噬菌體侵染細(xì)胞實(shí)驗疑點(diǎn)解析

1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗噬菌體是寄生在細(xì)菌細(xì)胞中的病毒。一個典型的噬菌體的生活周期,可以分為3個階段感染階段、增殖階段和成熟階段。有關(guān)的主要內(nèi)容在課本上已經(jīng)介紹過了,這里再稍加詳述如下。感染階段  噬菌體侵染寄主細(xì)胞的第一步是“吸附”,即噬菌體的尾部附著在細(xì)菌的細(xì)胞壁上,然后進(jìn)行“侵入。先通過溶菌酶的作用在細(xì)菌的細(xì)胞壁上打開一個缺口,尾鞘像肌動蛋白和肌球蛋白的作用一樣收縮,露出尾軸,伸入細(xì)胞壁內(nèi),如同注射器的注射動作,噬菌體只把頭部的DNA注入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi),其蛋白質(zhì)外殼留在壁外,不參與增殖過程。增殖階段  噬菌體DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后,會引起一系列的變化：細(xì)菌的DNA合成停止,酶

2、的合成也受到阻抑,噬菌體逐漸控制了細(xì)胞的代謝。噬菌體巧妙地利用寄主(細(xì)菌)細(xì)胞的“機(jī)器”,大量地復(fù)制子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),并形成完整的噬菌體顆粒。噬菌體的形成是借助于細(xì)菌細(xì)胞的代謝機(jī)構(gòu),由本身的核酸物質(zhì)操縱的。據(jù)觀察,當(dāng)噬菌體侵入細(xì)菌細(xì)胞后,細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)里很快便充滿了DNA細(xì)絲,10 min左右開始出現(xiàn)完整的多角形頭部結(jié)構(gòu)。噬菌體成熟時,這些DNA高分子聚縮成多角體,頭部蛋白質(zhì)通過排列和結(jié)晶過程,把多角形DNA聚縮體包圍,然后頭部和尾部相互吻合,組裝成一個完整的子代噬菌體。成熟階段  噬菌體成熟后,在潛伏后期,溶解寄主細(xì)胞壁的溶菌酶逐漸增加,促使細(xì)胞裂解,從而釋放出子代噬菌體。

3、在光學(xué)顯微鏡下觀察培養(yǎng)的感染細(xì)胞,可以直接看到細(xì)胞的裂解現(xiàn)象。T2噬菌體在37 下大約只需40 min 就可以產(chǎn)生100300個子代噬菌體。子代噬菌體釋放出來后,又去侵染鄰近的細(xì)菌細(xì)胞,產(chǎn)生子二代噬菌體。35S和32P的培養(yǎng)基中,宿主細(xì)菌在生長過程中,就分別被35S和32P所標(biāo)記。然后,赫爾希等人用T2噬菌體分別去侵染被35S和32P標(biāo)記的細(xì)菌。噬菌體在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)增殖,裂解后釋放出很多子代噬菌體,在這些子代噬菌體中,前者被35S所標(biāo)記,后者被32P所標(biāo)記。以上實(shí)驗表明,噬菌體在侵染細(xì)菌時,進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)的主要是DNA,而大多數(shù)蛋白質(zhì)在細(xì)菌的外面?？梢?在噬菌體的生活史中,只有DNA是在親代和子代之

4、間具有連續(xù)性的物質(zhì)。因此,DNA是遺傳物質(zhì)。關(guān)于32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗中的放射性檢測問題（1）僅用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，侵染細(xì)菌后攪拌離心，實(shí)驗結(jié)果為離心管下層放射性較強(qiáng)，說明噬菌體的DNA已經(jīng)進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)了。而上層的上清液中也有較弱的放射性，應(yīng)該怎么解釋？有3個可能的原因：噬菌體侵染細(xì)菌需要一個過程，有些噬菌體還沒有來得及侵入就已經(jīng)攪拌離心了，這些沒有來得及侵入的噬菌體存在于上清液中；噬菌體最開始侵入的細(xì)菌如果已經(jīng)解體，釋放出來的子代噬菌體會存在于上清液中；T2噬菌體的化學(xué)成分中，99%的磷元素存在于DNA分子中，可能是另外1%的磷使上清液顯示出很弱的放射性。所以該實(shí)驗必須把握好侵染時間，侵染時間過短會有許多噬菌體沒來得及侵入細(xì)菌，侵染時間過長會有釋放出來的子代噬菌體，兩種情況都會干擾實(shí)驗結(jié)果。（2）僅用35S標(biāo)記噬菌體外殼，侵染細(xì)菌后攪拌離心，實(shí)驗結(jié)果為離心管上層放射性較強(qiáng)，說明噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。而下層沉淀物中也有較弱放射性，應(yīng)該如何解釋？  硫元素僅