Question

9．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分子均为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（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如图所示．

请分析：（1）由实验结果可推测第一代（Ⅰ）细菌DNA分子中一条链含¹⁴N；另一条链含¹⁵N．
（2）将第一代（Ⅰ）细菌转移到含¹⁵N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照图甲，将DNA分子可能出现在试管中的位置在图乙中标出．

（3）若将¹⁵N-DNA（亲代）的大肠杆菌在¹⁴N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中全含¹⁵N（重DNA）、一条链含¹⁵N（中DNA）及两条链均不含¹⁵N（轻DNA）的比例为0：2：6，在这些子DNA中，含¹⁵N的链与全部子DNA链的比例为1：8．
（4）若一个DNA分子的一条单链中A占32%，且$\frac{A+G}{T+C}$=1.5，此比例在其互补链中的比值是$\frac{2}{3}$；在整个DNA分子中的比值是1．以该单链为模板合成的子代DNA分子中，A+G的总含量占50%．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：Ⅰ中为全中，说明DNA分子是半保留复制，一条链为¹⁴N，另一条链为¹⁵N．Ⅱ中一半为轻，一半为中，说明复制两次后一半DNA都是¹⁴N，另一半DNA中一条链为¹⁴N，另一条链为¹⁵N．

解答 解：（1）Ⅰ代细菌DNA分子离心后都为中，说明一条链是¹⁴N，另一条链是¹⁵N．
（2）据图分析，¹⁴N、¹⁵N-DNA分子在含¹⁵N的培养基上繁殖一代，由于半保留复制，产生的两条子代DNA分别为全¹⁵N-DNA分子和¹⁴N、¹⁵N-DNA分子（混合型DNA分子），将该DNA做离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的下部和中部．

（3）若将¹⁵N-DNA（亲代）的大肠杆菌在¹⁴N培养基上连续复制3次，根据DNA分子半保留复制特点，所产生的子代DNA中全含¹⁵N（重DNA）、一条链含¹⁵N（中DNA）及两条链均不含¹⁵N（轻DNA）的比例为0：2：6，在这些子DNA中，含¹⁵N的链与全部子DNA链的比例为2：16=1：8．
（4）由于DNA分子的两条链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，一条链上的A与另一条链上的T相等，一条链上的G与另一条链上的C相等，因此DNA分子中两条单链上的$\frac{A+G}{T+C}$互为倒数，一条单链中$\frac{A+G}{T+C}$=1.5，此比例在其互补链中的比值是$\frac{2}{3}$，整个DNA分子中该比值是1；双链DNA分子中A+G的总含量占50%．
故答案为：
（1）¹⁴N　¹⁵N　
（2）
（3）0：2：6　1：8
（4）$\frac{2}{3}$　1　50%

点评 本题考查DNA分子中的碱基互补配对原则和DNA分子复制的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．