Question

【题目】回答下列遗传学问题：

（1）同位素标记法是生物学常用的研究方法之一。1952年，赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，而不是用同一种放射性元素分别标记DNA和蛋白质，这其中蕴涵着怎样的设计思想？______。请你简述对T2噬菌体进行标记的方法：________。

（2）为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。

①从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—，则试管甲中模拟的是_______________过程。

②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是_______，将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_________________。

（3）病毒的遗传物质有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种。如何判断病毒的遗传物质是双链还是单链？________。

Answer 1

【答案】用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，才能直接单独地去观察它们的作用 先分别用含35S（32P）的培养基培养大肠杆菌，然后再分别用相应的大肠杆菌培养噬菌体，则相应的子代噬菌体被35S（32P）标记 逆转录 mRNA 多肽（或蛋白质） 分析碱基的比例，如果嘌呤和嘧啶各占一半，则很可能为双链，如果嘌呤和嘧啶比例不同，则为单链

【解析】

中心法则各过程比较：

过程	模板	原料	碱基互补	产物	场所
DNA复制 （DNA→DNA）	DNA两条链	四种脱氧核苷酸	A-T、G-C	DNA	主要在细胞核，线粒体和叶绿体里也能发生
转录 （DNA→RNA）	基因的一条链	四种核糖核苷酸	A-U、T-A、G-C	RNA	主要在细胞核，线粒体和叶绿体里也能发生
翻译 （RNA→多肽）	mRNA	20种氨基酸	A-U、G-C	多肽	核糖体
RNA复制 （RNA→RNA）	RNA	四种核糖核苷酸	A-U、G-C	RNA	大部分RNA病毒侵入宿主细胞后，如烟草花叶病毒
逆转录 （RNA→DNA）	RNA	四种脱氧核苷酸	A-T、U-A、G-C	DNA	逆转录病毒侵入宿主细胞后，如HIV

（1）赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，而不是用同一种放射性元素分别标记DNA和蛋白质，目的是用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，才能直接单独地去观察它们的作用。因为噬菌体不能用培养基培养，必须寄生到活细胞中，故对T2噬菌体进行标记的具体过程如下：先分别用含35S（32P）的培养基培养大肠杆菌，然后再分别用相应的大肠杆菌培养噬菌体，则相应的子代噬菌体被35S（32P）标记。

（2）①A是单链的生物大分子，且含有碱基U，应为RNA分子；产物X含有碱基T，应为DNA分子。因此，试管甲中模拟的是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程。

②产物X为DNA分子，产物Y是能与核糖体结合，为mRNA分子，因此试管乙模拟的是以DNA为模板合成mRNA的转录过程。病毒的外壳是蛋白质，而产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z为多肽（或蛋白质）。

（3）要判断病毒的遗传物质是双链还是单链，可以分析其碱基的比例，双链DNA或者双链RNA中嘌呤碱基和嘧啶碱基会互补配对，故如果嘌呤和嘧啶各占一半，则很可能为双链，如果嘌呤和嘧啶比例不同，则为单链。