Question

10．1958年，Meselson和Stahl通過一系列實驗首次證明了DNA的半保留復制，此后科學家便開始了有關DNA復制起點數目、方向等方面的研究．試回答下列問題：
（1）DNA分子呈（規(guī)則的）雙螺旋結構，DNA復制開始時必須解旋，從而在復制起點位置形成復制叉（如圖1）．因此，研究中可以根據復制叉的數量推測復制起點的數量．
（2）1963年，Cairns將不含放射性的大腸桿菌（擬核DNA呈環(huán)狀）放在含有³H-胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，進一步證明了DNA的半保留復制．根據圖2的大腸桿菌親代環(huán)狀DNA示意圖，用簡圖表示復制一次和復制兩次后形成的DNA分子．（注：以“…”表示含放射性的脫氧核苷酸鏈）．
（3）有人探究DNA的復制從一點開始以后是單向進行的還是雙向進行的，將不含放射性的大腸桿菌DNA放在含有³H-胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，給以適當的條件，讓其進行復制，得到圖3所示結果，這一結果說明
DNA復制是雙向的．
（4）為研究某種大腸桿菌DNA復制是單起點或多起點復制，用第（2）小題的方法，觀察到該種大腸桿菌DNA復制的過程如圖4所示，這一結果說明該種大腸桿菌細胞中DNA復制是單起點復制的．

Answer 1

分析 DNA復制是以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程．DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；DNA復制過程：邊解旋邊復制；DNA復制特點：半保留復制．

解答 解：（1）由于DNA分子呈規(guī)則的雙螺旋結構，所以DNA復制開始時首先必需在解旋酶的作用下解旋，從而在復制起點位置形成復制叉．因此，要研究DNA復制起點數目，可以根據復制叉的數量推測．
（2）由于DNA復制是半保留復制，所以大腸桿菌親代環(huán)狀DNA復制一次，得到的DNA都是一條鏈含有放射性；而復制兩次后形成的DNA分子中，一半是一條鏈含有放射性，一半是都含有放射性．

（3）根據圖3可知，復制起點在中間，兩邊都有放射性，所以DNA的復制是雙向的．
（4）根據圖4可知，大腸桿菌親代環(huán)狀DNA中只有1個復制起點，說明大腸桿菌細胞中DNA復制是單起點復制．
故答案為：
（1）（規(guī)則的）雙螺旋  解旋　復制起點的數量　
（2）

（3）DNA復制是雙向的　
（4）單

點評 本題考查DNA復制的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．