Question

关于DNA的复制方式，早期的推测有全保留复制、半保留复制、分散复制三种(如下图)。究竟哪种复制方式正确呢?下面设计实验来证明DNA的复制方式。

实验步骤：

a．在氮源为¹⁴N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为轻密度带¹⁴N/¹⁴N-DNA (对照)。

b．在氮源为¹⁵N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为重密度带¹⁵N/¹⁵N-DNA (亲代)。

c．研究人员将含¹⁵N的大肠杆菌转移到¹⁴NH₄CI培养液中，连续繁殖两代(子代I和II )。

实验预测：

（1）如果子I代DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带，一条轻密度(¹⁴N/¹⁴N-DNA) 带和一条重密度(¹⁵N/¹⁵N-DNA) 两条带，则可以肯定是___________(填“全保留”或“半保留")复制。

（2）如果子I代DNA分辨出只有一条中密度带(¹⁴N/¹⁵N-DNA)，则可以排除全保留复制：接着做子II代DNA密度鉴定时，若分出一条中密度(¹⁵N/¹⁴N-DNA)带和一条轻密度(¹⁴N/¹⁴N-DNA)带两条带，且这两条密度带的DNA分子数的比为1∶1，则又可以排除________(填 “分散” 或“半保留”)复制。

实验结果：

DNA的复制是以________方式进行的。

实验

此实验中用到的生物学技术主要有____________________________和密度梯度离心法。

Answer

全保留 分散 半保留 放射性同位素标记法

【解析】

根据题意和图示分析可知：

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。

如果DNA的复制方式为分散复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子复制后，在离心管中分布的位置全部在中带，这样就不能区分半保留复制和分散复制，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：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2次后，得到的4个DNA分子，一个DNA分子是15N-14N，另外3个DNA分子是14N-14N，在离心管中分布的位置1/4在中带，3/4在轻带；DNA的复制方式为分散复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子复制2次后，得到的4个DNA分子，在离心管中分布的位置全部在中带。

（1）如果子Ⅰ代DNA能分辩出一条轻密度（14N/14N）带和一条重密度（15N/15N）两条带，则可以肯定是全保留复制。

（2）接着做子Ⅱ代DNA密度鉴定时，若分出一条中密度（15N/14N）带和一条轻密度（14N/14N）带两条带，且这两条密度带的DNA分子数的比为1∶1，则又可以排除分散复制。

DNA复制是以半保留方式进行的。

本实验中用到的生物学技术主要有同位素标记法和密度梯度离心法。