Question

9．科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见表．请分析并回答下面的问题：

组别	1组	2组	3组	4组
培养液中唯一氮源	14NH4Cl	15NH4Cl	14NH4Cl	14NH4Cl
繁殖代数	多代	多代	一代	两代
培养产物	A	B	B的子一代	B的子二代
操作	提取DNA并离心
离心结果	仅为轻带 （14N/14N）	仅为重带 （15N/15N）	仅为中带 （15N/14N）	$\frac{1}{2}$轻带（14N/14N） $\frac{1}{2}$中带（15N/14N）

（1）综合分析本实验的DNA离心结果，第3组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与1和2组结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式．
（2）分析讨论：
①若B的子一代DNA离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于B（“A”或“B”），据此结果可判断DNA分子的复制方式是全保留复制（“半保留复制”或“全保留复制”）．
②若将B子代DNA双链分开后再离心，其结果不能（“能”或“不能”）判断DNA的复制方式．
③若在同等条件下将B的子二代继续培养，B的子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置与B的子二代DNA相比无变化（“有变化”或“无变化”），放射性强度发生变化的是轻带．
（3）若将上述实验中B的子一代大肠杆菌放在以¹⁵NH₄Cl为唯一氮源的培养基上培养两代，提取得到的大肠杆菌的DNA，其中含¹⁴N的DNA占25%，含¹⁵N的DNA占100%．

Answer 1

分析 根据题意和图表分析可知：DNA的复制方式可能为半保留复制、全保留复制和混合复制．若为全保留复制，则3组中子代DNA经离心后应该分为轻带（¹⁴N/¹⁴N）和重带（¹⁵N/¹⁵N），而实际只有中带（¹⁴N/¹⁵N），说明DNA复制不是全保留复制；若为混合复制，则4组中子代DNA经离心后应该只有中带（¹⁴N/¹⁵N），而实际结果与之不符，说明DNA复制不是混合复制，则DNA的复制方式为半保留复制．

解答 解：（1）若证明DNA的复制为半保留复制，则需证明后代DNA的两条链，一条链是母链，另一条链是新合成的子链，第3组结果与第1组、第2组的结果对比可以证实．
（2）①“轻”DNA为¹⁴N/¹⁴NDNA，“重”DNA为¹⁵N/¹⁵NDNA，据表，“重带”DNA来自于B代．①的结果是：后代DNA的两条链全是原来的或全是新合成的，说明DNA分子的复制方式不是半保留复制，而是全保留复制．
②将子一代DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式．
③将子二代继续培养，子n代DNA的情况是有2个为¹⁴N/¹⁵NDNA，其余全部为¹⁴N/¹⁴NDNA，所以子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带．
（3）实验中B的子一代大肠杆菌的DNA为¹⁵N/¹⁴N，放在以¹⁵NH₄Cl为唯一氮源的培养基上培养两代，得到4个大肠杆菌．提取得到的大肠杆菌的DNA，其中含¹⁴N的DNA只有1个，占25%，含¹⁵N的DNA占100%．
故答案为：
（1）3            1和2
（2）①B       全保留复制
②不能
③无变化       轻
（3）25%   100%

点评 本题以大肠杆菌为素材，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，要求考生认真分析表中实验结果，根据结果推测DNA复制方式，得出正确的实验结论，属于考纲理解和应用层次的考查．