高中 | 第3节 DNA的复制 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 第3节 DNA的复制题目答案及解析如下,仅供参考!

必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第3节 DNA的复制

科学家曾对$\rm DNA$复制的方式揭出全保留复制、半保留复制和分散复制(分散复制是指复制后的$\rm DNA$的两条链都包含亲代的片段与新合成的片段)三种假说,如下图所示。

研究人员应用同位素标记和密度梯度离心等方法进行了以下研究。

实验一:提取$\rm ^{15}N/^{15}N-DNA$$\rm ^{14}N/^{14}N-DNA$,混合后在$\rm 100^\circ\rm C$条件下进行热变性处理,使$\rm DNA$分子                 之间的氢键断裂,形成$\rm DNA$单链,然后进行密度梯度离心,并测定离心管中$\rm DNA$单链含量,实验结果如下图中$\rm a$$\rm b$所示。

[["碱基对"]]

热变性处理会使得$\rm DNA$双链解开,因此热变性处理,使$\rm DNA$分子碱基对之间的氢键断裂,形成$\rm DNA$单链。

实验二:将含$\rm ^{15}N/^{15}N-DNA$的大肠杆菌转移到$\rm ^{14}NH_{4}Cl$培养液中,繁殖一代后提取子代大肠杆菌的$\rm DNA$$\rm F_{1}DNA$),热变性后按与实验一相同的方法处理,得到的两个条带对应的峰值如图中$\rm c$所示。

①根据图中信息,能否判断$\rm DNA$的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”?                (填“能”或“不能”),原因是                                                                                  

②若对$\rm F_{1}DNA$不做热变性处理,直接进行密度梯度离心,则离心管中只出现一个条带,据此结果可排除                复制。

③图中$\rm b$$\rm c$$\rm ^{14}N-DNA$$\rm ^{15}N-DNA$单链含量峰值对应离心管中的位置相同,据此结果可排除                复制。

[["

不能;无论是$\\rm DNA$全保留复制还是半保留复制,经热变性处理后都能得到相同的实验结果;全保留复制;分散复制

"]]

①若$\rm DNA$的复制方式是全保留复制,含$\rm ^{15}N/^{15}N-DNA$的大肠杆菌转移到$\rm ^{14}NH_{4}Cl$培养液(假设亲本为$\rm 1$$\rm DNA$),繁殖一代后,得到两个子代$\rm DNA$分子是:一个$\rm ^{15}N-^{15}N$,一个$\rm ^{14}N-^{14}N$,与实验一相同的方法处理后,得到的单链$\rm ^{15}N$$\rm ^{14}N=1:1$,得到的两个条带对应的峰值与$\rm c$图相同,若$\rm DNA$的复制方式是半保留复制,到两个子代$\rm DNA$分子都是$\rm ^{15}N-^{14}N$,其得到的单链$\rm ^{15}N$$\rm ^{14}N=1:1$,得到的两个条带对应的峰值与$\rm c$图相同,由于两种情况下实验结果相同,因此无法判断$\rm DNA$的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”。

②假设亲本为$\rm 1$$\rm DNA$,若双链的$\rm F_{1}DNA$不做热变性处理,将其直接进行密度梯度离心,若$\rm DNA$的复制方式是全保留复制,则得到两个子代$\rm DNA$分子是:一个$\rm ^{15}N-^{15}N$,一个$\rm ^{14}N-^{14}N$,离心结果有两个条带;若$\rm DNA$的复制方式是半保留复制,得到两个子代$\rm DNA$分子都是$\rm ^{15}N-^{14}N$,离心结果只有$\rm 1$个条带;若$\rm DNA$的复制方式为分散复制,得到两个子代$\rm DNA$分子都是$\rm ^{15}N-^{14}N$,离心结果只有$\rm 1$个条带,因此根据实验结果,可排除全保留复制。

③图中$\rm b$$\rm c$$\rm ^{14}N-DNA$$\rm ^{15}N-DNA$单链含量峰值对应离心管中的位置相同,说明单链中只含有$\rm ^{14}N$$\rm ^{15}N$,可以排除分散复制。

实验三:将含$\rm ^{15}N/^{15}N-DNA$的大肠杆菌转移到$\rm ^{14}NH_{4}Cl$培养液中,培养$\rm 60\;\rm min$后提取子代大肠杆菌的$\rm DNA$,热变性后按与实验一相同的方法处理,$\rm ^{14}N-DNA$$\rm ^{15}N-DNA$单链含量峰值之比约为$\rm 7:1$,则大肠杆菌的分裂周期约为                 $\rm \;\rm min$

[["$\\rm 20$"]]

假设亲本为$\rm 1$$\rm DNA$$\rm ^{14}N-DNA$$\rm ^{15}N-DNA$单链含量峰值之比约为$\rm 7:1=14:2$,无论是半保留复制还是全保留复制,$\rm ^{15}N-DNA$单链只有$\rm 2$条,因此共含有$\rm 16$$\rm DNA$链,共$\rm 8$$\rm DNA$分子,$\rm 60\;\rm min$内共复制了$\rm 3$次,因此大肠杆菌的分裂周期为$\rm 60$ $\rm \div 3=20\;\rm min$

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