Question

【題目】1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的功能，請回答下列有關(guān)問題:

（1）他們指出“噬菌體在分子生物學(xué)中的地位就相當(dāng)于氫原子在玻爾量子力學(xué)模型中的地位一樣”。這句話指出了噬菌體作實(shí)驗(yàn)材料具有__________________________________的特點(diǎn)。

（2）通過_______________________的方法分別獲得被32P和35S標(biāo)記的噬菌體，用標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，從而追蹤在侵染過程中___________變化。

（3）侵染一段時(shí)間后，用攪拌機(jī)攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如上圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。攪拌的目的是_______________________，所以攪拌時(shí)間少于1分鐘時(shí)，上清液中的放射性______________________，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)攪拌時(shí)間足夠長以后，上清液中的35S和32P分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明_________________________________。圖中“被侵染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明______________________，否則細(xì)胞外____________放射性會增高。

（4）本實(shí)驗(yàn)證明病毒傳遞和復(fù)制遺傳特性中___________起著作用。

（5）在上述實(shí)驗(yàn)之前，加拿大生化學(xué)家艾弗里分別用從S型肺炎雙球菌中提取的DNA、蛋白質(zhì)、莢膜多糖等物質(zhì)對體外培養(yǎng)的肺炎雙球菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。實(shí)際上，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的研究思路是一致的，即______________________。

Answer 1

【答案】結(jié)構(gòu)簡單，只含有蛋白質(zhì)和DNA 用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標(biāo)記的大腸桿菌 DNA和蛋白質(zhì)的位置 將噬菌體和細(xì)菌分離開 較低 DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌 細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來 32P DNA 將DNA與蛋白質(zhì)等分離開，分別研究其作用

【解析】

赫爾希和蔡斯在做噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，利用了同位素標(biāo)記法，用32P和35S分別標(biāo)記的噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)．噬菌體在細(xì)菌內(nèi)繁殖的過程為：吸附→注入→合成→組裝→釋放。

分析曲線圖：細(xì)菌的感染率為100%；上清液35S先增大后保持在80%，說明有20%的噬菌體沒有與細(xì)菌脫離，仍然附著在細(xì)菌外面，離心后隨細(xì)菌一起沉淀了；上清液中32P先增大后保持在30%左右，說明有30%的噬菌體沒有侵染細(xì)菌，離心后位于上清液。

（1）噬菌體屬于病毒，病毒是生物界最小的一種非細(xì)胞生物，并且結(jié)構(gòu)簡單，組成物質(zhì)中只含有蛋白質(zhì)和核酸。

（2）赫爾希和蔡斯在實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于噬菌體不能直接生活在培養(yǎng)基中，因此用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標(biāo)記的大腸桿菌的方法分別獲得被32P和35S標(biāo)記的噬菌體。其中32P表示噬菌體的DNA，35S標(biāo)記的噬菌體的蛋白質(zhì)，從而追蹤在侵染過程中DNA和蛋白質(zhì)的位置變化。

（3）侵染一段時(shí)間后，用攪拌機(jī)攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，所以攪拌時(shí)間少于1分鐘時(shí)，上清液中的放射性較低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)攪拌時(shí)間足夠長以后，上清液中的35S和32P分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌．圖中“被浸染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來，否則細(xì)胞外32P放射性會增高。

（4）通過噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA在病毒傳遞和復(fù)制遺傳特性中其作用，即DNA是遺傳物質(zhì)。

（5）艾弗里的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)思路都是：想方設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分離開，分別研究其作用，以證明在遺傳過程中DNA和蛋白質(zhì)的作用。