Question

【題目】將大腸桿菌放在含有同位素15N培養(yǎng)基中培育若干代后，細(xì)菌DNA所有氮均為15N，它比14N分子密度大。然后將DNA全被15N標(biāo)記的大腸桿菌再移到14N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）各試管的中帶DNA中含有的氮元素是_________________。

（2）如果測(cè)定第四代DNA分子的密度，輕帶和中帶的比例分別表示為_____。

（3）上述實(shí)驗(yàn)表明，子代DNA合成的方式是_____。

Answer 1

【答案】14N和15N 1/8中，7/8輕 半保留復(fù)制

【解析】

考查DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)。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，含15N的DNA分子均位于試管下部，而含14N的DNA分子應(yīng)位于試管中較靠上的位置。一條鏈含15N，一條鏈含14N的DNA分子位置應(yīng)位于前兩者之間，試驗(yàn)的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。

（1）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，其余DNA分子含14N，有14個(gè)，占7/8，位于輕帶；

（3）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，子代DNA合成的方式是半保留復(fù)制。