Question

7．回答下列遗传学问题．
（1）1952年，赫尔希和蔡斯进行了著名的噬菌体侵染细菌实验．一个被³²P标记的T₂噬菌体感染正常细菌，复制出n个子代噬菌体，其中含有³¹P的噬菌体有n个．该实验最终有力证明了DNA是遗传物质．
（2）某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，进行了如下两个实验：①用未标记的噬菌体侵染³⁵S标记的细菌；②用¹⁵N标记的噬菌体侵染正常细菌．以上实验，经过短时间保温后，用搅拌器搅拌、离心，最终检测到放射性物质存在的主要部位分别是沉淀物、沉淀物和上清液．
（3）细菌在¹⁵N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有¹⁵N，然后再移入到¹⁴N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图①～⑤为可能的结果．根据DNA半保留复制特点，第一次分裂的子代DNA应为图②，第二次分裂的子代DNA应为图①，第三次分裂的子代DNA应为图③．

Answer 1

分析 1、T₂噬菌体侵染细菌的实验：
①研究者：1952年，赫尔希和蔡斯．
②实验材料：T₂噬菌体和大肠杆菌等．
③实验方法：放射性同位素标记法．
④实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素³²P和放射性同位素³⁵S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用． 
⑤实验过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放．
⑥实验结论：DNA是遗传物质．
2、DNA分子复制是半保留复制，新合成的DNA分子由1条母链和1条子链组成．

解答 解：（1）一个噬菌体含有一个DNA分子．理论上分析，一个被³²P标记的T₂噬菌体感染细菌后，复制出n个子代噬菌体，每个DNA中都含有³¹P，只有2个携带³²P，因此其中含有³¹P的噬菌体有n个．该实验最终有力证明了DNA是遗传物质．
（2）用未标记的噬菌体侵染³⁵S标记的细菌，³⁵S将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；用¹⁵N标记的噬菌体侵染正常的细菌，由于¹⁵N标记噬菌体的DNA和蛋白质，蛋白质外壳出现在上清液中，¹⁵N标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性．
（3）放在¹⁴N培养基中培养，复制1次形成2个DNA分子，一条含有¹⁵N，一条含有¹⁴N，离心形成中带，即图中的②；复制两次后形成了4个DNA分子，2个DNA含有一条含有15N，一条含有¹⁴N，离心形成中带，2DNA分子都只含有¹⁴N，离心形成轻带，即图中①；随着复制次数增加，离心后都含有中带和轻带两个条带，轻带相对含量增加，即图中③．
故答案为：
（1）n   DNA
（2）沉淀物    沉淀物和上清液
（3）②①③

点评 本题考查噬菌体侵染细菌实验和DNA复制的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．