Question

4． DNA復(fù)制可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測，可能的情況是：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制．
（1）根據(jù)如圖中的示例對三種復(fù)制作出可能的假設(shè)：①如果是全保留復(fù)制，則一個DNA分子形成兩個DNA分子，其中一個是親代的，而另一個是新形成的．
②如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個DNA分子，各有一條鏈來自親代DNA分子，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻模?br />③如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片斷．
（2）究竟是哪種復(fù)制方式呢？請大家設(shè)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式．
實驗步驟：
①在氮源為¹⁴N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為¹⁴N-DNA（對照）．
②在氮源為¹⁵N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為¹⁵N-DNA（親代）．
③將親代¹⁵N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含¹⁴N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），用密度梯度離心方法分離．
實驗預(yù)測：
①如果與對照（¹⁴N/¹⁴N）相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶，即一條輕帶（¹⁴N/¹⁴N）和一條重帶（¹⁵N/¹⁵N），則可以排除半保留和分散復(fù)制；
②如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，則可以排除全保留復(fù)制但不能肯定是半保留復(fù)制或分散復(fù)制；
③如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出中等密度帶和輕密度帶，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定半保留復(fù)制；
④如果子代Ⅱ不能分出中等和輕密度兩條帶，則排除半保留復(fù)制，同時確定為分散復(fù)制．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：如果DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則一個親代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子復(fù)制后，兩個子代DNA分子是：一個¹⁵N-¹⁵N，一個¹⁴N-¹⁴N，在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；
如果DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則一個親代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子復(fù)制后，兩個子代DNA分子都是¹⁵N-¹⁴N，在離心管中分布的位置全部在中帶．如果DNA的復(fù)制方式為分散復(fù)制，則一個親代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子復(fù)制后，在離心管中分布的位置全部在中帶，這樣就不能區(qū)分半保留復(fù)制和分散復(fù)制，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定：如果DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則一個親代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子復(fù)制2次后，得到的4個DNA分子，一個DNA分子是¹⁵N-¹⁴N，另外3個DNA分子是¹⁴N-¹⁴N，在離心管中分布的位置$\frac{1}{4}$在中帶，$\frac{3}{4}$在輕帶；DNA的復(fù)制方式為分散復(fù)制，則一個親代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子復(fù)制2次后，得到的4個DNA分子，在離心管中分布的位置全部在中帶．

解答 解：（1）根據(jù)如圖中的示例對三種復(fù)制作出可能的假設(shè)：
①如果是全保留復(fù)制，則一個DNA分子形成兩個DNA分子，其中一個是親代的DNA分子，而另一個則是新形成的DNA分子．
②如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個DNA分子，各有一條鏈來自親代DNA分子，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻腄NA子鏈．
③如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片斷．
（2）設(shè)計同位素標(biāo)記法實驗來證明DNA的復(fù)制方式，¹⁴N/¹⁴N表示輕DNA，¹⁴N/¹⁵N表示中DNA，¹⁵N/¹⁵N表示重DNA．
實驗預(yù)測：
①如果與對照（¹⁴N/¹⁴N）相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶，即一條輕帶（¹⁴N/¹⁴N）和一條重帶（¹⁵N/¹⁵N），則可以排除半保留和分散復(fù)制；
②如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，則可以排除全保留復(fù)制，但不能肯定是半保留復(fù)制或分散復(fù)制；
③如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出中等密度帶和輕密度帶，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定半保留復(fù)制；
④如果子代Ⅱ不能分出中等和輕密度兩條帶，則排除半保留復(fù)制，同時確定為分散復(fù)制．
故答案為：
（1）②一條鏈來自親代DNA分子，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻摹?br />③每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片斷
（2）①一條重帶（¹⁵N/¹⁵N）　半保留和分散復(fù)制　
②中等密度帶　全保留復(fù)制　半保留復(fù)制或分散復(fù)制　
③中等密度帶　輕密度帶　分散復(fù)制　半保留復(fù)制　
④中等和輕　半保留復(fù)制   分散復(fù)制

點評 本題考查DNA復(fù)制的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力，屬于中檔題．