Question

【题目】DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程是：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（对照），在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N-DNA（亲代），将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（子代Ⅰ和子代Ⅱ）后离心得到如图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：

（1）如果与对照相比，子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA复制的方式是 。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以排除DNA复制的方式是 。

如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：

①若子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA复制的方式是 。

②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA复制的方式是 。

（2）他们观测的实验数据如下：梯度离心DNA浮力密度（g/ml）表

分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的 方式相吻合。

（3）无论是有丝分裂还是减数分裂，都需要有遗传物质的复制，都遵循半保留复制原则。请依据此原则回答以下问题：

①用15N标记了一个精原细胞的一对同源染色体的DNA分子双链，然后放在不含15N标记的培养基中，经过正常的减数分裂产生的四个精子中，含有15N的精子有 个。

②用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后，每个细胞中被32P标记的染色体条数是 。

Answer 1

【答案】（1）全保留复制 全保留复制 ①半保留复制 ②分散复制

（2）半保留复制

（3）①4 ②0-20之间（包括0和20）

【解析】（1）与对照相比，子代I离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA复制后形成的2个DNA分子是1个只含14N，另一个只含15N，所以DNA分子的复制方式是全保留复制；如果子代I离心后只有1条中等密度带，则DNA分子的复制可能是半保留复制，也可能是分散复制，但可以排除DNA的全保留复制。

①子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA的复制方式是半保留复制；

②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA的复制方式是分散复制；

（2）分析表格数据可知：子Ⅰ代有一条带，密度介于亲代与对照组之间，子Ⅱ代有2条带，分别为中、轻两条密度带，且比例是1：1；子Ⅲ代有2条带，分别为中、轻两条密度带，且比例是1：3，因此可以推出DNA分子的复制方式是半保留复制。

（3）①15N标记了一个精原细胞的一对同源染色体的DNA分子双链，然后放在不含15N标记的培养基中培养，该细胞进行减数分裂时，因为只复制一次，根据半保留复制特点，被标记的DNA复制后都保留了原来母链的一条，即一条链含15N，另一条子链不含15N，故减数分裂产生的四个精子全有15N。②玉米体细胞只能进行有丝分裂，故第一次有丝分裂中的DNA为一条链含32P，另一条链不含32P，第二次有丝分裂时，在同一染色体上的2条染色体单体中的DNA,其中一个DNA的一条链含有32P，另一条链不含32P，另一个DNA的两条链都不含32P,因此在后期着丝点分裂后，染色单体分开并随机移向两极，故形成的细胞中含有32P的染色体最多为20条，最少为0条。