Question

某校一個(gè)生物興趣小組要進(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，也是研究學(xué)習(xí)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)行探索，有人認(rèn)為DNA是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為是半保留復(fù)制．為了證明這假設(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)．
實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：在氮源為¹⁴N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為¹⁴NDNA分子；在氮源為¹⁵N的培養(yǎng)基生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為¹⁵N DNA分子．用某種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．
（1）第二步：將親代大腸桿菌（含¹⁵N）轉(zhuǎn)移到含¹⁴N的培養(yǎng)基上繁殖一代輕（Ⅰ），請(qǐng)分析：如果其DNA分布的位置是

 

，則DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制；如果DNA分布的位置是

 

，則是半保留復(fù)制．
（2）第三步：為了進(jìn)一步驗(yàn)證第二步的推測(cè)結(jié)果，將子一代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含¹⁴N的培養(yǎng)  基上再繁殖一代（Ⅱ），請(qǐng)分析：如果其DNA分布的位置是

 

，則是全保留復(fù)制；如果其DNA分布的位置是

 

，則是半保留復(fù)制．
（3）有人提出；第一代（Ⅰ）的DNA用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復(fù)制方式，如果輕帶和重帶各占

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，則一定為半保留復(fù)制．你認(rèn)為這位同學(xué)的說法是否正確？

 

．原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：DNA分子的復(fù)制

專題：

分析：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)¹⁵N-¹⁵N，一個(gè)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．據(jù)此答題．

解答： 解：（1）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）后，全保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中1個(gè)DNA是¹⁴N-DNA、另外1個(gè)DNA是¹⁵N-DNA，故一半在輕帶位置，一半在重帶位置；半保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中都是各一條鏈含¹⁴N、一條鏈含¹⁵N，故全部位于中帶位置．
（2）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）后，全保留復(fù)制的話，4個(gè)DNA分子中1個(gè)DNA是¹⁵N-DNA、另外3個(gè)DNA是¹⁴N-DNA，故

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在輕帶位置，

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在重帶位置；半保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中都是各一條鏈含¹⁴N、一條鏈含¹⁵N，另2個(gè)DNA分子全是¹⁴N-DNA，故一半在中帶位置，一半在輕帶位置．
（3）第一代（Ⅰ）的DNA用解螺旋酶處理后再離心，半保留復(fù)制和全復(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．
故答案為：
（1）一半在輕帶，一半在重帶　　全部在中帶
（2）

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4

在輕帶、

1

4

在重帶　　一半在輕帶、一半在中帶
（3）不正確　　因?yàn)椴徽撌侨�保留�?fù)制還是半保留復(fù)制，其第一代DNA分子用解旋酶處理后，都有一半的單鏈含¹⁵N，一半的單鏈含¹⁴N，離心后，都有一半單鏈在重帶上，一半單鏈在輕帶上

點(diǎn)評(píng)：本題考查DNA復(fù)制的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題和解決問題的能力，屬于中檔題．