组卷网 > 高中生物综合库 > 遗传与进化 > 遗传的分子基础 > DNA分子的结构和复制 > DNA分子的复制 > 探究DNA的复制过程
题型:非选择题-实验题 难度:0.4 引用次数:167 题号:22337011
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14NH4Cl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,在___(写两种酶)等的催化作用下进行DNA复制,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1-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1-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1-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。根据相关实验结果,可以判断DNA的复制方式(三种复制方式模型见图2)。下列说法可以作为判断依据的是___(选填⑤~⑦中的序号)。
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
⑤双链的F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带,排除“弥散复制”
⑥单链的F1DNA密度梯度离心结果有两个条带,支持“半保留复制”
⑦图1-b与图1-a中两个峰的位置相同,排除“全保留复制”
(4)研究人员继续研究发现:将只含15N的大肠杆菌转移到14NH4C1培养液中,培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA,经实验二的相关处理后,离心管中出现的14N条带与15N带峰值的相对比值为7:1,则大肠杆菌的分裂周期为___h。

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【推荐1】人们曾对DNA的复制存在三种假设,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,请回答下列问题。

(1)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。培养液中的氮可被大肠杆菌利用合成四种___________分子,作为DNA复制的原料。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。
(2)实验二:研究人员将含15N的大肠杆菌转移到14N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15NDNA单链、一条14N-DNA单链
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【推荐2】通常DNA分子复制从一个复制起始点开始,有单向复制和双向复制,如下图所示:

放射性越高的3H-胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H-脱氧胸苷),在放射自显影技术的图像上,感光还原的银颗粒密度越高。请利用放射性自显影技术、低放射性3H-脱氧胸苷和高放射性3H-脱氧胸苷,设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向,简要写出:
(1)实验思路:_____________
(2)预测实验结果和得出结论:____________
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【推荐3】DNA分子双螺旋结构模型提出之后,人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的.当时推测可能有如图甲所示的三种方式。1958年,M.Meselson和F.Stahl用密度梯度离心的方法,追踪由15N标记的DNA亲本链的去向,实验过程:在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N/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/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(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后离心得到如图乙所示的结果。请依据上述材料回答问题:

(1)如果与对照相比,子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带,则说明DNA复制的方式是_________
如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带,则可以排除DNA复制的方式是____________
如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带,再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定:
①若子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA复制的方式是____________________
②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA复制的方式是____________________
(2)他们观测的实验数据如下:
梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表

世代

实验

对照

亲代

1.724

1.710

子代Ⅰ

1.717

1.710

子代Ⅱ

(1/2)1.717,(1/2)1.710

1.710

子代Ⅲ

(1/4)1.717,(3/4)1.710

1.710

分析实验数据可知:实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的__________方式相吻合。
(3)无论是有丝分裂还是减数分裂,都需要有遗传物质的复制,都遵循半保留复制原则.请依据此原则回答以下问题:
①用15N标记了一个精原细胞的一对同源染色体的DNA分子双链,然后放在不含15N标记的培养基中,经过正常的减数分裂产生的4个精子中,含有15N的精子有_________个。
②用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂完成后,每个细胞中被32P标记的染色体条数是____________
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