Question

【題目】回答下列遺傳學問題：

（1）同位素標記法是生物學常用的研究方法之一。1952年，赫爾希和蔡斯用不同的放射性同位素分別標記T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，而不是用同一種放射性元素分別標記DNA和蛋白質(zhì)，這其中蘊涵著怎樣的設計思想？______。請你簡述對T2噬菌體進行標記的方法：________。

（2）為研究某病毒的致病過程，在實驗室中做了如圖所示的模擬實驗。

①從病毒中分離得到物質(zhì)A。已知A是單鏈的生物大分子，其部分堿基序列為—GAACAUGUU—。將物質(zhì)A加入試管甲中，反應后得到產(chǎn)物X。經(jīng)測定產(chǎn)物X的部分堿基序列是—CTTGTACAA—，則試管甲中模擬的是_______________過程。

②將提純的產(chǎn)物X加入試管乙，反應后得到產(chǎn)物Y。產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子，則產(chǎn)物Y是_______，將提純的產(chǎn)物Y加入試管丙中，反應后得到產(chǎn)物Z。產(chǎn)物Z是組成該病毒外殼的化合物，則產(chǎn)物Z是_________________。

（3）病毒的遺傳物質(zhì)有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA和單鏈RNA四種。如何判斷病毒的遺傳物質(zhì)是雙鏈還是單鏈？________。

Answer 1

【答案】用不同的放射性同位素分別標記DNA和蛋白質(zhì)，才能直接單獨地去觀察它們的作用 先分別用含35S（32P）的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，然后再分別用相應的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體，則相應的子代噬菌體被35S（32P）標記 逆轉(zhuǎn)錄 mRNA 多肽（或蛋白質(zhì)） 分析堿基的比例，如果嘌呤和嘧啶各占一半，則很可能為雙鏈，如果嘌呤和嘧啶比例不同，則為單鏈

【解析】

中心法則各過程比較：

過程	模板	原料	堿基互補	產(chǎn)物	場所
DNA復制 （DNA→DNA）	DNA兩條鏈	四種脫氧核苷酸	A-T、G-C	DNA	主要在細胞核，線粒體和葉綠體里也能發(fā)生
轉(zhuǎn)錄 （DNA→RNA）	基因的一條鏈	四種核糖核苷酸	A-U、T-A、G-C	RNA	主要在細胞核，線粒體和葉綠體里也能發(fā)生
翻譯 （RNA→多肽）	mRNA	20種氨基酸	A-U、G-C	多肽	核糖體
RNA復制 （RNA→RNA）	RNA	四種核糖核苷酸	A-U、G-C	RNA	大部分RNA病毒侵入宿主細胞后，如煙草花葉病毒
逆轉(zhuǎn)錄 （RNA→DNA）	RNA	四種脫氧核苷酸	A-T、U-A、G-C	DNA	逆轉(zhuǎn)錄病毒侵入宿主細胞后，如HIV

（1）赫爾希和蔡斯用不同的放射性同位素分別標記T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，而不是用同一種放射性元素分別標記DNA和蛋白質(zhì)，目的是用不同的放射性同位素分別標記DNA和蛋白質(zhì)，才能直接單獨地去觀察它們的作用。因為噬菌體不能用培養(yǎng)基培養(yǎng)，必須寄生到活細胞中，故對T2噬菌體進行標記的具體過程如下：先分別用含35S（32P）的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，然后再分別用相應的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體，則相應的子代噬菌體被35S（32P）標記。

（2）①A是單鏈的生物大分子，且含有堿基U，應為RNA分子；產(chǎn)物X含有堿基T，應為DNA分子。因此，試管甲中模擬的是以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程。

②產(chǎn)物X為DNA分子，產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合，為mRNA分子，因此試管乙模擬的是以DNA為模板合成mRNA的轉(zhuǎn)錄過程。病毒的外殼是蛋白質(zhì)，而產(chǎn)物Z是組成該病毒外殼的化合物，則產(chǎn)物Z為多肽（或蛋白質(zhì)）。

（3）要判斷病毒的遺傳物質(zhì)是雙鏈還是單鏈，可以分析其堿基的比例，雙鏈DNA或者雙鏈RNA中嘌呤堿基和嘧啶堿基會互補配對，故如果嘌呤和嘧啶各占一半，則很可能為雙鏈，如果嘌呤和嘧啶比例不同，則為單鏈。