Question

【題目】通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如下圖所示：

放射性越高的3H-胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H-脫氧胸苷），在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。請利用放射性自顯影技術、低放射性3H-脫氧胸苷和高放射性3H-脫氧胸苷，設計實驗以確定大腸桿菌DNA復制的方向，簡要寫出：

（1）實驗思路：_____________。

（2）預測實驗結果和得出結論：____________。

Answer 1

【答案】 復制開始時，首先用含低放射性3H-脫氧胸苷培養基培養大腸桿菌，一段時間后轉移到含有高放射性3H-脫氧胸苷的培養基中繼續培養，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起點兩側銀顆粒密度情況 若復制起點處銀顆粒密度低，一側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為單向復制；若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為雙向復制

【解析】試題分析：由題意和圖示信息準確把握實驗目的（確定大腸桿菌DNA復制的方向），從中挖掘出隱含的信息：①利用3H-脫氧胸苷使新合成的同一條DNA子鏈上出現低放射性區段和高放射性區段；②利用放射性自顯影技術，通過觀察復制起點及其兩側銀顆粒密度情況來判斷DNA復制的方向。在此基礎上，對相關問題進行解答。

(1)依題意可知：該實驗的目的是確定大腸桿菌DNA復制的方向。實驗原理是：①放射性越高的3H-胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H—脫氧胸苷），在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。②3H-脫氧胸苷是DNA復制的原料；依據DNA的半保留復制，利用3H標記的低放射性和高放射性的脫氧胸苷使新形成的同一條DNA子鏈上出現低放射性區段和高放射性區段。③利用放射性自顯影技術，檢測子鏈上銀顆粒密度的高低及其分布來判斷DNA復制的方向。綜上分析可知該實驗思路為：復制開始時，首先用含低放射性3H-脫氧胸苷培養基培養大腸桿菌，一段時間后轉移到含有高放射性3H-脫氧胸苷的培養基中繼續培養，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起點兩側銀顆粒密度情況。

(2)依據實驗思路可知：若DNA分子復制為單向復制，則復制起點處銀顆粒密度低，遠離復制起點的一側銀顆粒密度高。若DNA分子復制為雙向復制，則復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側銀顆粒密度高。