Question

1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤，据图回答下列问题：

（1）若图中C有大量的放射性，则进入大肠杆菌体内的是用__________（填“³²P”或“³⁵S”）标记的__________。

（2）在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是__________没有进入到大肠杆菌内部。

（3）噬菌体侵染细菌实验证明了__________。

（4）在氮源为¹⁴N和¹⁵N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为¹⁴N—DNA（相对分子质量为a）和¹⁵N—DNA（相对分子质量为b）。将只含¹⁵N—DNA的亲代大肠杆菌转移到含¹⁴N的培养基上，连续繁殖两代（I和II），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。

预计第III代细菌DNA分子的平均相对分子质量为__________。

Answer

（1）32P   DNA （2）噬菌体蛋白质外壳（3）DNA是遗传物质 （4）（7a+b）／8

【解析】

试题分析：噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是DNA，蛋白质外壳留在外面。离心后，蛋白质外壳与大肠杆菌分离，蛋白质外壳较轻，分布在上清液中，大肠杆菌分布在沉淀物中。若测到沉淀物中含有放射性，说明32P标记的DNA进入大肠杆菌。因为噬菌体蛋白质外壳留在大肠杆菌外面，所以在理论上，上清液放射性应该为0。噬菌体侵染细菌的实验将DNA和蛋白质彻底分开，这样可以单独观察DNA的作用，证明了DNA是遗传物质。将只含15N—DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代（I和II），以1个DNA分子为例，根据DNA半保留复制特点，1个只含15N的DNA分子复制一次形成的2个DNA分子均为一半15N，一半14N，再复制一次，共形成4个DNA分子，其中有2个是一半15N，一半14N，还有2个只含14N，再复制一次，共形成8个DNA分子，其中有2个是一半15N，一半14N，还有6个只含14N.所以第III代细菌DNA分子的平均相对分子质量为【6a+2（a/2+b/2）】/8=（7a+b）／8。

考点：本题考查噬菌体侵染细菌实验和DNA半保留复制的相关计算。