Question

如图表示“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的过程，图中亲代噬菌体已用³²P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌，分别来自于锥形瓶和试管，请回答：

（1）若要证明噬菌体的遗传物质是DNA，还需增加一个实验，其亲代噬菌体用_____标记。

（2）在实验过程中，若³²P标记的组在离心后上清液出现了较强的放射性，请分析导致这个现象的原因可能有：________________________。

（3）DNA分子自我复制的方式为________。模板是________假设A中的噬菌体为X个，C中的子代噬菌体数量32X，请分析在密度梯度离心管中，所有子代噬菌体DNA分布的位置及比例为________。

（4）亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤60个，复制三次共需要游离的胸腺嘧啶________个，第三次复制时需要游离的胸腺嘧啶________个。

（5）下图DNA双螺旋模型中，连接正确的是____________。

Answer

35S 离心前保温时间太短，噬菌体还未侵入或离心前保温时间太长，细菌裂解，噬菌体释放出来 半保留复制； 亲代DNA的两条链 15/16在轻带，1/16在中带 420 240 A

【解析】

1.T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。

2.上清液和沉淀物中都有放射性的原因

①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因：

a．保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；

b．保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高；

②用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。

3. DNA分子的复制是半保留复制和边解旋边复制的过程，复制过程遵循碱基互补配对原则，DNA复制需要某一种脱氧核苷酸的数目=（2n-1）×m，其中n表示复制的次数，m表示一个DNA分子含有该脱氧核苷酸的数目。

（1）根据题意可知，图中的亲代噬菌体已用32P标记，结合以上分析可知，若要证明噬菌体的遗传物质是DNA，根据实验设计的对照性原则，还需要增加一组用35S标记的亲代噬菌体。

（2）根据以上分析可知，32P标记的噬菌体侵染实验的结果放射性主要集中在沉淀物中，但是如果保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，或者保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，这两种情况都会导致上清液出现部分放射性。

（3）DNA分子进行半保留复制，复制过程中以亲代DNA分子的两条链分别作为模板。假设A中的噬菌体为X个，那么这X个噬菌体的DNA两条链都带有32P的标记，侵染过程中进行半保留复制，则形成的子代噬菌体中有2X个噬菌体是带有放射性标记的，其中每一个噬菌体的DNA中都只有一条链带有32P标记，因此未标记的有32X-2X=30X，故离心处理后未标记的噬菌体DNA处于轻带，带有标记的DNA处于中带，即15/16处于轻带，1/16处于中带。

（4）根据题意，亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤A60个，根据碱基互补配对原则，A=T，那么T有60个，则复制三次共需要游离的胸腺嘧啶：（23-1）×60=420个，第三次复制时需要游离的胸腺嘧啶：23-1×60=240个。

（5）DNA分子双螺旋结构的特点：两条链反向平行排列，外侧是磷酸和脱氧核糖交替排列，内侧是含氮碱基按照碱基互补配对原则排列，脱氧核苷酸与脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连。综上所述，A正确，B、C、D错误。故选A。