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周中强:五问---噬菌体侵染细菌的实验  

2013-10-25 11:56:55|  分类: 2遗传定位验证 |  标签: |举报 |字号 订阅

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文章来源:五问---噬菌体侵染细菌的实验

山东省肥城市第二高级中学   周中强

噬菌体侵染细菌的实验是《DNA是主要的遗传物质》一节中的重点,同时也是难点。对于这个实验中涉及到的知识点是考试中常见的考察点,也是同学们的易错点。其原因是我们没能够把这个实验中涉及到的知识点都理解透,只要是我们把实验中涉及到的知识点都理解透了,这部分也就不再是难点了。对于本部分知识我设计了5个问题,通过这5个问题引导大家去理解、掌握相关的知识。

1.为什么用噬菌体做实验?

  噬菌体只有蛋白质外壳和一个DNA分子组成,成份简单,易于把物质分开,而且容易观察各种物质的作用,更不会像肺炎双球菌那样需要排除多糖的作用,不用再担心蛋白质和DNA没有完全分开。

2.在噬菌体侵染细菌的实验中如何实现了把蛋白质和DNA分开?

通过用能放出荧光的放射性同位素标记蛋白质或DNA来区分开蛋白质和DNA。具体做法是用32P来标记一个(部分)噬菌体中的DNA,标记后的噬菌体中的DNA会放出荧光,而蛋白质不会放出荧光,这样噬菌体中的蛋白质和DNA就区分开了;同理用35S标记另一个(部分)噬菌体中的蛋白质,这部分被标记的噬菌体中的蛋白质会放出荧光,而DNA不会放出荧光这样就可以通过是否能放出荧光把DNA与蛋白质分开。

3.可以用14C2H来标记噬菌体吗?

用放射性同位素标记噬菌体的目的是区分开噬菌体中的蛋白质和DNA。用32P35S标记噬菌体并能达到区分蛋白质和DNA的目的是因为蛋白质中不含有P元素,DNA中不含有S元素,所以用32P(或35S)标记一个(部分)噬菌体时只有DNA(或蛋白质)中含有放射性元素并放出荧光,而另一种物质蛋白质(或DNA)不会放出荧光。

如果用14C2H标记噬菌体,因为蛋白质和DNA中都含有CH这两种元素,所以用14C(或2H)标记某一个(部分)噬菌体时,该噬菌体中的DNA和蛋白质中都会含有14C(或2H),检测时蛋白质和DNA都会放出荧光,也就无法通过是否放出荧光来区分蛋白质和DNA

所以不能用14C2H来标记噬菌体。

4.32P35S是如何标记噬菌体内的DNA和蛋白质的?

     首先用含有32P的培养基来培养大肠杆菌,大肠杆菌在繁殖时会利用培养基中的32P来合成自身的DNA,这样子代大肠杆菌中就含有了32P,经过一定时间的繁殖,培养基中的噬菌体就会都含有了32P;用含有35S的培养基来培养另一部分大肠杆菌,大肠杆菌在繁殖时就会利用培养基中的 35S来合成自身的蛋白质,经过一定时间的培养,培养基中的大肠杆菌就都含有了35S;这样就有了含有32P的大肠杆菌和含有35S的大肠杆菌。让一部分噬菌体侵染含有32P的大肠杆菌,噬菌体会利用大肠杆菌中的物质(32P)来合成自身的物质,这样子代噬菌体中的DNA中就含有了32P,经过多次复制,得到的子代噬菌体中几乎所有的DNA都含有了32P;让另一部分噬菌体来侵染含有35S的大肠杆菌,同理子代噬菌体中的蛋白质会含有 35S,而且是所有子代的蛋白质中都含有 35S

     此过程的理论依据是:噬菌体是病毒,病毒专营活细胞寄生生活。所以首先要把32P35S分别转移到噬菌体的寄主中,然后通过寄主再把32P35S分别转移到噬菌体内。

5.噬菌体侵染细菌的实验证明了什么?是如何证明的?

   该实验证明了DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。

   利用放射性同位素可以看出,亲代中的蛋白质留在了大肠杆菌的外面,进入大肠杆菌的是噬菌体的DNA,如果子代与亲代有联系的话,只能是通过DNA来实现的。子代噬菌体的各种性状与亲代的都是相同的,这种情况与DNA有关,或者说亲代的性状是通过亲代的DNA遗传给子代的,所以说DNA是遗产物质。

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