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浅议噬菌体侵染细菌实验中的同位素标记问题

(2011-03-07 20:41:17)
标签:

噬菌体

侵染

同位素标记

实验

杂谈

分类: 遗传与进化
对于噬菌体这种高中阶段特殊的DNA病毒侵染细菌的过程,首先要了如指掌:吸附→注入→复制→组装→释放。噬菌体把自己的遗传物质DNA注入细菌内,而蛋白质外壳是留在外面的。然后利用细菌内的酶和原料进行DNA复制,并指导细菌的核糖体合成相关蛋白质。最后组装出子代噬菌体,因此,侵染过程实际上是一个增殖过程。

对于遗传物质的判定实验中,要用S35和P32分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,然后分别观察放射性物质的出现区域,作出判断到底谁才是遗传物质。这里对于放射性物质的存在部位,做一个基本的小结:

离心后上清液的成分主要是:噬菌体残留在细菌外表面的蛋白质外壳。沉淀物的成分主要是:噬菌体的DNA和细菌本身。

标记噬菌体要注意先用含同位素的培养基培养细菌,然后用噬菌体侵染细菌,这样才能获得所需要的带对应标记的噬菌体。

 例题1:某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验,进行了如下实验:①用P32标记的噬菌体侵染未标记的细菌;②用未标记的噬菌体侵染S35标记的细菌;③用N15标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心,检测到放射性存在的主要部位依次是(        

A、沉淀、上清液、沉淀和上清液      B、沉淀、沉淀、沉淀和上清液

C、沉淀、上清液、沉淀                    D、上清液、上清液、沉淀和上清液

解析:本题就是考察沉淀和上清液的成分问题的考题。对于①,P32应该在DNA中出现,故在沉淀中出现放射性;对于②,S35标记的是细菌,故放射性可能存在于细菌体内和新释放的子代噬菌体的蛋白质外壳中,但主要还是在沉淀中出现;对于③,N15会在噬菌体蛋白质和DNA中都出现,所以上清液中有N15的蛋白质外壳存在,而沉淀中也会有N15的DNA出现。故本题选B。

对于另外一种实验误差分析的问题:培养时间过短,噬菌体还没来得及把DNA注入细菌,从而造成上清液中也可能会出现少量的放射性P32;随着培养时间的延长,噬菌体在细菌体内完成了增值,已经从细菌内释放出来,也会造成在上清液中出现放射性。

例题2:用P32标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心后,检测到上清液的放射性低,沉淀物的放射性高。上清液带有放射性的原因可能是(         

A、培养时间过长   B、培养时间过短    C、搅拌不充分   D、离心时转速过高

解析:标记元素是P32,正常情况下上清液中应该不出现放射性。但是上清液中有了放射性,故培养时间过短或过长,都会造成该误差。而C选项的搅拌不充分,噬菌体外壳没有和细菌分离,会同时出现在沉淀中,所以上清液根本不会有放射性,与题干叙述矛盾;D项,离心转速过高,会造成蛋白质和细菌都出现在沉淀中,与题干矛盾。故本题答案AB。

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