Question

【題目】關(guān)于DNA復制曾有三種假說，示意圖如下：

科學家運用密度梯度離心等方法研究DNA復制的機制。請回答問題：

(1)將兩組大腸桿菌分別在15NH4Cl培養(yǎng)液和14HN4Cl培養(yǎng)液中繁殖多代，培養(yǎng)液中的氮可被大腸桿菌用于合成四種____________分子，作為DNA復制的原料，最終得到含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌。

(2)實驗一：從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA，混合后放在100℃條件下進行熱變性處理，然后進行密度梯度離心，再測定離心管中混合的DNA單鏈含量，結(jié)果如圖a所示。

熱變性處理導致DNA分子中堿基對之間的____________發(fā)生斷裂，形成兩條DNA單鏈，因此圖a中出現(xiàn)兩個峰。

(3)實驗二：研究人員將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中，繁殖一代后提取子代大腸桿菌的DNA (F1DNA)，將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，離心管中出現(xiàn)的兩個條帶對應圖b中的兩個峰。若將未進行熱變性處理的F1DNA進行密度梯度離心，則離心管中只出現(xiàn)一個條帶。據(jù)此分析，F(xiàn)1DNA是由____________（選填①～④中的序號）組成。實驗結(jié)果證明，DNA是半保留復制，作出此判斷的依據(jù)是：雙鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有一個條帶，排除了____________復制；單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果有兩個條帶，排除了____________復制。

①兩條15N-DNA單鏈

②兩條14N-DNA單鏈

③兩條既含15N、又含有14N的DNA單鏈

④一條15N-DNA單鏈、一條14N-DNA單鏈

Answer 1

【答案】 脫氧核糖核苷酸 氫鍵 ④ 全保留復制 彌散復制

【解析】

本題以圖文結(jié)合的形式，綜合考查學生對DNA分子的復制過程及其方式等相關(guān)知識的理解和掌握情況以及獲取信息的能力。

(1) DNA復制的原料是脫氧核糖核苷酸分子；脫氧核糖核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，培養(yǎng)液中的氮被大腸桿菌吸收后，可用于合成四種脫氧核糖核苷酸。

(2) DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，熱變性處理可導致DNA分子中堿基對之間的氫鍵發(fā)生斷裂，形成兩條DNA單鏈。

(3) 將含15N的大腸桿菌（親代DNA兩條鏈都含有15N）轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中，繁殖一代后，凡是新合成的DNA鏈均含14N。如果DNA分子的復制方式為半保留復制，則F1DNA分子是由④所示的一條15N-DNA單鏈、一條14N-DNA單鏈組成；此種情況下，將未進行熱變性處理的F1DNA進行密度梯度離心，在離心管中會出現(xiàn)一個條帶，而將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，則在離心管中會出現(xiàn)14N條帶和15N條帶，對應圖b中的兩個峰，與實驗結(jié)果相符。若為全保留復制，則F1DNA分子中，有1/2的DNA分子是由兩條15N-DNA單鏈組成，有1/2的DNA分子是由兩條14N-DNA單鏈組成，密度梯度離心結(jié)果應出現(xiàn)兩個條帶：14N條帶和15N條帶，而本實驗F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有一個條帶，所以排除了“全保留復制”。若為彌散復制，則單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果只有1個條帶，而本實驗單鏈的F1DNA密度梯度離心結(jié)果有兩個條帶，因此排除了“彌散復制”。