Question

4．同位素標(biāo)記法在DNA是主要遺傳物質(zhì)的認(rèn)知歷程和DNA的復(fù)制特點的探索方面都有所運用．回答下列問題：
（1）赫爾希和蔡斯的T₂噬菌體侵染細(xì)菌實驗，不用¹⁴C和¹⁸O同位素標(biāo)記的原因是T₂噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA均含有C和O元素，T₂噬菌體不能侵染結(jié)核桿菌的原因是T₂噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒．
（2）若一個核DNA均為¹⁵N標(biāo)記的果蠅（2n=18）精原細(xì)胞，增殖過程中消耗的原料均不含¹⁵N，則：
①該精原細(xì)胞通過有絲分裂進(jìn)行增殖時，第一次有絲分裂產(chǎn)生的每個子細(xì)胞內(nèi)有18條染色體含有¹⁵N；第二次有絲分裂產(chǎn)生的每個子細(xì)胞內(nèi)有0～18條染色體含有¹⁵N．
②該精原細(xì)胞通過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，配子中有9條染色體含有¹⁵N．
③綜上分析，細(xì)胞增殖過程中著絲點第1次斷裂時，即將產(chǎn)生的每個子細(xì)胞內(nèi)所有染色體都含有¹⁵N．
（3）DNA是主要的遺傳物質(zhì)，該處“主要”的含義是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA；染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，該處“主要”說明染色體的組成成分還有少量其他物質(zhì)．

Answer 1

分析 1、噬菌體是DNA病毒，由DNA和蛋白質(zhì)組成，其沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能再培養(yǎng)基中獨立生存．
2、T₂噬菌體侵染細(xì)菌的實驗步驟：分別用³⁵S或³²P標(biāo)記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)．該實驗的結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)．
3、DNA復(fù)制的特點為半保留復(fù)制，在第一次有絲分裂和第一次減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中每條染色體均有放射性標(biāo)記．

解答 解：（1）由于T₂噬菌體的兩種組分（蛋白質(zhì)和DNA）都含有C和O兩種元素，所以不能使用¹⁴C和¹⁸O同位素標(biāo)記并通過放射性的分布在“分開”蛋白質(zhì)和DNA．病毒與侵染的細(xì)胞之間具有特異性，而T₂噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌中的病毒，所以不能感染結(jié)核桿菌．
（2）①該精原細(xì)胞通過有絲分裂進(jìn)行增殖時，第一次有絲分裂時，由于DNA分子的半保留復(fù)制，復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA分子均有一條鏈含有放射性，因此第一次有絲分裂結(jié)束是產(chǎn)生的每個子細(xì)胞內(nèi)18條染色體均含有¹⁵N；第二次有絲分裂中，復(fù)制后形成的每條染色體上只有一個DNA分子含有放射性標(biāo)記，有絲分裂后期時含有放射性的那條子染色體隨機分配，導(dǎo)致產(chǎn)生的每個子細(xì)胞內(nèi)有0～18條染色體含有¹⁵N．
②該精原細(xì)胞通過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，由于復(fù)制后形成的每條染色單體均含有放射性標(biāo)記，因此配子中9條染色體均含有¹⁵N．
③綜上分析，細(xì)胞增殖過程中著絲點第1次斷裂時，即將產(chǎn)生的每個子細(xì)胞內(nèi)所有染色體都含有¹⁵N．
（3）DNA是主要的遺傳物質(zhì)，該處“主要”的含義是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA；染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，該處“主要”說明染色體的組成成分還有少量其他物質(zhì)．
故答案為：
（1）T₂噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA均含有C和O元素     T₂噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒
（2）①18     0～18       ②9        ③1
（3）絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA     染色體的組成成分還有少量其他物質(zhì)

點評 本題考查了噬菌體侵染細(xì)菌的實驗以及DNA半保留復(fù)制的有關(guān)知識，要求識記噬菌體的結(jié)構(gòu)和成分，掌握噬菌體侵染細(xì)菌的實驗過程及結(jié)論，能夠利用DNA半保留復(fù)制的特點解決細(xì)胞分裂的有關(guān)知識．