Question

18．回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：
（1）1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了著名的噬菌体侵染细菌实验，图是实验的部分步骤：

写出上述实验的部分操作过程：
第一步：用³⁵S标记噬菌体的蛋白质外壳，如何实现对噬菌体的蛋白质外壳的标记？请简要说明步骤：先将大肠杆菌置于含³⁵S标记的培养基中进行培养，再用噬菌体侵染已标记的大肠杆菌．
第二步：用³⁵S标记噬菌体与没有标记过的大肠杆菌混合．
第三步：一定时间后，搅拌，离心．
（2）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，在理论上上清液不含有放射性，而实验最终结果显示，在离心液的上层，也有一定的放射性，而下层的放射性比理论值低．
①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是同位素标记法．
②从理论上讲，上清液的放射性应该为0，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分析：
a．在实验过程中，噬菌体与大肠杆菌混合培养，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增高，其原因是噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来．
b．在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌中去，将会产生误差，理由是未侵入的噬菌体会使上清液中具有放射性．
（3）噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要C．
A．细菌的DNA及其氨基酸          B．噬菌体的DNA及其氨基酸
C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸    D．细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸
（4）上述实验中，不能用15N来标记噬菌体DNA，理由是DNA和蛋白质中均有N元素．

Answer 1

分析 1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；
2、噬菌体繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放．
3、T₂噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用³⁵S或³²P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．

解答 解：（1）由于噬菌体没有细胞结构，不能用含³⁵S标记的培养基直接培养，所以要先将大肠杆菌置于含³⁵S标记的培养基中进行培养，再用噬菌体侵染已标记的大肠杆菌．
（2）①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用³⁵S标记噬菌体的蛋白质、³²P标记噬菌体的DNA，该方法称为同位素标记法．
②如果噬菌体与大肠杆菌混合培养时间过长，则噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来，导致上清液的放射性增高．如果部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌中去，则在离心时，未侵入的噬菌体会使上清液中具有放射性．
（3）噬菌体侵染细菌之后，以噬菌体的DNA为模板，细菌的氨基酸为原料，在细菌的核糖体中合成新的噬菌体蛋白质外壳．
（4）由于DNA和蛋白质中均有N元素，所以不能用¹⁵N来标记噬菌体DNA．
故答案为：
（1）先将大肠杆菌置于含³⁵S标记的培养基中进行培养，再用噬菌体侵染已标记的大肠杆菌
（2）①同位素标记法       
②a．噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来     b．未侵入的噬菌体会使上清液中具有放射性
（3）C
（4）DNA和蛋白质中均有N元素

点评 本题考查噬菌体侵染细菌实验的相关知识，要求学生识记噬菌体的结构及噬菌体的繁殖过程，意在考查学生理解所学知识的要点和综合运用所学知识分析问题的能力，具备设计简单生物学实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析的能力．