Question

7．回答下列遺傳學(xué)問(wèn)題．
（1）1952年，赫爾希和蔡斯進(jìn)行了著名的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)．一個(gè)被³²P標(biāo)記的T₂噬菌體感染正常細(xì)菌，復(fù)制出n個(gè)子代噬菌體，其中含有³¹P的噬菌體有n個(gè)．該實(shí)驗(yàn)最終有力證明了DNA是遺傳物質(zhì)．
（2）某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：①用未標(biāo)記的噬菌體侵染³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌；②用¹⁵N標(biāo)記的噬菌體侵染正常細(xì)菌．以上實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)短時(shí)間保溫后，用攪拌器攪拌、離心，最終檢測(cè)到放射性物質(zhì)存在的主要部位分別是沉淀物、沉淀物和上清液．
（3）細(xì)菌在¹⁵N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有¹⁵N，然后再移入到¹⁴N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取其子代的DNA經(jīng)高速離心分離，下圖①～⑤為可能的結(jié)果．根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，第一次分裂的子代DNA應(yīng)為圖②，第二次分裂的子代DNA應(yīng)為圖①，第三次分裂的子代DNA應(yīng)為圖③．

Answer 1

分析 1、T₂噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)：
①研究者：1952年，赫爾希和蔡斯．
②實(shí)驗(yàn)材料：T₂噬菌體和大腸桿菌等．
③實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法．
④實(shí)驗(yàn)思路：S是蛋白質(zhì)的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白質(zhì)中幾乎不含有，用放射性同位素³²P和放射性同位素³⁵S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨(dú)去觀察它們的作用． 
⑤實(shí)驗(yàn)過(guò)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．
⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)．
2、DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，新合成的DNA分子由1條母鏈和1條子鏈組成．

解答 解：（1）一個(gè)噬菌體含有一個(gè)DNA分子．理論上分析，一個(gè)被³²P標(biāo)記的T₂噬菌體感染細(xì)菌后，復(fù)制出n個(gè)子代噬菌體，每個(gè)DNA中都含有³¹P，只有2個(gè)攜帶³²P，因此其中含有³¹P的噬菌體有n個(gè)．該實(shí)驗(yàn)最終有力證明了DNA是遺傳物質(zhì)．
（2）用未標(biāo)記的噬菌體侵染³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌，³⁵S將出現(xiàn)在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物中檢測(cè)到放射性；用¹⁵N標(biāo)記的噬菌體侵染正常的細(xì)菌，由于¹⁵N標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)外殼出現(xiàn)在上清液中，¹⁵N標(biāo)記的噬菌體DNA將出現(xiàn)在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物和上清液中檢測(cè)到放射性．
（3）放在¹⁴N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復(fù)制1次形成2個(gè)DNA分子，一條含有¹⁵N，一條含有¹⁴N，離心形成中帶，即圖中的②；復(fù)制兩次后形成了4個(gè)DNA分子，2個(gè)DNA含有一條含有15N，一條含有¹⁴N，離心形成中帶，2DNA分子都只含有¹⁴N，離心形成輕帶，即圖中①；隨著復(fù)制次數(shù)增加，離心后都含有中帶和輕帶兩個(gè)條帶，輕帶相對(duì)含量增加，即圖中③．
故答案為：
（1）n   DNA
（2）沉淀物    沉淀物和上清液
（3）②①③

點(diǎn)評(píng) 本題考查噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)和DNA復(fù)制的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．