题目内容
【题目】DNA分子双螺旋结构模型提出之后,人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。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)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复制的方式是 。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带,则可以排除DNA复制的方式是 。
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离心后可以分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA复制的方式是 。
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复制的方式是 。
(2)他们观测的实验数据如下:梯度离心DNA浮力密度(g/ml)表
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。
(3)无论是有丝分裂还是减数分裂,都需要有遗传物质的复制,都遵循半保留复制原则。请依据此原则回答以下问题:
①用15N标记了一个精原细胞的一对同源染色体的DNA分子双链,然后放在不含15N标记的培养基中,经过正常的减数分裂产生的四个精子中,含有15N的精子有 个。
②用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂完成后,每个细胞中被32P标记的染色体条数是 。
【答案】(1)全保留复制 全保留复制 ①半保留复制 ②分散复制
(2)半保留复制
(3)①4 ②0-20之间(包括0和20)
【解析】(1)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复制后形成的2个DNA分子是1个只含14N,另一个只含15N,所以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,则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的全保留复制。
①子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA的复制方式是半保留复制;
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的复制方式是分散复制;
(2)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,分别为中、轻两条密度带,且比例是1:1;子Ⅲ代有2条带,分别为中、轻两条密度带,且比例是1:3,因此可以推出DNA分子的复制方式是半保留复制。
(3)①15N标记了一个精原细胞的一对同源染色体的DNA分子双链,然后放在不含15N标记的培养基中培养,该细胞进行减数分裂时,因为只复制一次,根据半保留复制特点,被标记的DNA复制后都保留了原来母链的一条,即一条链含15N,另一条子链不含15N,故减数分裂产生的四个精子全有15N。②玉米体细胞只能进行有丝分裂,故第一次有丝分裂中的DNA为一条链含32P,另一条链不含32P,第二次有丝分裂时,在同一染色体上的2条染色体单体中的DNA,其中一个DNA的一条链含有32P,另一条链不含32P,另一个DNA的两条链都不含32P,因此在后期着丝点分裂后,染色单体分开并随机移向两极,故形成的细胞中含有32P的染色体最多为20条,最少为0条。