Question

将¹⁵N标记的大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如甲图），转至以¹⁴NH₄C1为唯一氮源的培养液中培养，每20分钟繁殖一代，收集并提取DNA，进行密度梯度离心，下图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌DNA中胞嘧啶个数为X。下列有关叙述正确的是

A. 繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数

B. 乙是转入¹⁴N培养基中复制一代的结果

C. 出现丙结果至少需要40分钟

D. 出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为4X

Answer

A

【解析】大肠杆菌细胞中的DNA分子具有双螺旋结构，在复制过程中遵循碱基互补配对原则，所以繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A项正确；DNA分子复制是半保留复制，将15N标记的大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如甲图），转至以14NH4C1为唯一氮源的培养液中培养，复制一代的DNA分子都是一条链含15N，一条链含14N，经密度梯度离心后如图丙，故B项错误；大肠杆菌每20分钟繁殖一代，所以出现丙结果至少需要20分钟，C项错误；丁中是1/2中、1/2轻，说明DNA已复制2次，所以出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为X×(22－1) ＝3X，故D项错误。

【点睛】

DNA分子复制中的相关计算

DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，其结果分析如下：

(1)DNA分子数

①子代DNA分子数＝2n个；

②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；

③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。

(2)脱氧核苷酸链数

①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；

②亲代脱氧核苷酸链数＝2条；

③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。

(3)消耗的脱氧核苷酸数

①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个；

②第n次复制所需该脱氧核苷酸数＝2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数－2n－1个DNA分子中该脱氧核苷酸数＝2n·m－m·2n－1＝m·(2n－2n－1)＝m·2n－1。