Question

將大腸桿菌放在含有同位素15N的培養(yǎng)基中培育若干代后，細(xì)菌DNA所有氮均為15N，它比14N分子密度大，然后將DNA被15N標(biāo)記的大腸桿菌再移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每隔4小時(shí)(相當(dāng)于分裂繁殖一代的時(shí)間)取樣一次，測(cè)定其不同世代細(xì)菌DNA的密度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果DNA復(fù)制的密度梯度離心試驗(yàn)如下圖所示。

(1)中帶含有的氮元素是________________。

(2)如果測(cè)定第四代DNA分子密度，含15N標(biāo)記的DNA分子比例表示為_(kāi)_______。

(3)如果將第一代(全中)DNA鏈的氫鍵斷裂后再測(cè)定密度，它的四條DNA單鏈在試管中的分布位置應(yīng)為_(kāi)_______。

(4)上述實(shí)驗(yàn)表明，子代DNA合成的方式是________。

 

Answer 1

【答案】

（1）、  14N、15N   （2）、 1：8        

（3）、 輕帶、重帶     （4）、   半保留復(fù)制

【解析】DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，即以親代DNA分子的每條鏈為模板，合成相應(yīng)的子鏈，子鏈與對(duì)應(yīng)的母鏈形成新的DNA分子，一個(gè)DNA分子經(jīng)復(fù)制形成兩個(gè)子代DNA分子。將DNA被15N標(biāo)記的大腸桿菌移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA鏈均含14N。根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)，第一代的DNA分子應(yīng)一條鏈含15N，一條鏈含14N。一個(gè)親代DNA分子復(fù)制到第二代形成22＝4個(gè)DNA，其中兩個(gè)各保留親代DNA分子的一條鏈(含15N)，另一條鏈為14N，另兩個(gè)DNA分子的兩條鏈均含14N；以后各代中含有一條15N鏈、一條14N鏈的DNA分子始終為2個(gè)(來(lái)自于同一個(gè)親代DNA)，其余DNA分子兩條鏈均含14N。全含15N的DNA分子比純含14N的DNA分子密度大，在密度梯度離心試驗(yàn)中，含15N的DNA分子均位于試管下部，而含14N的DNA分子應(yīng)位于試管中較靠上的位置。一條鏈含15N，一條鏈含14N的DNA分子位置應(yīng)位于前兩者之間，試驗(yàn)的結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。據(jù)此可知，(1)中帶(DNA)含有氮元素為兩種：15N和14N；(2)第四代中由一個(gè)親代DNA分子產(chǎn)生的子代DNA數(shù)為24＝16個(gè)，一條鏈為14N，一條鏈為15N的DNA分子為2個(gè)，占總數(shù)的1／8，位于梯度離心分離的中帶，其余DNA分子含14N，有14個(gè)，占7／8，位于輕帶；(3)將第一代DNA鏈(一條含15N，一條含14N)的氫鍵斷裂后(兩鏈分開(kāi))測(cè)定密度，應(yīng)一半鏈在輕帶，一半鏈在重帶。