Question

【题目】分析下列关于探究DNA是遗传物质的经典实验，回答问题。

Ⅰ．研究表明，S型肺炎双球菌的DNA在进入R型肺炎双球菌之前，会被酶①降解为具有黏性末端的片段，然后酶②使S型菌DNA的双链打开，此后DNA的一条链被降解，DNA的另一条链进入R型菌体内部。在现代分子生物学技术中，可以通过加入“某化学物质”，诱导R型菌进入感受态，以增大R型菌细胞壁的通透性，利于S型菌DNA片段通过体内同源重组被整合到R型菌的基因组中，实现肺炎双球菌的转化。

（1）上述材料中，酶①是_____，酶②是________，“某化学物质”可能是________。

（2）下列关于艾弗里肺炎双球菌转化实验的叙述，正确的是__________。

A．本实验需要制备固体培养基

B．S型菌的DNA不能使R型菌发生转化

C．R型菌转化为S型菌的实质是染色体变异

D．转化形成的S型菌后代仅一半是S型菌

Ⅱ．1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌实验，有力地证明了DNA是遗传物质。

（3）该实验分别用32p和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，图中标记元素所在部位依次是 __________________________。

（4）若测定放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中标记的噬菌体的培养方法是________。

（5）在“噬菌体侵染细菌的实验”中，噬菌体与大肠杆菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下，下列关联中最合理的是（35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组）__________。

A．甲组上清液b B．乙组上清液a

C．甲组沉淀物c D．乙组沉淀物d

Answer 1

【答案】限制性核酸内切酶 解旋酶 CaCl2 A ①④ 用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用此大肠杆菌培养噬菌体 D

【解析】

①限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，结果形成黏性末端或平末端。②DNA分子复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。③将目的基因导入大肠杆菌等微生物细胞最常用的转化方法是：用CaCl2或Ca2+处理，增大细胞壁的通透性，使其成为感受态细胞。④T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验操作程序是：用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，搅拌、离心，检查上清液和沉淀物中的放射性。实验原理是：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细菌细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。

(1) 酶①能够使S型肺炎双球菌的DNA降解为具有黏性末端的片段，说明酶①是限制性核酸内切酶。酶②可以使S型菌DNA的双链打开，说明酶②是解旋酶。用CaCl2处理细菌，可增大其细胞壁的通透性，使其成为感受态细胞，因此上述材料中的“某化学物质”可能是CaCl2。

(2) 艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验的过程是：将S型菌中的物质进行提纯和鉴定，然后将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型菌的培养基中培养，因此本实验需要制备固体培养基，A正确；该实验的结果是：只有加入S型菌的DNA，R型菌才能转化为S型菌，即S型菌能使R型菌发生转化，B错误；R型菌与S型菌都没有染色体，均不能发生染色体变异，R型菌转化为S型菌的实质是基因重组，C错误；转化形成的S型菌的后代都是S型菌，D错误。

(3) 图中①②③分别表示组成DNA的磷酸、脱氧核糖与含氮的碱基，④表示组成蛋白质的氨基酸的R基，⑤表示肽键，其中①④分别含有P元素、S元素。可见，该实验分别用32p和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，图中标记元素所在部位依次是①与④。

(4) T2噬菌体侵染细菌的实验，分别用32p和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质。T2噬菌体侵染细菌时，DNA分子进入到大肠杆菌的细胞中，蛋白质外壳留在外面，因为噬菌体较轻，搅拌离心后，大肠杆菌主要集中在沉淀物中，噬菌体及其蛋白质外壳存在于上清液中。若测定放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中标记的噬菌体的培养方法是：用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用此大肠杆菌培养噬菌体。

(5)甲组用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，甲组的噬菌体在侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳没有进入大肠杆菌内，经过搅拌离心后，蛋白质外壳分布在上清液中，且放射性强度与保温时间长短没有关系，对应于曲线c，而大肠杆菌主要集中在沉淀物中，因此理论上沉淀物中没有放射性，A、C错误；乙组用32P标记的是噬菌体的DNA，而DNA分子的复制方式为半保留复制，乙组的噬菌体侵染大肠杆菌后混合保温培养，在最初的一段时间内，注入到大肠杆菌细胞中的亲代噬菌体的DNA分子数目随着时间的推移而逐渐增多，因而离心后沉淀物中放射性逐渐增强，上清液中没有放射性，但超过一定时间，随着大肠杆菌裂解，释放出的子代噬菌体逐渐增多，会使离心后的上清液的放射性含量升高，而沉淀物中的放射性强度则会随着时间的推移而逐渐降低，B错误，D正确。