Question

【題目】人們?cè)鴮?duì)DNA的復(fù)制存在三種假設(shè)，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)回答下列問(wèn)題。

（1）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(cè)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(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。

（2）實(shí)驗(yàn)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(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，F1DNA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(duì)應(yīng)的母鏈形成新的DNA分子，這樣一個(gè)DNA分子經(jīng)復(fù)制形成兩個(gè)子代DNA分子，且每個(gè)子代DNA分子都含有一條母鏈。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。

（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(duì)之間的氫鍵斷裂，形成兩條DNA單鏈，因此圖a中出現(xiàn)兩個(gè)峰。

（2）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2個(gè)DNA分子都應(yīng)一條鏈含15N，一條鏈含14N，故選④；

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，將F1DNA熱變性處理后進(jìn)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(duì)應(yīng)圖b中的兩個(gè)峰。

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