Question

【題目】如圖表示“噬菌體侵染大腸桿菌”實驗的過程，圖中親代噬菌體已用32P標記，A、C中的方框代表大腸桿菌，分別來自于錐形瓶和試管，請回答：

（1）若要證明噬菌體的遺傳物質是DNA，還需增加一個實驗，其親代噬菌體用_____標記。

（2）在實驗過程中，若32P標記的組在離心后上清液出現了較強的放射性，請分析導致這個現象的原因可能有：________________________。

（3）DNA分子自我復制的方式為________。模板是________假設A中的噬菌體為X個，C中的子代噬菌體數量32X，請分析在密度梯度離心管中，所有子代噬菌體DNA分布的位置及比例為________。

（4）親代噬菌體的DNA中含有腺嘌呤60個，復制三次共需要游離的胸腺嘧啶________個，第三次復制時需要游離的胸腺嘧啶________個。

（5）下圖DNA雙螺旋模型中，連接正確的是____________。

Answer 1

【答案】35S 離心前保溫時間太短，噬菌體還未侵入或離心前保溫時間太長，細菌裂解，噬菌體釋放出來 半保留復制； 親代DNA的兩條鏈 15/16在輕帶，1/16在中帶 420 240 A

【解析】

1.T2噬菌體侵染細菌的實驗步驟：分別用35S或32P標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養→噬菌體侵染未被標記的細菌→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。

2.上清液和沉淀物中都有放射性的原因

①用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有少量放射性的原因：

a．保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，使上清液出現放射性；

b．保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液中，也會使上清液的放射性含量升高；

②用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現少量的放射性。

3. DNA分子的復制是半保留復制和邊解旋邊復制的過程，復制過程遵循堿基互補配對原則，DNA復制需要某一種脫氧核苷酸的數目=（2n-1）×m，其中n表示復制的次數，m表示一個DNA分子含有該脫氧核苷酸的數目。

（1）根據題意可知，圖中的親代噬菌體已用32P標記，結合以上分析可知，若要證明噬菌體的遺傳物質是DNA，根據實驗設計的對照性原則，還需要增加一組用35S標記的親代噬菌體。

（2）根據以上分析可知，32P標記的噬菌體侵染實驗的結果放射性主要集中在沉淀物中，但是如果保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，或者保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液中，這兩種情況都會導致上清液出現部分放射性。

（3）DNA分子進行半保留復制，復制過程中以親代DNA分子的兩條鏈分別作為模板。假設A中的噬菌體為X個，那么這X個噬菌體的DNA兩條鏈都帶有32P的標記，侵染過程中進行半保留復制，則形成的子代噬菌體中有2X個噬菌體是帶有放射性標記的，其中每一個噬菌體的DNA中都只有一條鏈帶有32P標記，因此未標記的有32X-2X=30X，故離心處理后未標記的噬菌體DNA處于輕帶，帶有標記的DNA處于中帶，即15/16處于輕帶，1/16處于中帶。

（4）根據題意，親代噬菌體的DNA中含有腺嘌呤A60個，根據堿基互補配對原則，A=T，那么T有60個，則復制三次共需要游離的胸腺嘧啶：（23-1）×60=420個，第三次復制時需要游離的胸腺嘧啶：23-1×60=240個。

（5）DNA分子雙螺旋結構的特點：兩條鏈反向平行排列，外側是磷酸和脫氧核糖交替排列，內側是含氮堿基按照堿基互補配對原則排列，脫氧核苷酸與脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連。綜上所述，A正確，B、C、D錯誤。故選A。