Question

同位素标记法在遗传学的研究中发挥了重要作用。请根据所学知识回答：

（1）现提供³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸以及亮氨酸，若要研究抗体的合成与转运，应选择__________；若要验证抗体合成所需的直接模板，应选择______________________。

（2）为探究T₂噬菌体的遗传物质，用放射性同位素标记的T₂噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间保温培养、搅拌离心，检测到上清液中的放射性很低。此组实验标记的元素是_______________，离心的目的是______________。

（3）科学家将¹⁵N标记的DNA分子（¹⁵N/¹⁵N-DNA)放到^l4N的培养液中培养，让其复制三次。将亲代DNA和每次复制产物置于试管进行离心，结果如图。其中代表复制两次后的分层结果是__________(填字母)，理由是_____________。

Answer

3H标记的亮氨酸 3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸 P 让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌 c DNA复制方式为半保留复制，15N/15N-DNA分子复制两次后，子代中1/2 为15N/14N-DNA，1/2为14N/14N-DNA，离心结果与c相符

【解析】

本题综合考查了同位素标记法在遗传学中的应用的相关知识，涉及到遗传的物质基础、基因的表达和DNA的复制等知识。放射性同位素标记法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，也是高中生物实验中常用的一种实验方法，即把放射性同位素的原子掺入到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。以研究生物相应的生理过程。一般常用的放射性元素有：15N、3H、35S、32P、14C、18O等，在实验时应根据实验的目的来选择好被标记的元素。

（1）抗体的化学本质是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸，因此若要研究抗体的合成与转运，应选择3H标记的亮氨酸；抗体是蛋白质，其合成的直接模板是mRNA，若要验证抗体合成所需的直接模板，应选择3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸。

（2）噬菌体侵染细菌的实验分两组，一组噬菌体用35S对其蛋白质外壳进行标记，另一组用32P对噬菌体的核酸进行标记。噬菌体在侵染细菌时，只是把遗传物质DNA注入细菌，因此如果标记的是蛋白质，则上清液放射性高，沉淀物放射性很低；如果标记的是DNA，则上清液放射性很低，沉淀物放射性高。综上所述，标记的是DNA，即DNA中的P元素。此实验过程中，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

（3）由于DNA分子的复制是半保留复制，一个用15N标记的DNA在14N的培养基上培养，复制一次后，每个DNA分子的一条链含15N，一条链含14N，离心后全部位于中间层对应图中的b，复制二次后，产生4个DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为2个，离心后全部位于中间层对应图中的c；复制三次后，产生8个DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为6个，离心后全部位于中间层对应图中的d。