Question

3．科學(xué)家在研究DNA復(fù)制時(shí)，提出了三種模型：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制和彌散復(fù)制（如圖所示），并用大腸桿菌作為實(shí)驗(yàn)材料，利用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心進(jìn)行了復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)．請回答下列問題：
（1）DNA復(fù)制時(shí)需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶．
（2）將¹⁵N標(biāo)記的大腸桿菌在含¹⁴N的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)兩代（Ⅰ和Ⅱ），先后提取每代的DNA并離心．子Ⅰ代DNA離心后出現(xiàn)1條密度帶，說明DNA的復(fù)制方式可能是半保留復(fù)制、彌散復(fù)制，子Ⅱ代DNA離心后得到2條密度帶，可進(jìn)一步說明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制．
（3）若復(fù)制方式為半保留復(fù)制，將上述大腸桿菌在相同條件下培養(yǎng)至n代，子n代DNA離心得到2條密度帶，與子Ⅱ代的離心結(jié)果相比，密度帶的位置不改變（改變/不改變）．
（4）若將子代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果不能（能/不能）說明DNA的復(fù)制方式，理由是若將DNA雙鏈分開，全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的結(jié)果完全相同．

Answer 1

分析 1、DNA分子的復(fù)制時(shí)間：有絲分裂和減數(shù)分裂間期；條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；過程：邊解旋邊復(fù)制；結(jié)果：一條DNA復(fù)制出兩條DNA；特點(diǎn)：半保留復(fù)制．
2、相關(guān)計(jì)算：
DNA的半保留復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，則：
（1）DNA分子數(shù)：①子代DNA分子數(shù)為2ⁿ個(gè)，②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)為2個(gè)．③不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)為（2ⁿ-2）個(gè)．
（2）脫氧核苷酸鏈數(shù)：
①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)目為2ⁿ⁺¹條
②親代脫氧核苷酸鏈為2條
③新合成脫氧核苷酸鏈為（2ⁿ⁺¹-2）條
（3）如一個(gè)DNA分子中含有A為m個(gè)，復(fù)制n次后，需要游離的A為（2ⁿ-1）m個(gè)．

解答 解：（1）DNA復(fù)制時(shí)需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶．
（2）將¹⁵N標(biāo)記的大腸桿菌在含¹⁴N的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)兩代（Ⅰ和Ⅱ），先后提取每代的DNA并離心．如果DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制、彌散復(fù)制，則子Ⅰ代DNA離心后出現(xiàn)1條密度帶；如果DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，則子Ⅱ代DNA離心后得到2條密度帶．
（3）若復(fù)制方式為半保留復(fù)制，將上述大腸桿菌在相同條件下培養(yǎng)至n代，子n代DNA離心得到2條密度帶，與子Ⅱ代的離心結(jié)果相比，密度帶的位置不改變．
（4）若將DNA雙鏈分開，全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的結(jié)果完全相同，因此若將子代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果不能說明DNA的復(fù)制方式．
故答案為：
（1）解旋酶和DNA聚合酶
（2）半保留復(fù)制、彌散復(fù)制       半保留復(fù)制
（3）2        不改變
（4）不能        若將DNA雙鏈分開，全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的結(jié)果完全相同

點(diǎn)評 本題結(jié)合圖示，考查DNA分子復(fù)制的相關(guān)知識，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論能力．