Question

【題目】將大腸桿菌放在含有同位素15N培養(yǎng)基中培育若干代后，細菌DNA所有氮均為15N，它比14N分子密度大。然后將DNA全被15N標記的大腸桿菌再移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每隔4小時（相當于分裂繁殖一代的時間）取樣一次，測定其不同世代細菌DNA的密度。實驗結果：DNA復制的密度梯度離心試驗如下圖所示。

（1）各試管的中帶DNA中含有的氮元素是_________________。

（2）如果測定第四代DNA分子的密度，輕帶和中帶的比例分別表示為_____。

（3）上述實驗表明，子代DNA合成的方式是_____。

Answer 1

【答案】14N和15N 1/8中，7/8輕 半保留復制

【解析】

考查DNA分子復制的特點。DNA的復制是半保留復制，即以親代DNA分子的每條鏈為模板，合成相應的子鏈，子鏈與對應的母鏈形成新的DNA分子，一個DNA分子經復制形成兩個子代DNA分子。將DNA被15N標記的大腸桿菌移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA鏈均含14N。根據半保留復制的特點，第一代的DNA分子應一條鏈含15N，一條鏈含14N。一個親代DNA分子復制到第二代形成22=4個DNA，其中兩個各保留親代DNA分子的一條鏈（含15N），另一條鏈為14N，另兩個DNA分子的兩條鏈均含14N；以后各代中含有一條15N鏈、一條14N鏈的DNA分子始終為2個（來自于同一個親代DNA），其余DNA分子兩條鏈均含14N。全含15N的DNA分子比純含14N的DNA分子密度大，在密度梯度離心試驗中，含15N的DNA分子均位于試管下部，而含14N的DNA分子應位于試管中較靠上的位置。一條鏈含15N，一條鏈含14N的DNA分子位置應位于前兩者之間，試驗的結果也證明了這一點。

（1）中帶（DNA）含有氮元素為兩種：14N和15N；

（2）第四代中由一個親代DNA分子產生的子代DNA數為24=16個，一條鏈為14N，一條鏈為15N的DNA分子為2個，占總數的1/8，位于梯度離心分離的中帶，其余DNA分子含14N，有14個，占7/8，位于輕帶；

（3）由實驗結果可知，子代DNA合成的方式是半保留復制。