Question

【題目】．為驗證DNA分子的半保留復制，設計了下列實驗程序，請完成實驗并對結果進行預測。

實驗步驟：

第一步：在氮源為14N的培養基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N DNA分子；在氮源為15N的培養基生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N DNA分子。用離心方法分離得到的結果如下圖所示，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）轉移到含14N的培養基上繁殖一代（Ⅰ），

請分析：則其DNA分布的位置是 。第三步：為了進一步驗證第二步的推測結果，將子一代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上再繁殖一代（Ⅱ），則其DNA分布的位置是 。

（2）DNA分子復制的時期是 和 ，原料是 ，DNA分子中的遺傳信息蘊藏在 中。

（3）親代大腸桿菌（含15N）轉移到含14N的培養基上繁殖三代，則含（含15N）的脫氧核苷酸鏈與含14N的脫氧核苷酸鏈的比例為： 。若該DNA中有1000個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數的20%，如果連續復制2次，則需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數為 。

Answer 1

【答案】（1）中 輕、中

（2）有絲分裂間期 減數第一次分裂前的間期 脫氧核苷酸 堿基

（3）1:7 1800

【解析】（1）親代大腸桿菌（含15N）轉移到含14N的培養基上繁殖一代（Ⅰ）后，若為半保留復制，2個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。親代大腸桿菌（含15N）轉移到含14N的培養基上連續繁殖兩代（Ⅱ）后，若為半保留復制，2個DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，另2個DNA分子全是14N-DNA，故一半在中帶位置，一半在輕帶位置。

（2）在有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期，DNA會發生復制，形成DNA分子，因此原料為脫氧核苷酸，DNA分子中的遺傳信息蘊藏在脫氧核苷酸中。

（3）親代DNA分子中兩條鏈都含有15N，繁殖三代，共得到8個DNA分子，其中2個DNA分子含有15N和14N，6個DNA分子僅含有14N，因此含有（含15N）的脫氧核苷酸鏈為2條，含14N的脫氧核苷酸鏈為14條，故比例為1：7。一個DNA中有200個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數的20%，則A=T=1000×2×20%=400，G=C=1000-400=600個，一個DNA復制2次形成4個DNA分子，DNA分子增加3個，因此參加到復制過程中的游離胞嘧啶脫氧核苷酸總數是600×3=180個