Question

某研究小组进行DNA分子复制方式的探究实验。先将大肠杆菌分别放在含有¹⁴N和¹⁵N的培养基中培养若干代后，收集大肠杆菌并提取DNA，进行密度梯度离心，DNA分别分布在轻带和重带上，结果如下图所示。然后将被¹⁵N标记DNA（亲代）的大肠杆菌，转移到含¹⁴N的培养基中培养繁殖得到子I代大肠杆菌，提取DNA（子I代）并离心。

请

（1）如果子I代DNA分布的位置是____________________________，则DNA分子复制方式是全保留复制；如果子I代DNA分布的位置是____________________，则是半保留复制。

（2）有同学提出：将子I代的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，则为半保留复制。你认为这位同学的说法是否正确____；原因是___________________________________________________。

（3）在含¹⁴N的培养基中继续培养到子III代，离心测定其DNA分子的分布情况，发现1/4位于中带，3/4位于轻带。该实验结果表明，DNA分子复制的方式是____________________________。

Answer

一半在轻带、一半在重带 全部在中带 不正确 因为不论是全保留复制还是半保留复制，这样处理后，结果相同 半保留复制

【解析】

1、DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子，且每个子代DNA分子都含有一条母链。

2、将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N，根据半保留复制的特点，第一代的DNA均为15N∥14N，子二代DNA中有两个DNA分子各保留亲代DNA分子的一条链（含15N），另一条链为14N，另两个DNA分子的两条链均含14N；以后各代中含有一条15N链、一条14N链的DNA分子始终为2个（来自于同一个亲代DNA），其余DNA分子两条链均含14N。

3、全含15N的DNA分子比纯含14N的DNA分子密度大，在密度梯度离心试验中，只含15N的DNA分子均位于试管下部，只含14N的DNA分子应位于试管上部，而一条链含15N，一条链含14N的DNA分子位置应位于前两者之间。

（1）如果DNA的复制方式为全保留复制，则子一代DNA一半为15N∥15N，另一半为14N∥14N，因此DNA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，则子一代DNA均为15N∥14N，因此DNA分布的位置是全部在中带。

（2）将第一代的DNA用解旋酶处理后再离心，不论是全保留复制还是半保留复制，这样处理后，结果都相同，出现一条轻带和一条重带；因此，这位同学的说法不正确。

（3）若DNA分子为半保留复制，则在含14N的培养基中继续培养到子Ⅲ代，得到8个DNA分子，有2个DNA分子各保留亲代DNA分子的一条链（含15N），另一条链为14N，另6个DNA分子的两条链均含14N；离心测定其DNA分子的分布情况，应该是1/4位于中带，3/4位于轻带，与结果相符。如果DNA的复制方式为全保留复制，则子Ⅲ代DNA1/8为15N∥15N，7/8为14N∥14N，与结果不相符。