Question

某校一个生物活动小组进行研究性学习，他们借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了验证这两种假设，他们设计了下列实验，请完成实验并预测结果：

（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右图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。

第二步：将亲代大肠杆菌（¹⁵N-DNA）转移到含¹⁴N的培养基上繁殖一代（Ⅰ），请

如果DNA出现____，则是全保留复制；如果DNA 出现____，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（¹⁵N-DNA）转移到含¹⁴N的培养基上连续繁殖两代（Ⅱ），请如果DNA出现____，则是全保留复制；如果DNA出现____，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1/2，则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确____；原因是____。

Answer

一半在轻带位置，一半在重带位置 全部位于中带位置 3/4在轻带位置，1/4在重带位置 一半在中带位置，一半在轻带位置 不正确 因为不论是全保留复制，还是半保留复制，其第一代用解旋酶处理后，都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都有一半单链在重带上，一半单链在轻带上

【解析】

根据题意和图示分析可以知道：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：

（1）亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)后,若为全保留复制的话,2个DNA分子中1个DNA是两条链均是14N、另外1个DNA是两条链均是15N,故一半在轻带位置,一半在重带位置；若为半保留复制的话，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。

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两条链均是15N、另外3个DNA是两条链均是14N，故会出现在轻带位置和重带位置；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分子全是两条链均是14N，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。