA（32P標記），若離心的時間過長，則部分含32P的子代噬菌體被細菌裂解釋放，導致上清液放射性升高。

b．若該實驗過程中，部分含32P的噬菌體沒有侵染細菌，則離心后含32P的噬菌體會到上清液中，也會導致上清液放射性升高。

（2）由于N元素是蛋白質和DNA共有的元素，若15N標記噬菌體的DNA，則其蛋白質也會被標記，因此該實驗不能用15N來標記噬菌體的DNA。