Question

17．科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見(jiàn)表．

組別	1組	2組	3組	4組
培養(yǎng)液中唯一氮源	14NH4Cl	15NH4Cl	14NH4Cl	14NH4Cl
繁殖代數(shù)	多代	多代	一代	兩代
培養(yǎng)產(chǎn)物	A	B	B的子I代	B的子Ⅱ代
操作	提取DNA并離心
離心結(jié)果	僅為輕帶（14N/14N）	僅為重帶（15N/15N）	僅為中帶（15N/14N）	$\frac{1}{2}$輕帶（14N/14N） $\frac{1}{2}$中帶（15N/14N）

請(qǐng)分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過(guò)多代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的¹⁵N/¹⁵NH₄Cl是唯一氮源．
（2）綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果，第3組結(jié)果對(duì)得到結(jié)論起到關(guān)鍵作用，但需要把它與第1組和第2組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制．
（3）分析討論：
①若子I代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來(lái)自于B，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是半保留復(fù)制．
②若將子I代DNA雙鏈分開(kāi)后再離心，其結(jié)果不能（選填“能”或“不能”）判斷DNA的復(fù)制方式．
③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置沒(méi)有變化．其中含有放射性的DNA所占的比例下降．
④若某此實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，子I代DNA的“中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為¹⁵N．

Answer 1

分析 分析表格：DNA的復(fù)制方式可能為半保留復(fù)制、全保留復(fù)制和混合復(fù)制．若為全保留復(fù)制，則3組中子代DNA經(jīng)離心后應(yīng)該分為輕帶（¹⁴N/¹⁴N）和重帶（¹⁵N/¹⁵N），而實(shí)際只有中帶（¹⁴N/¹⁵N），說(shuō)明DNA復(fù)制不是全保留復(fù)制；若為混合復(fù)制，則4組中子代DNA經(jīng)離心后應(yīng)該只有中帶（¹⁴N/¹⁵N），而實(shí)際結(jié)果與之不符，說(shuō)明DNA復(fù)制不是混合復(fù)制，則DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制．

解答 解：（1）培養(yǎng)液中以¹⁵NH₄Cl為唯一氮源，需經(jīng)過(guò)多代培養(yǎng)，才能要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B．
（2）若證明DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，則需證明后代DNA的兩條鏈，一條鏈?zhǔn)悄告湥�另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻淖渔�，�?組結(jié)果與第1組、第2組的結(jié)果對(duì)比可以證實(shí)．
（3）①“輕”DNA為¹⁴N/¹⁴NDNA，“重”DNA為¹⁵N/¹⁵NDNA，據(jù)表，“重帶”DNA來(lái)自于B代．①的結(jié)果是：后代DNA的兩條鏈全是原來(lái)的或全是新合成的，說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式不是半保留復(fù)制．
②將子Ⅰ代DNA雙鏈分開(kāi)后再離心，無(wú)法判斷后代DNA的兩條鏈的來(lái)源，不能判斷DNA的復(fù)制方式．
③將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA的情況是有兩個(gè)為¹⁴N/¹⁵NDNA，其余全部為¹⁴N/¹⁴NDNA，所以子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置沒(méi)有變化，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是輕帶．
④“中帶”為¹⁴N/¹⁵NDNA，“中帶”略寬，說(shuō)明新合成的DNA單鏈中N尚含有部分¹⁵N（在含¹⁵N培養(yǎng)基上培養(yǎng)得到的細(xì)菌細(xì)胞里還含有游離的¹⁵N脫氧核苷酸，在換到的¹⁴N培養(yǎng)基環(huán)境中培養(yǎng)時(shí)，DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，新合成的互補(bǔ)子鏈上不全是¹⁴N的脫氧核苷酸構(gòu)建，還含有少量¹⁵N的脫氧核苷酸參與．在離心后，由于這些互補(bǔ)鏈上含少量¹⁵N的DNA的密度只是比中型DNA略大，不會(huì)形成新的帶，而是沉降在中型DNA的下緣，結(jié)果看上去還是一條帶，所以比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶“略寬了）．
故答案為：
（1）多       ¹⁵N/¹⁵NH₄Cl
（2）3   1   2    半保留復(fù)制
（3）①B （親代DNA）   半保留     ②不能    ③沒(méi)有變化    下降  ④¹⁵N

點(diǎn)評(píng) 本題以大腸桿菌為素材，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，要求考生認(rèn)真分析表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)結(jié)果推測(cè)DNA復(fù)制方式，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．