Question

【題目】（10分）將大腸桿菌放在含有同位素15N的培養(yǎng)基中培育若干代后，細(xì)菌DNA所有氮均含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含14N的培養(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(cè)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）重帶含有的氮元素是________________。中帶含有的氮元素是________________。

（2）如果測(cè)定第四代DNA分子密度，含15N標(biāo)記的DNA分子比例表示為_(kāi)_______。

（3）如果將第一代（全中）DNA鏈的氫鍵斷裂后再測(cè)定密度，它的四條DNA單鏈在試管中的分布位置應(yīng)為_(kāi)_______。

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

Answer 1

【答案】（1） 15N 14N和15N

（2）

（3）重帶、輕帶

（4）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(duì)應(yīng)的母鏈形成新的DNA分子；一個(gè)DNA分子經(jīng)復(fù)制形成兩個(gè)子代DNA分子。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，其中兩個(gè)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(lái)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分子均位于重帶，而只含14N的DNA分子應(yīng)位于輕代。一條鏈含15N，一條鏈含14N的DNA分子位置應(yīng)后于中代，試驗(yàn)的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。

（1）重帶含有的氮元素為1種15N；中帶（DNA）含有氮元素為兩種：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)，一條鏈為14N，一條鏈為15N的DNA分子為2個(gè)，占總數(shù)的1/8，位于梯度離心分離的中帶。

（3）將第一代DNA鏈（一條含15N，一條含14N）氫鍵斷裂后（兩鏈分開(kāi)）測(cè)定密度，應(yīng)含14N的一半鏈在輕帶，一半含15N的鏈在重帶。

（4）由上述分析可知，DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。因?yàn)槿魹槿�保留�?fù)制，則密度代只有輕代和重帶兩種；若為分散復(fù)制，則除了親代是重帶，其他代都是中代，只有重帶和中帶兩種密度代。