题目内容

【题目】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 -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 -DNA(亲代)。

c.将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)。

实验预测:

(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______复制。

(2)如果子Ⅰ代DNA分辨出只有一条中密度带(14N/15N),则可以排除____________复制;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,则又可以排除______复制,且这两条密度带的DNA分子数的比为____________。

实验

(3)此实验中用到的生物学技术主要有____________和密度梯度离心法,使用的酶主要有____________和____________等。

【答案】全保留 全保留 分散 1:1 同位素标记法 解旋酶 DNA聚合酶

【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。

(1)如果与对照(14N/14N)相比,子Ⅰ代能分辨出两条DNA带:一条轻(14N/14N)带和一条重(15N/15N),则DNA的复制方式为全保留复制,则可以排除半保留复制和分散复制;

(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带,则可以排除全保留复制,但不能肯定是半保留复制或分散复制,继续做子代ⅡDNA密度鉴定:若子代Ⅱ可以分出一条中密度带和一条轻密度带,则可以排除分散复制,同时肯定半保留复制,且这两条密度带的DNA分子数的比为1:1;

(3)此实验中用到的生物学技术有同位素标记法和密度梯度离心法,DNA复制需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶。

练习册系列答案
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【题目】合成生物学是指利用多种生物技术,让细胞来完成预先设想的各种任务。研究人员依据合成生物学原理创造出一种全新的大肠杆菌菌株。

(1)大肠杆菌(工程菌)可利用现成的有机物,通过______呼吸生产乙醇等作为生物燃料。

(2)为降低成本,研究人员重新设计了工程菌:将某微生物的固碳基因导入工程菌的基因组,使之能产生用于CO2固定和还原的酶,同时还“关闭”了三个参与异养代谢相关酶的基因;将能利用甲酸盐(可再生的储氢物质,具备廉价、易得、无毒、可降解等特性)合成ATP的非天然酶基因导入工程菌,使其能利用甲酸盐合成生命活动所需的ATP,如下图所示。

根据图1推测改造后的工程菌合成有机物的碳来自______,除了调整大肠杆菌碳源的来源,还对其_______来源进行了改造。请写出题目中涉及到的两种技术或工程的名称。____________。

(3)改造后的工程菌并没有按最初设想的代谢方式生活,研究人员还要对其进行______以获得目的菌。将改造后的工程菌放在一定容积的培养基中,除水、无机盐、氮源外,还加入数量有限的糖类、一定浓度的______,同时通入CO2浓度为10%的无菌空气;每天取2mL的培养基检测成分变化及工程菌的数量等,当菌体数量达到一个稳定值后,更换培养基,结果如图2。

在对培养基成分分析时发现,第47、166、214和343天,培养基中的糖含量______,在第______天左右得到较多符合要求的工程菌。

(4)请评价最终获得的大肠杆菌用于生物燃料生产的可行性,并说明理由。____________。

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