Question

【題目】某研究小組進行DNA分子復制方式的探究實驗。先將大腸桿菌分別放在含有14N和15N的培養基中培養若干代后，收集大腸桿菌并提取DNA，進行密度梯度離心，DNA分別分布在輕帶和重帶上，結果如下圖所示。然后將被15N標記DNA（親代）的大腸桿菌，轉移到含14N的培養基中培養繁殖得到子I代大腸桿菌，提取DNA（子I代）并離心。

請

（1）如果子I代DNA分布的位置是____________________________，則DNA分子復制方式是全保留復制；如果子I代DNA分布的位置是____________________，則是半保留復制。

（2）有同學提出：將子I代的DNA用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復制方式。如果輕帶和重帶各占1/2，則為半保留復制。你認為這位同學的說法是否正確____；原因是___________________________________________________。

（3）在含14N的培養基中繼續培養到子III代，離心測定其DNA分子的分布情況，發現1/4位于中帶，3/4位于輕帶。該實驗結果表明，DNA分子復制的方式是____________________________。

Answer 1

【答案】一半在輕帶、一半在重帶 全部在中帶 不正確 因為不論是全保留復制還是半保留復制，這樣處理后，結果相同 半保留復制

【解析】

1、DNA的復制是半保留復制，即以親代DNA分子的每條鏈為模板，合成相應的子鏈，子鏈與對應的母鏈形成新的DNA分子，這樣一個DNA分子經復制形成兩個子代DNA分子，且每個子代DNA分子都含有一條母鏈。

2、將DNA被15N標記的大腸桿菌移到14N培養基中培養，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA鏈均含14N，根據半保留復制的特點，第一代的DNA均為15N∥14N，子二代DNA中有兩個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（來自于同一個親代DNA），其余DNA分子兩條鏈均含14N。

3、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中，只含15N的DNA分子均位于試管下部，只含14N的DNA分子應位于試管上部，而一條鏈含15N，一條鏈含14N的DNA分子位置應位于前兩者之間。

（1）如果DNA的復制方式為全保留復制，則子一代DNA一半為15N∥15N，另一半為14N∥14N，因此DNA分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果DNA的復制方式為半保留復制，則子一代DNA均為15N∥14N，因此DNA分布的位置是全部在中帶。

（2）將第一代的DNA用解旋酶處理后再離心，不論是全保留復制還是半保留復制，這樣處理后，結果都相同，出現一條輕帶和一條重帶；因此，這位同學的說法不正確。

（3）若DNA分子為半保留復制，則在含14N的培養基中繼續培養到子Ⅲ代，得到8個DNA分子，有2個DNA分子各保留親代DNA分子的一條鏈（含15N），另一條鏈為14N，另6個DNA分子的兩條鏈均含14N；離心測定其DNA分子的分布情況，應該是1/4位于中帶，3/4位于輕帶，與結果相符。如果DNA的復制方式為全保留復制，則子Ⅲ代DNA1/8為15N∥15N，7/8為14N∥14N，與結果不相符。