Question

13．某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质（如表所示）．产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样．

	噬菌体	细菌
DNA或核苷酸	32P标记	31P标记
蛋白质或氨基酸	32S标记	35S标记

（1）子代噬菌体的DNA应含有表中的³¹P和³²P元素，如果此DNA分子复制3代，则得到的子代DNA分子中含³²P的DNA分子和含³¹P的DNA分子的比例为1：4．
（2）若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则连续复制4代，需要环境中提供游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为15×（$\frac{a}{2}$-m）个．
（3）子代噬菌体的蛋白质分子中都没有³²S元素，由此说明噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内；子代噬菌体蛋白质都含有³⁵S元素，这是因为子代噬菌体的外壳（或蛋白质）是以细菌内³⁵S标记的氨基酸为原料合成的．

Answer 1

分析 1、噬菌体是DNA病毒，由DNA和蛋白质组成，其没有细胞结构，不能再培养基中独立生存．
2、噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放．
3、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．
该实验的结论：DNA是遗传物质．

解答 解：（1）由于DNA分子复制为半保留复制，所以子代噬菌体的DNA应含有表中的³¹P和³²P元素，且子代噬菌体的DNA都含有³¹P，只有2个子代噬菌体的DNA含有³²P．如果此DNA分子复制3代，则得到的子代DNA分子中含³²P的DNA分子为2个，含³¹P的DNA分子为8个，比例为1：4．
（2）若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则胞嘧啶=$\frac{a}{2}$-m个，连续复制4代，需要环境中提供游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为（2⁴-1）×（$\frac{a}{2}$-m）=15×（$\frac{a}{2}$-m）个．
（3）子代噬菌体的蛋白质分子中都没有³²S元素，由此说明噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内；子代噬菌体的外壳（或蛋白质）是以细菌内³⁵S标记的氨基酸为原料合成的，因此子代噬菌体蛋白质都含有³⁵S元素．
故答案为：
（1）³¹P　³²P　1：4 
（2）15×（$\frac{a}{2}$-m）
（3）噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内   　³⁵S      子代噬菌体的外壳（或蛋白质）是以细菌内³⁵S标记的氨基酸为原料合成的

点评 本题考查噬菌体侵染细菌实验，要求考生识记噬菌体的结构特点；识记噬菌体侵染细菌的过程，明确噬菌体侵染细菌时只有DNA注入细菌，而蛋白质外壳留在外面；掌握噬菌体侵染细菌实验过程、现象及结论．