Question

【題目】關于DNA復制曾有三種假說，示意圖如下：

科學家運用密度梯度離心等方法研究DNA復制的機制。請回答問題：

(1)將兩組大腸桿菌分別在15NH4Cl培養液和14HN4Cl培養液中繁殖多代，培養液中的氮可被大腸桿菌用于合成四種____________分子，作為DNA復制的原料，最終得到含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌。

(2)實驗一：從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA，混合后放在100℃條件下進行熱變性處理，然后進行密度梯度離心，再測定離心管中混合的DNA單鏈含量，結果如圖a所示。

熱變性處理導致DNA分子中堿基對之間的____________發生斷裂，形成兩條DNA單鏈，因此圖a中出現兩個峰。

(3)實驗二：研究人員將含15N的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中，繁殖一代后提取子代大腸桿菌的DNA (F1DNA)，將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，離心管中出現的兩個條帶對應圖b中的兩個峰。若將未進行熱變性處理的F1DNA進行密度梯度離心，則離心管中只出現一個條帶。據此分析，F1DNA是由____________（選填①～④中的序號）組成。實驗結果證明，DNA是半保留復制，作出此判斷的依據是：雙鏈的F1DNA密度梯度離心結果只有一個條帶，排除了____________復制；單鏈的F1DNA密度梯度離心結果有兩個條帶，排除了____________復制。

①兩條15N-DNA單鏈

②兩條14N-DNA單鏈

③兩條既含15N、又含有14N的DNA單鏈

④一條15N-DNA單鏈、一條14N-DNA單鏈

Answer 1

【答案】 脫氧核糖核苷酸 氫鍵 ④ 全保留復制 彌散復制

【解析】

本題以圖文結合的形式，綜合考查學生對DNA分子的復制過程及其方式等相關知識的理解和掌握情況以及獲取信息的能力。

(1) DNA復制的原料是脫氧核糖核苷酸分子；脫氧核糖核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，培養液中的氮被大腸桿菌吸收后，可用于合成四種脫氧核糖核苷酸。

(2) DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，熱變性處理可導致DNA分子中堿基對之間的氫鍵發生斷裂，形成兩條DNA單鏈。

(3) 將含15N的大腸桿菌（親代DNA兩條鏈都含有15N）轉移到14NH4Cl培養液中，繁殖一代后，凡是新合成的DNA鏈均含14N。如果DNA分子的復制方式為半保留復制，則F1DNA分子是由④所示的一條15N-DNA單鏈、一條14N-DNA單鏈組成；此種情況下，將未進行熱變性處理的F1DNA進行密度梯度離心，在離心管中會出現一個條帶，而將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，則在離心管中會出現14N條帶和15N條帶，對應圖b中的兩個峰，與實驗結果相符。若為全保留復制，則F1DNA分子中，有1/2的DNA分子是由兩條15N-DNA單鏈組成，有1/2的DNA分子是由兩條14N-DNA單鏈組成，密度梯度離心結果應出現兩個條帶：14N條帶和15N條帶，而本實驗F1DNA密度梯度離心結果只有一個條帶，所以排除了“全保留復制”。若為彌散復制，則單鏈的F1DNA密度梯度離心結果只有1個條帶，而本實驗單鏈的F1DNA密度梯度離心結果有兩個條帶，因此排除了“彌散復制”。