Question

7．回答下列遺傳學問題．
（1）1952年，赫爾希和蔡斯進行了著名的噬菌體侵染細菌實驗．一個被³²P標記的T₂噬菌體感染正常細菌，復制出n個子代噬菌體，其中含有³¹P的噬菌體有n個．該實驗最終有力證明了DNA是遺傳物質．
（2）某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗，進行了如下兩個實驗：①用未標記的噬菌體侵染³⁵S標記的細菌；②用¹⁵N標記的噬菌體侵染正常細菌．以上實驗，經過短時間保溫后，用攪拌器攪拌、離心，最終檢測到放射性物質存在的主要部位分別是沉淀物、沉淀物和上清液．
（3）細菌在¹⁵N培養基中繁殖數代后，使細菌DNA的含氮堿基皆含有¹⁵N，然后再移入到¹⁴N培養基中培養，抽取其子代的DNA經高速離心分離，下圖①～⑤為可能的結果．根據DNA半保留復制特點，第一次分裂的子代DNA應為圖②，第二次分裂的子代DNA應為圖①，第三次分裂的子代DNA應為圖③．

Answer 1

分析 1、T₂噬菌體侵染細菌的實驗：
①研究者：1952年，赫爾希和蔡斯．
②實驗材料：T₂噬菌體和大腸桿菌等．
③實驗方法：放射性同位素標記法．
④實驗思路：S是蛋白質的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白質中幾乎不含有，用放射性同位素³²P和放射性同位素³⁵S分別標記DNA和蛋白質，直接單獨去觀察它們的作用． 
⑤實驗過程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細菌的化學成分）→組裝→釋放．
⑥實驗結論：DNA是遺傳物質．
2、DNA分子復制是半保留復制，新合成的DNA分子由1條母鏈和1條子鏈組成．

解答 解：（1）一個噬菌體含有一個DNA分子．理論上分析，一個被³²P標記的T₂噬菌體感染細菌后，復制出n個子代噬菌體，每個DNA中都含有³¹P，只有2個攜帶³²P，因此其中含有³¹P的噬菌體有n個．該實驗最終有力證明了DNA是遺傳物質．
（2）用未標記的噬菌體侵染³⁵S標記的細菌，³⁵S將出現在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性；用¹⁵N標記的噬菌體侵染正常的細菌，由于¹⁵N標記噬菌體的DNA和蛋白質，蛋白質外殼出現在上清液中，¹⁵N標記的噬菌體DNA將出現在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物和上清液中檢測到放射性．
（3）放在¹⁴N培養基中培養，復制1次形成2個DNA分子，一條含有¹⁵N，一條含有¹⁴N，離心形成中帶，即圖中的②；復制兩次后形成了4個DNA分子，2個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；隨著復制次數增加，離心后都含有中帶和輕帶兩個條帶，輕帶相對含量增加，即圖中③．
故答案為：
（1）n   DNA
（2）沉淀物    沉淀物和上清液
（3）②①③

點評 本題考查噬菌體侵染細菌實驗和DNA復制的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．