Question

4．1952年，赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，圖1是實(shí)驗(yàn)的部分步驟，據(jù)圖回答下列問題：
（1）若圖中C有大量的放射性，則進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)的是用³²P（填“³²P”或“³⁵S”）標(biāo)記的DNA．
（2）在理論上，上層液放射性應(yīng)該為0，其原因是噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入大腸桿菌內(nèi)部．
（3）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)．
（4）在氮源為¹⁴N和¹⁵N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為¹⁴N-DNA（相對分子質(zhì)量為a）和¹⁵N-DNA（相對分子質(zhì)量為b）．將只含¹⁵N-DNA的親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含¹⁴N的培養(yǎng)基上，連續(xù)繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖2所示．預(yù)計第Ⅲ代細(xì)菌DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為$\frac{7a+b}{8}$．
（5）DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制，其復(fù)制過程遵循嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對原則．

Answer 1

分析 1、噬菌體侵染細(xì)菌的過程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細(xì)菌的化學(xué)成分）→組裝→釋放．
2、圖1：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟：分別用³⁵S或³²P標(biāo)記噬菌體→①噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→②噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌→③在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)．
3、根據(jù)題意和圖示分析可知：由于¹⁵N與¹⁴N的原子量不同，形成的DNA的相對質(zhì)量不同，DNA分子的兩條鏈都是¹⁵N，DNA分子的相對質(zhì)量最大，離心后分布在試管的下端；如果DNA分子的兩條鏈含有¹⁴N，相對質(zhì)量最輕，離心后分布在試管上端；如果DNA分子的一條鏈?zhǔn)?SUP>14N，另一條鏈?zhǔn)?SUP>15N，相對分子質(zhì)量介于二者之間，離心后分布在試管中部．

解答 解：（1）若圖中C有大量的放射性，則進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)的是用³²P標(biāo)記的DNA．
（2）在理論上，上層液放射性應(yīng)該為0，其原因是噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入到大腸桿菌內(nèi)部．
（3）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)．
（4）由于1個含有¹⁴N的DNA分子，其相對分子質(zhì)量為a，則每條單鏈的相對分子質(zhì)量為$\frac{a}{2}$； 1個含有¹⁵N的DNA分子，其相對分子質(zhì)量為b，則每條單鏈相對分子質(zhì)量為$\frac{2}$．將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含¹⁴N的培養(yǎng)基上，連續(xù)繁殖三代，得到子三代共8個DNA分子，這8個DNA分子共16條單鏈，只有2條單鏈?zhǔn)呛��?SUP>15N的，14條單鏈?zhǔn)呛��?SUP>14N的，因此總相對分子質(zhì)量為$\frac{2}$×2+$\frac{a}{2}$×14=b+7a，所以每個DNA的平均相對分子質(zhì)量為$\frac{7a+b}{8}$．
（5）DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制，其復(fù)制過程遵循嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對原則．
故答案為：
（1）³²P     DNA    
（2）噬菌體蛋白質(zhì)外殼
（3）DNA是遺傳物質(zhì)    
（4）$\frac{7a+b}{8}$
（5）半保留復(fù)制    堿基互補(bǔ)配對

點(diǎn)評 本題考查噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識、DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算和方式的探究，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鰧?shí)驗(yàn)現(xiàn)象推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的本題的重點(diǎn)，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力．