Question

1．科学家在研究DNA分子复制方式时提出了三种假说如图甲（弥散复制：亲代双链被切成双链片段，而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”）；图乙是采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解．请分析并回答：

（1）为说明b组DNA均分布于中密度带，除了与a组结果比较外，还需要另设一组：将细菌在含有¹⁴N的培养基中生长多代，提取DNA并离心．
（2）b组结果支持半保留复制和弥散复制假说．若将b组DNA双链分开来离心，结果为“轻”和“重”两条密度带，这一结果不支持弥散复制假说，也可通过图乙中c组的结果来排除该假说．
（3）利用以上判断结果，若继续培养c组细菌，使其再繁殖一代，取样提取DNA并离心，与c组实验结果相比会发现密度带的种类（数量和位置）不发生变化，中密度带的DNA所占比例下降．

Answer 1

分析 本题是对DNA分子复制方式的探究，分析实验的原理可知，由于¹⁵N与¹⁴N的原子量不同，形成的DNA的相对质量不同，DNA分子的两条链都是¹⁵N，DNA分子的相对质量最大，离心后分布在试管的下端，如果DNA分子的两条链含有¹⁴N，相对质量最轻，离心后分布在试管上端，如果DNA分子的一条链是¹⁴N，另一条链是¹⁵N，相对分子质量介于二者之间，离心后分布在试管中部，若是DNA分子的复制是分散复制，不论复制几次，离心后的条带只有一条，然后根据实验出现的条带推断DNA分子的复制方式．

解答 解：（1）为说明b组DNA均分布于中密度带，除了与a组结果比较外，还需要另设一组：将细菌在含有¹⁴N的培养基中生长多代，提取DNA并离心．
（2）若细菌DNA分子的两条链都是¹⁵N，转入含¹⁴N的培养基中复制一次，无论DNA分子是半保留复制还是弥散复制，结果都只在中带位置，若将b组DNA双链分开来离心，结果为“轻”和“重”两条密度带，这一结果不支持弥散复制假说，因为弥散复制DNA双链分开来离心，结果全为“中”密度带，也可通过图乙中c组的结果来排除该假说．
因为若DNA分子为弥散复制，转入含¹⁴N的培养基中复制二次，DNA分子应该全在中带位置．
（3）根据DNA分子的半保留复制，若继续培养c组细菌，使其再繁殖一代，取样提取DNA并离心，与c组实验结果相比会发现密度带的种类（数量和位置）不发生变化，只是中密度带的DNA所占比例下降．轻密度带的DNA所占比例上升．
故答案为：
（1）a       ¹⁴N
（2）半保留复制和弥散复制   弥散复制     c
（3）种类（数量和位置）        中

点评 本题的知识点是对于DNA分子复制方式的探究，结合实验目的分析实验现象推导出实验结论的本题的重点．