Question

【題目】DNA分子雙螺旋結構模型提出之后，人們又去探究DNA是如何傳遞遺傳信息的。當時推測可能有如圖A所示的三種方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度離心的方法，追蹤由15N標記的DNA親本鏈的去向，實驗過程是：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（對照），在氮源為15N的培養基上生長的大腸桿菌，其DNA均為15N-DNA（親代），將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上，再連續繁殖兩代（子代Ⅰ和子代Ⅱ）后離心得到如圖B所示的結果。請依據上述材料回答問題：

（1）如果與對照相比，子代Ⅰ離心后能分辨出輕和重兩條密度帶，則說明DNA復制的方式是 。如果子代Ⅰ離心后只有1條中等密度帶，則可以排除DNA復制的方式是 。

如果子代Ⅰ離心后只有1條中等密度帶，再繼續做子代Ⅱ的DNA密度鑒定：

①若子代Ⅱ離心后可以分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA復制的方式是 。

②若子代Ⅱ離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA復制的方式是 。

（2）他們觀測的實驗數據如下：梯度離心DNA浮力密度（g/ml）表

分析實驗數據可知：實驗結果與當初推測的DNA三種可能復制方式中的 方式相吻合。

（3）無論是有絲分裂還是減數分裂，都需要有遺傳物質的復制，都遵循半保留復制原則。請依據此原則回答以下問題：

①用15N標記了一個精原細胞的一對同源染色體的DNA分子雙鏈，然后放在不含15N標記的培養基中，經過正常的減數分裂產生的四個精子中，含有15N的精子有 個。

②用32P標記了玉米體細胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在第二次細胞分裂完成后，每個細胞中被32P標記的染色體條數是 。

Answer 1

【答案】（1）全保留復制 全保留復制 ①半保留復制 ②分散復制

（2）半保留復制

（3）①4 ②0-20之間（包括0和20）

【解析】（1）與對照相比，子代I離心后能分辨出輕和重兩條密度帶，則說明DNA復制后形成的2個DNA分子是1個只含14N，另一個只含15N，所以DNA分子的復制方式是全保留復制；如果子代I離心后只有1條中等密度帶，則DNA分子的復制可能是半保留復制，也可能是分散復制，但可以排除DNA的全保留復制。

①子代Ⅱ離心后可以分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA的復制方式是半保留復制；

②若子代Ⅱ離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA的復制方式是分散復制；

（2）分析表格數據可知：子Ⅰ代有一條帶，密度介于親代與對照組之間，子Ⅱ代有2條帶，分別為中、輕兩條密度帶，且比例是1：1；子Ⅲ代有2條帶，分別為中、輕兩條密度帶，且比例是1：3，因此可以推出DNA分子的復制方式是半保留復制。

（3）①15N標記了一個精原細胞的一對同源染色體的DNA分子雙鏈，然后放在不含15N標記的培養基中培養，該細胞進行減數分裂時，因為只復制一次，根據半保留復制特點，被標記的DNA復制后都保留了原來母鏈的一條，即一條鏈含15N，另一條子鏈不含15N，故減數分裂產生的四個精子全有15N。②玉米體細胞只能進行有絲分裂，故第一次有絲分裂中的DNA為一條鏈含32P，另一條鏈不含32P，第二次有絲分裂時，在同一染色體上的2條染色體單體中的DNA,其中一個DNA的一條鏈含有32P，另一條鏈不含32P，另一個DNA的兩條鏈都不含32P,因此在后期著絲點分裂后，染色單體分開并隨機移向兩極，故形成的細胞中含有32P的染色體最多為20條，最少為0條。