题目内容
【题目】关于DNA复制曾有三种假说，示意图如下：
科学家运用密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题：
(1)将两组大肠杆菌分别在15NH4Cl培养液和14HN4Cl培养液中繁殖多代，培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种____________分子，作为DNA复制的原料，最终得到含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌。
(2)实验一：从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。
热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的____________发生断裂，形成两条DNA单链，因此图a中出现两个峰。
(3)实验二：研究人员将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA (F1DNA)，将F1DNA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对应图b中的两个峰。若将未进行热变性处理的F1DNA进行密度梯度离心，则离心管中只出现一个条带。据此分析，F1DNA是由____________（选填①～④中的序号）组成。实验结果证明，DNA是半保留复制，作出此判断的依据是：双链的F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带，排除了____________复制；单链的F1DNA密度梯度离心结果有两个条带，排除了____________复制。
①两条15N-DNA单链
②两条14N-DNA单链
③两条既含15N、又含有14N的DNA单链
④一条15N-DNA单链、一条14N-DNA单链
【答案】 脱氧核糖核苷酸 氢键 ④ 全保留复制 弥散复制
【解析】
本题以图文结合的形式，综合考查学生对DNA分子的复制过程及其方式等相关知识的理解和掌握情况以及获取信息的能力。
(1) DNA复制的原料是脱氧核糖核苷酸分子；脱氧核糖核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，培养液中的氮被大肠杆菌吸收后，可用于合成四种脱氧核糖核苷酸。
(2) DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，热变性处理可导致DNA分子中碱基对之间的氢键发生断裂，形成两条DNA单链。
(3) 将含15N的大肠杆菌（亲代DNA两条链都含有15N）转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后，凡是新合成的DNA链均含14N。如果DNA分子的复制方式为半保留复制，则F1DNA分子是由④所示的一条15N-DNA单链、一条14N-DNA单链组成；此种情况下，将未进行热变性处理的F1DNA进行密度梯度离心，在离心管中会出现一个条带，而将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，则在离心管中会出现14N条带和15N条带，对应图b中的两个峰，与实验结果相符。若为全保留复制，则F1DNA分子中，有1/2的DNA分子是由两条15N-DNA单链组成，有1/2的DNA分子是由两条14N-DNA单链组成，密度梯度离心结果应出现两个条带：14N条带和15N条带，而本实验F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带，所以排除了“全保留复制”。若为弥散复制，则单链的F1DNA密度梯度离心结果只有1个条带，而本实验单链的F1DNA密度梯度离心结果有两个条带，因此排除了“弥散复制”。
