Question

【題目】某校一個(gè)生物活動(dòng)小組要進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，對(duì)生物學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，也是研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。這個(gè)小組借助某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)有關(guān)DNA復(fù)制的方式進(jìn)行探究，有人認(rèn)為DNA是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為DNA是半保留復(fù)制。為了證明這兩種假設(shè)，這個(gè)小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)程序，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（1）實(shí)驗(yàn)步驟

第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA均為14N—DNA；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA均為15N-DNA。用離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。

第二步：將親代大腸桿菌（含15N）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代（I），同樣離心，請(qǐng)

如果DNA分布情況為_______________________________，則是全保留復(fù)制；如果DNA分布情況為_____，則是半保留復(fù)制。

第三步：為了進(jìn)一步驗(yàn)證第二步的推測(cè)結(jié)果，將親代大腸桿菌（含15N）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代（Ⅱ），同樣離心，請(qǐng)

如果DNA分布情況為____________________，則是全保留復(fù)制；如果DNA分布情況為____________，則是半保留復(fù)制。

（2）有人提出：第一代（I）的DNA用解旋酶處理后離心，就能直接判斷DNA的復(fù)制方式。如果輕帶和重帶各占1/2，則一定為半保留復(fù)制。你認(rèn)為該同學(xué)說法是否正確_______________________________？原因是什么？______________。

Answer 1

【答案】一半在輕帶（位置），一半在重帶（位置） 全部在中帶 全部位于中帶 3/4在輕帶，1/4在重帶 一半在輕帶，一半在中帶 不正確 用解旋酶處理后會(huì)使DNA兩條鏈解開，無論是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制，都會(huì)出現(xiàn)一樣的結(jié)果

【解析】

根據(jù)題意和圖示分析可知：如果DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則一個(gè)親代15N-15N的DNA分子復(fù)制后，兩個(gè)子代DNA分子是：一個(gè)是15N-15N ，另一個(gè)是14N-14N，在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則一個(gè)親代15N-15N的DNA分子復(fù)制后，兩個(gè)子代DNA分子都是15N-14N，在離心管中分布的位置全部在中帶。

（1）第二步：將親代大腸桿菌（含15N）轉(zhuǎn)移到含l4N的培養(yǎng)基上繁殖一代（I），一個(gè)DNA復(fù)制后會(huì)得到兩個(gè)DNA。如果是全保留復(fù)制，則兩個(gè)DNA中一個(gè)是兩條鏈全是15N，屬于重型；另一個(gè)是兩條鏈全是14N，屬于輕型。如果是半保留復(fù)制，則兩個(gè)DNA中全都是一條鏈含15N，另一條鏈含14N，全都是中型。

第三步：將親代大腸桿菌（含15N）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代（Ⅱ），一個(gè)DNA復(fù)制后會(huì)得到四個(gè)DNA。如果是全保留復(fù)制，則四個(gè)DNA中-一個(gè)是兩條鏈全是15N，屬于重型；另三個(gè)是兩條鏈全是14N，屬于輕型。如果是半保留復(fù)制，則有兩個(gè)DNA中都是一條鏈含15N，另一條鏈含14N，屬于中型；另兩個(gè)DNA兩條鏈都是含14N，屬于輕型。

（2）第一代（I）的DNA用解旋酶處理后使得兩條鏈解旋為單鏈，無論半保留復(fù)制和全保留復(fù)制形成的DNA鏈中2條14N，2條15N，則一半在輕帶位置，一半在重帶位置，因此該同學(xué)說法不正確。