Question

1．某校生物活动小组要借助某大学的实验设备进行研究性学习，对DNA分子复制的方式进行探索，有人认为DNA分子是全保留复制，也有人认为DNA分子是半保留复制． 该小组设计了下列实验程序，请完成实验步骤并对结果进行预测．
（1）实验步骤
第一步：在氮源为14N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为14N-DNA；在氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为15N-DNA．用某种离心方法分离得到的结果如图所示，其 DNA 分别分布在轻带和重带位置上．
第二步：将亲代大肠杆菌（含15N）转移到含14N的培养基上繁殖一代（Ⅰ），请分析：如果DNA 一半在轻带位置，一半在重带位置，则是全保留复制，如果 DNA全部位于中带位置，则是半保留复制．
第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌（含15N）转移到含14N的培养基上连续繁殖二代（Ⅱ），请分析：
如果DNA1/4在重带位置$\frac{3}{4}$在轻带位置，则是全保留复制；
如果DNA1/2在中带位置$\frac{1}{2}$在轻带位置，则是半保留复制．
（2）有人提出：第一代（Ⅰ）的 DNA 用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占$\frac{1}{2}$，则一定为半保留复制．你认为这种说法是否正确？不正确．原因是因为不论是全保留复制还是半保留复制，第一代〔I）的DNA用解旋酶处理后再离心都有一半单链在重带位置，一半单链在轻带位置．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：如果DNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子复制后，两个子代DNA分子是：一个¹⁵N-¹⁵N，一个¹⁴N-¹⁴N，在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代¹⁵N-¹⁵N的DNA分子复制后，两个子代DNA分子都是¹⁵N-¹⁴N，在离心管中分布的位置全部在中带．据此答题．

解答 解：（1）第二步：亲代大肠杆菌（含¹⁵N）转移到含¹⁴N的培养基上繁殖一代（Ⅰ）后，全保留复制的话，2个DNA分子中1个DNA是¹⁴N-DNA、另外1个DNA是¹⁵N-DNA，故一半在轻带位置，一半在重带位置；半保留复制的话，2个DNA分子中都是各一条链含¹⁴N、一条链含¹⁵N，故全部位于中带位置．
第三步：亲代大肠杆菌（含¹⁵N）转移到含¹⁴N的培养基上连续繁殖两代（Ⅱ）后，全保留复制的话，4个DNA分子中1个DNA是¹⁵N-DNA、另外3个DNA是¹⁴N-DNA，故$\frac{3}{4}$在轻带位置，$\frac{1}{4}$在重带位置；半保留复制的话，2个DNA分子中都是各一条链含¹⁴N、一条链含¹⁵N，另2个DNA分子全是¹⁴N-DNA，故一半在中带位置，一半在轻带位置．
（2）第一代（Ⅰ）的DNA用解螺旋酶处理后再离心，半保留复制和全复制形成的DNA链中2条¹⁴N，2条¹⁵N，则一半在轻带位置，一半在重带位置．
故答案为：
（1）全部位于中带位置             全保留复制             半保留复制
（2）不正确           因为不论是全保留复制还是半保留复制，第一代〔I） 的DNA用解旋酶处理后再离心都有一半单链在重带位置，一半单链在轻带位置

点评 本题考查DNA复制的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查．