Question

【題目】關(guān)于DNA復(fù)制曾有三種假說，示意圖如下：

科學(xué)家運(yùn)用密度梯度離心等方法研究DNA復(fù)制的機(jī)制。請(qǐng)回答問題：

(1)將兩組大腸桿菌分別在15NH4Cl培養(yǎng)液和14HN4Cl培養(yǎng)液中繁殖多代，培養(yǎng)液中的氮可被大腸桿菌用于合成四種____________分子，作為DNA復(fù)制的原料，最終得到含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌。

(2)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行熱變性處理，然后進(jìn)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。

熱變性處理導(dǎo)致DNA分子中堿基對(duì)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(gè)峰。

(3)實(shí)驗(yàn)二：研究人員將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl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(jìn)行密度梯度離心，離心管中出現(xiàn)的兩個(gè)條帶對(duì)應(yīng)圖b中的兩個(gè)峰。若將未進(jìn)行熱變性處理的F1DNA進(jìn)行密度梯度離心，則離心管中只出現(xiàn)一個(gè)條帶。據(jù)此分析，F(xiàn)1DNA是由____________（選填①～④中的序號(hào)）組成。實(shí)驗(yàn)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(gè)條帶，排除了____________復(fù)制；單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果有兩個(gè)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15N-DNA單鏈、一條14N-DNA單鏈

Answer 1

【答案】 脫氧核糖核苷酸 氫鍵 ④ 全保留復(fù)制 彌散復(fù)制

【解析】

本題以圖文結(jié)合的形式，綜合考查學(xué)生對(duì)DNA分子的復(fù)制過程及其方式等相關(guān)知識(shí)的理解和掌握情況以及獲取信息的能力。

(1) DNA復(fù)制的原料是脫氧核糖核苷酸分子；脫氧核糖核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，培養(yǎng)液中的氮被大腸桿菌吸收后，可用于合成四種脫氧核糖核苷酸。

(2) DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，熱變性處理可導(dǎo)致DNA分子中堿基對(duì)之間的氫鍵發(fā)生斷裂，形成兩條DNA單鏈。

(3) 將含15N的大腸桿菌（親代DNA兩條鏈都含有15N）轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中，繁殖一代后，凡是新合成的DNA鏈均含14N。如果DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則F1DNA分子是由④所示的一條15N-DNA單鏈、一條14N-DNA單鏈組成；此種情況下，將未進(jìn)行熱變性處理的F1DNA進(jìn)行密度梯度離心，在離心管中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)條帶，而將F1DNA熱變性處理后進(jìn)行密度梯度離心，則在離心管中會(huì)出現(xiàn)14N條帶和15N條帶，對(duì)應(yīng)圖b中的兩個(gè)峰，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。若為全保留復(fù)制，則F1DNA分子中，有1/2的DNA分子是由兩條15N-DNA單鏈組成，有1/2的DNA分子是由兩條14N-DNA單鏈組成，密度梯度離心結(jié)果應(yīng)出現(xiàn)兩個(gè)條帶：14N條帶和15N條帶，而本實(shí)驗(yàn)F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有一個(gè)條帶，所以排除了“全保留復(fù)制”。若為彌散復(fù)制，則單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有1個(gè)條帶，而本實(shí)驗(yàn)單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果有兩個(gè)條帶，因此排除了“彌散復(fù)制”。