Question

4．含有³²P或³¹P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但³²P比³¹P質(zhì)量大．現(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含有³¹P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G₀代細(xì)胞．然后將G₀代細(xì)胞移至含有³²P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G₁、G₂代細(xì)胞．現(xiàn)從G₀、G₁、G₂代細(xì)胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到的結(jié)果如圖，由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同．若①②③分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，請(qǐng)回答：
（1）G₀、G₁、G₂三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G₀A，G₁B，G₂D．
（2）G₂代在①②③三條帶中的DNA數(shù)的比例是0：2：2．
（3）圖中①②兩條帶中的DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶①³¹P，條帶②³¹P、³²P．
（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制．DNA的自我復(fù)制能使生物的遺傳信息保持相對(duì)穩(wěn)定．
（5）設(shè)全部含³¹P的DNA分子相對(duì)分子質(zhì)量為a，全部含³²P的DNA分子相對(duì)分子質(zhì)量為b，則G₂代DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為$\frac{a+7b}{8}$．

Answer 1

分析 本題是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究DNA分子的復(fù)制方式．DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，含有³¹P、³²P的磷酸作為DNA分子的組成成分參與DNA分子的復(fù)制，由于³¹P、³²P的分子量不同，形成的DNA分子的相對(duì)質(zhì)量不同，DNA分子中兩條DNA鏈中都是³¹P的分子量小，分布在試管的上方“輕”的位置，DNA分子中若一條鏈?zhǔn)?SUP>31P、另一條鏈?zhǔn)?SUP>32P，DNA的分子量處于中間，分布在試管的“中”的位置，DNA分子中的兩條鏈都是³²P，DNA的分子量大，DNA分子在試管的下方“重”的位置．

解答 解：（1）由題意可知，G₀是哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含有³¹P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到，G₀的2個(gè)DNA分子的兩條DNA鏈中都是³¹P，應(yīng)位于試管的上方“輕”的位置；G₁是將G₀代細(xì)胞移至含有³²P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，細(xì)胞分裂一次獲得的，2個(gè)DNA分子中都是一條鏈?zhǔn)?SUP>31P、另一條鏈?zhǔn)?SUP>32P，分布在試管的“中”的位置；G₂是將G₀代細(xì)胞移至含有³²P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)第2次細(xì)胞分裂后獲得的，兩個(gè)DNA分子中，一個(gè)DNA分子一條鏈?zhǔn)?SUP>31P、另一條鏈?zhǔn)?SUP>32P，分布在試管的“中”的位置，另一個(gè)DNA分子兩條鏈都是³²P，分布在試管的下方“重”的位置．
（2）由（1）分析可知，G₂DNA分子分布在試管的“中”的位置和“重”的位置，且比例是1：1，試管的上方“輕”的位置無(wú)DNA分子的條帶分布．
（3）分析題圖可知，圖中①是試管的“輕”的位置，該條帶中DNA分子所含的同位素磷是³¹P；圖中②是試管的“中”的位置，該條帶中DNA分子所含的同位素磷是³¹P、³²P．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制的方式；DNA的自我復(fù)制能使生物的遺傳信息保持相對(duì)穩(wěn)定．
（5）G₂代DNA分子中，含³¹P的DNA分子為2個(gè)，只含³²P的DNA分子為6個(gè)．因此G₂代DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為$\frac{a+b+6b}{8}$=$\frac{a+7b}{8}$．
故答案為：
（1）A   B    D
（2）0：2：2
（3）³¹P    ³¹P、³²P
（4）半保留復(fù)制     遺傳信息
（5）$\frac{a+7b}{8}$

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)是DNA分子半保留復(fù)制的方式，對(duì)DNA分子半保留方式的理解是解題的關(guān)鍵，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取結(jié)論是本題的重點(diǎn)．