Question

【題目】人們曾對DNA的復(fù)制存在三種假設(shè)，示意圖如下，科學(xué)家運用密度梯度離心等方法研究DNA復(fù)制的機制，請回答下列問題。

（1）實驗一：從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA，混合后放在100℃條件下進行熱變性處理，然后進行密度梯度離心，再測定離心管中混合的DNA單鏈含量，結(jié)果如圖a所示。培養(yǎng)液中的氮可被大腸桿菌利用合成四種___________分子，作為DNA復(fù)制的原料。熱變性處理導(dǎo)致DNA分子中堿基對之間的________發(fā)生斷裂，形成兩條DNA單鏈，因此圖a中出現(xiàn)兩個峰。

（2）實驗二：研究人員將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N培養(yǎng)液中，繁殖一代后提取子代大腸桿菌的DNA(F1DNA)，將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，離心管中出現(xiàn)的兩個條帶對應(yīng)圖b中的兩個峰。若將未進行熱變性處理的F1DNA進行密度梯度離心，則離心管中只出現(xiàn)一個條帶。據(jù)此分析，F1DNA是由________(選填①~④中的序號)組成，實驗結(jié)果證明，DNA是半保留復(fù)制，作出此判斷的依據(jù)是雙鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有一個條帶，排除了________復(fù)制；單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果有兩個條帶，排除了________復(fù)制。

①兩條15N-DNA單鏈

②兩條14N-DNA單鏈

③兩條既含15N、又含有14N的DNA單鏈

④一條15NDNA單鏈、一條14N-DNA單鏈

Answer 1

【答案】脫氧核糖核苷酸 氫鍵 ④ 全保留 彌散

【解析】

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DNA分子經(jīng)復(fù)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。將DNA被15N標記的大腸桿菌移到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，第一代的DNA分子應(yīng)一條鏈含15N，一條鏈含14N。

（1）培養(yǎng)液中的氮可被大腸桿菌利用合成四種脫氧核糖核苷酸，作為DNA復(fù)制的原料。熱變性處理導(dǎo)致DNA分子中堿基對之間的氫鍵斷裂，形成兩條DNA單鏈，因此圖a中出現(xiàn)兩個峰。

（2）將DNA被15N標記的大腸桿菌移到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，第一代的2個DNA分子都應(yīng)一條鏈含15N，一條鏈含14N，故選④；

若將未進行熱變性處理的F1DNA進行密度梯度離心，則離心管中只出現(xiàn)一個條帶，將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，則離心管中出現(xiàn)的兩種條帶，即14N條帶和15N條帶，對應(yīng)圖b中的兩個峰。

若為全保留復(fù)制，則雙鏈的F1DNA，1個DNA分子是兩條鏈都14N，1個DNA分子是兩條鏈都15N，密度梯度離心結(jié)果有2個條帶，1個14N條帶，1個15N條帶，而本實驗雙鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有一個條帶，排除“全保留復(fù)制”。

若為分散復(fù)制則單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有1個條帶，而本實驗單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果有兩個條帶，排除“彌散復(fù)制”。