Question

4．如图1为用³²P标记的T₂噬菌体侵染大肠杆菌（T₂噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内）的实验，据图回答下列问题：

（1）根据上述实验对下列问题进行分析：锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌，其内的营养成分中是否含有³²P？不含有．
（2）对下列可能出现的实验误差进行分析：
①测定发现在搅拌离心后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中（或上清液）．
②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来．
（3）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，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如图2所示．
①Ⅱ代细菌含¹⁵N的DNA分子占全部DNA分子的$\frac{1}{2}$．
②预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为$\frac{7a+b}{8}$．

Answer 1

分析 分析题图：图示表示噬菌体侵染细菌实验过程．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．
根据题意和图示分析可知：由于¹⁵N与¹⁴N的原子量不同，形成的DNA的相对质量不同，DNA分子的两条链都是¹⁵N，DNA分子的相对质量最大，离心后分布在试管的下端；如果DNA分子的两条链含有¹⁴N，相对质量最轻，离心后分布在试管上端；如果DNA分子的一条链是¹⁴N，另一条链是¹⁵N，相对分子质量介于二者之间，离心后分布在试管中部．

解答 解：（1）图中锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌，其内的营养成分中不含有³²P然后用含³²P的大肠杆菌培养T₂噬菌体．
（2）①测定发现在搅拌离心后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中（或上清液）．
②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来．
（3）①Ⅱ代细菌含¹⁵N的DNA分子有2个，占全部4个DNA分子$\frac{1}{2}$．
②由于1个含有¹⁴N的DNA分子，其相对分子质量为a，则每条链的相对分子质量为$\frac{a}{2}$； 1个含有¹⁵N的DNA分子，其相对分子质量为b，则每条链相对分子质量为$\frac{b}{2}$．将亲代大肠杆菌转移到含¹⁴N的培养基上，连续繁殖三代，得到子三代共8个DNA分子，这8个DNA分子共16条链，只有2条是含有¹⁵N的，14条是含有¹⁴N的，因此总相对分子质量为$\frac{b}{2}$×2+$\frac{a}{2}$×14=b+7a，所以每个DNA的平均相对分子质量为$\frac{7a+b}{8}$．
故答案为：
（1）大肠杆菌     不含有
（2）①没有侵入大肠杆菌 　　培养液中（或上清液）    ②从大肠杆菌体内释放出来
（3）①$\frac{1}{2}$　　　　　②$\frac{7a+b}{8}$

点评 本题结合实验流程图，考查噬菌体侵染细菌实验和DNA分子复制的相关计算，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查．