Question

某校一個生物興趣小組要進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，對生物學(xué)史上的經(jīng)典實驗進(jìn)行驗證，也是研究學(xué)習(xí)內(nèi)容之一。這個小組借助某大學(xué)的實驗設(shè)備，對有關(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。為了證明這一假設(shè)，這個小組設(shè)計了下列實驗程序，請完成實驗并對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。

實驗步驟：

第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14NDNA分子；在氮源為15N的培養(yǎng)基生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15NDNA。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如下圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。

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(Ⅰ)，請分析：如果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。

第三步：為了進(jìn)一步驗證第二步的推測結(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。

有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解螺旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復(fù)制方式，如果輕帶和重帶各占1/2，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？為什么？

 

 

 

Answer 1

(1)一半在輕帶、一半在重帶　全部在中帶

(2)3/4在輕帶、1/4在重帶　一半在輕帶、一半在中帶

(3)不正確　因為不論是全保留復(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。

第二步：親代大腸桿菌的DNA為15N，原料是的14NDNA分子，繁殖一代，如果是全保留復(fù)制，則形成的子代DNA是一個15NDNA分子，一個14NDNA分子，離心分離其結(jié)果是一半在重帶、一半在輕帶；如果是半保留復(fù)制，則形成的兩個DNA全是一條鏈含15N，一條鏈含14N，因此離心分離后的位置是全在中帶。第三步：繼續(xù)在14N的培養(yǎng)基上再繁殖一代，若是全保留復(fù)制，一重DNA得到的是一重和一輕，另一輕DNA得到的是兩個輕DNA。所以結(jié)果是3/4輕，1/4重；若為半保留復(fù)制，結(jié)果則應(yīng)該是：2個輕，2個中，即1/2輕，1/2中。由上述分析可知，不管是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制，得到的都是兩個DNA分子，四條鏈：兩條母鏈?zhǔn)?5N，兩條子鏈?zhǔn)?4N，因此解旋后離心都有一半單鏈在重帶上，一半單鏈在輕帶上，所以無法直接判斷DNA的復(fù)制方式。