Question

【題目】大腸桿菌放在含有同位素15N培養(yǎng)基中培育若干代后，細(xì)菌DNA所有氮均為15N，它比14N分子密度大。然后將DNA被15N標(biāo)記的大腸桿菌再移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每隔4小時(shí)(相當(dāng)于分裂繁殖一代的時(shí)間)取樣一次，測定其不同世代細(xì)菌DNA的密度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：DNA復(fù)制的密度梯度離心試驗(yàn)如下圖所示。

(1)中帶含有的氮元素是_______________________。

(2)如果測定第四代DNA分子密度，15N標(biāo)記的比例表示為___________________。

(3)如果將第一代(全中)DNA鏈的氫鍵斷裂后再測定密度，它的兩條DNA單鏈在試管中的分布位置應(yīng)為_______________________________________________。

(4)上述實(shí)驗(yàn)表明，子代DNA合成的方式是___________________________。

Answer 1

【答案】 14N和15N 1／8中，7／8輕 1／2重，1／2輕 半保留復(fù)制

【解析】試題分析：DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，即以親代DNA分子的每條鏈為模板，合成相應(yīng)的子鏈，子鏈與對應(yīng)的母鏈形成新的DNA分子，這樣一個(gè)DNA分子經(jīng)復(fù)制形成兩個(gè)子代DNA分子，且每個(gè)子代DNA分子都含有一條母鏈。將DNA被15N標(biāo)記的大腸桿菌移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA鏈均含14N。根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)，第一代的DNA分子應(yīng)一條鏈含15N，一條鏈含14N。一個(gè)親代DNA分子復(fù)制到第二代形成22=4個(gè)DNA，其中有兩個(gè)DNA分子各保留親代DNA分子的一條鏈（含15N），另一條鏈為14N，另兩個(gè)DNA分子的兩條鏈均含14N；以后各代中含有一條15N鏈、一條14N鏈的DNA分子始終為2個(gè)（來自于同一個(gè)親代DNA），其余DNA分子兩條鏈均含14N。全含15N的DNA分子比純含14N的DNA分子密度大，在密度梯度離心試驗(yàn)中，只含15N的DNA分子均位于試管下部，只含14N的DNA分子應(yīng)位于試管上部，而一條鏈含15N，一條鏈含14N的DNA分子位置應(yīng)位于前兩者之間，試驗(yàn)的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。

（1）由以上分析可知，中帶（DNA）含有氮元素是：14N和15N。

（2）第四代中由一個(gè)親代DNA分子產(chǎn)生的子代DNA數(shù)為24=16個(gè)，其中一條鏈為14N，另一條鏈為15N的DNA分子有2個(gè)，占總數(shù)的1/8，位于梯度離心分離的中帶，其余DNA分子均只含14N，有14個(gè)，占7/8，位于梯度離心分離的輕帶。

（3）將第一代DNA鏈（一條鏈含14N，另一條鏈含15N）的氫鍵斷裂后，兩條鏈將會(huì)分開，測定密度時(shí)，應(yīng)一半鏈在輕帶，一半鏈在重帶。

（4）該實(shí)驗(yàn)證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制。