Question

某校一个生物兴趣小组要进行研究性学习，对生物学史上的经典实验进行验证，也是研究学习内容之一．这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为是半保留复制．为了证明这假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测．
实验步骤：
第一步：在氮源为¹⁴N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为¹⁴NDNA分子；在氮源为¹⁵N的培养基生长的大肠杆菌，其DNA分子均为¹⁵N DNA分子．用某种离心方法分离得到的结果如图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上．
（1）第二步：将亲代大肠杆菌（含¹⁵N）转移到含¹⁴N的培养基上繁殖一代轻（Ⅰ），请分析：如果其DNA分布的位置是

 

，则DNA的复制方式为全保留复制；如果DNA分布的位置是

 

，则是半保留复制．
（2）第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将子一代大肠杆菌转移到含¹⁴N的培养  基上再繁殖一代（Ⅱ），请分析：如果其DNA分布的位置是

 

，则是全保留复制；如果其DNA分布的位置是

 

，则是半保留复制．
（3）有人提出；第一代（Ⅰ）的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占

1

2

，则一定为半保留复制．你认为这位同学的说法是否正确？

 

．原因是

 

．

Answer 1

考点：DNA分子的复制

专题：

分析：根据题意和图示分析可知：如果DNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子复制后，两个子代DNA分子是：一个¹⁵N-¹⁵N，一个¹⁴N-¹⁴N，在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子复制后，两个子代DNA分子都是¹⁵N-¹⁴N，在离心管中分布的位置全部在中带．据此答题．

解答： 解：（1）亲代大肠杆菌（含¹⁵N）转移到含¹⁴N的培养基上繁殖一代（Ⅰ）后，全保留复制的话，2个DNA分子中1个DNA是¹⁴N-DNA、另外1个DNA是¹⁵N-DNA，故一半在轻带位置，一半在重带位置；半保留复制的话，2个DNA分子中都是各一条链含¹⁴N、一条链含¹⁵N，故全部位于中带位置．
（2）亲代大肠杆菌（含¹⁵N）转移到含¹⁴N的培养基上连续繁殖两代（Ⅱ）后，全保留复制的话，4个DNA分子中1个DNA是¹⁵N-DNA、另外3个DNA是¹⁴N-DNA，故

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在轻带位置，

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在重带位置；半保留复制的话，2个DNA分子中都是各一条链含¹⁴N、一条链含¹⁵N，另2个DNA分子全是¹⁴N-DNA，故一半在中带位置，一半在轻带位置．
（3）第一代（Ⅰ）的DNA用解螺旋酶处理后再离心，半保留复制和全复制形成的DNA链中2条¹⁴N，2条¹⁵N，则一半在轻带位置，一半在重带位置．
故答案为：
（1）一半在轻带，一半在重带　　全部在中带
（2）

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在轻带、

1

4

在重带　　一半在轻带、一半在中带
（3）不正确　　因为不论是全保留复制还是半保留复制，其第一代DNA分子用解旋酶处理后，都有一半的单链含¹⁵N，一半的单链含¹⁴N，离心后，都有一半单链在重带上，一半单链在轻带上

点评：本题考查DNA复制的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力，属于中档题．