科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年,Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法,追踪由15N标记的DNA亲本链的去向,实验过程是:在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其
科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年,Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法,追踪由15N标记的DNA亲本链的去向,实验过程是: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(对照),在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA均为15N—DNA(亲代),将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(子代I和子代Ⅱ)后离心得到如图B所示的结果。请依据上述材料回答问题:
(1)DNA精确复制的原因是________,DNA复制过程中用到了________种RNA,DNA复制有________意义。
(2)如果与对照相比,子代I离心后能分辨出轻和重两条密度带,则说明DNA传递遗传信息的方式是________。如果子代I离心后只有1条中等密度带,则可以排除DNA传递遗传信息的方式是________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带,再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定:①若子代Ⅱ离心后________,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是________的可能。
他们观测的实验数据如下:梯度离心DNA浮力密度(g/ml)表
世代 | 实 验 | 对照 |
亲代 | 1.724 | 1.710 |
子Ⅰ代 | 1.717 | 1.710 |
子Ⅱ代 | (1/2)1.717,(1/2)1.710 | 1.710 |
子Ⅲ代 | (1/4)1.713,(3/4)1.710 | 1.710 |
(3)分析实验数据可知:实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的________方式相吻合。
【答案】独特的双螺旋结构提供模板,碱基互补配对原则 0 将遗传信息从亲代传给子代,保持遗传信息的连续性 全保留复制 全保留复制 可以分出中、轻两条密度带 分散复制 半保留复制
【解析】本题是对DNA分子复制方式的探究,分析实验的原理可知,由于15N与14N的原子量不同,形成的DNA的相对质量不同,DNA分子的两条链都是15N,DNA分子的相对质量最大,离心后分布在试管的下端,如果DNA分子的两条链含有14N,相对质量最轻,离心后分布在试管上端,如果DNA分子的一条链是14N,另一条链是15N,相对分子质量介于二者之间,离心后分布在试管中部,若是DNA分子的复制是分散复制,不论复制几次,离心后的条带只有一条,然后根据实验出现的条带推断DNA分子的复制方式。
(1)DNA分子准确复制有两方面的原因,一是DNA分子规则的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,二是碱基互补配对原则保证了DNA分子复制能准确无误地进行,DNA复制过程中没有用到RNA,DNA复制的意义是将遗传信息从亲代传给子代,保持遗传信息的连续性。
(2)与对照相比,子代I离心后能分辨出轻(位于试管上方)和重(位于试管下方)两条密度带,则说明DNA复制后形成的2个DNA分子是1个只含14N,另一个只含15N,DNA分子的复制方式是全保留复制;如果子代I离心后只有1条中等密度带,DNA分子的复制可能是半保留复制,也可能是分散复制,但可以排除DNA传递遗传信息的方式是全保留复制。①子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是半保留复制;②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是分散复制。
(3)分析表格数据可知:子I代有一条带,密度介于亲代与对照组之间,子II代有2条带,中带与轻带,比例是1:1;子III代有2条带,中带与轻带,比例是1:3,因此可以推出DNA分子的复制方式是半保留复制。
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