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。
(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
(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
(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
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
更新时间:2024-04-03 17:13:11
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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
(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
(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
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:____________ 。
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
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____________ 。
(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 |
(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
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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【推荐1】如图是DNA复制示意图,E表示酶,α、β是新合成的子链。根据资料回答问题。
资料1.所有已知DNA聚合酶的合成方向都是相同的,DNA复制时,以其中一条链为模板,连续合成一条子链(称为前导链);以另一条链为模板,合成子链片段,在DNA连接酶的作用下将子链片段,连接成一条完整的子链(称为滞后链)。
资料2.所有已知的DNA聚合酶都不能发动新链的合成,而只能催化已有链的延长反应。然而RNA聚合酶则不同,它只需要DNA模板存在,就可以合成出新的RNA链。
资料3.DNA复制过程中,首先以DNA为模板合成几个至十几个核苷酸的RNA引物片段,然后DNA聚合酶Ⅲ继续在引物末端连接核苷酸使子链延伸。RNA引物的消除和缺口的填补是由DNA聚合酶Ⅰ来完成的。
(1)图中酶E是_____ ,作用于DNA分子的_____ 。
(2)图中_____ 是滞后链,RNA引物在其_____ 端。
(3)据资料分析,DNA复制需要_____ 种酶。现有DNA连接酶变异的温度敏感型大肠杆菌,其DNA连接酶仅在适当温度范围内起作用。根据资料1提出一个证明细胞内合成滞后链DNA片段的思路。_____ 。
资料1.所有已知DNA聚合酶的合成方向都是相同的,DNA复制时,以其中一条链为模板,连续合成一条子链(称为前导链);以另一条链为模板,合成子链片段,在DNA连接酶的作用下将子链片段,连接成一条完整的子链(称为滞后链)。
资料2.所有已知的DNA聚合酶都不能发动新链的合成,而只能催化已有链的延长反应。然而RNA聚合酶则不同,它只需要DNA模板存在,就可以合成出新的RNA链。
资料3.DNA复制过程中,首先以DNA为模板合成几个至十几个核苷酸的RNA引物片段,然后DNA聚合酶Ⅲ继续在引物末端连接核苷酸使子链延伸。RNA引物的消除和缺口的填补是由DNA聚合酶Ⅰ来完成的。
(1)图中酶E是
(2)图中
(3)据资料分析,DNA复制需要
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【推荐2】酒是人类生活中的主要饮料之一,有些人喝了一点酒就脸红,我们称为“红脸人”,有人喝了很多酒,脸色却没有多少改变,我们称为“白脸人”。下图表示乙醇进入人体后的代谢途径,请据图分析,回答下列问题:(1)“红脸人”的体内只有ADH,导致饮酒后血液中___________ 含量相对较高,毛细血管扩张,才会引起脸红。
(2)经检测D、d基因也位于4号染色体上,则D、d与A、a称为___________ ,正常情况下这两对基因在减数分裂形成配子过程中是否遵循自由组合定律?___________ (填“是”或“否”)。
(3)若某正常人乙醛脱氢酶基因在解旋后,其中一条母链上的G被A所替代,而另一条链正常,则该基因连续复制3次后,可得到___________ 个突变型乙醛脱氢酶基因。
(4)“红脸人”的基因型有___________ 种;一对“白脸人”夫妇,后代“白脸人”与“红脸人”的比为3:1,则这对夫妇的基因型为___________ 。
(5)基因控制生物性状除了图示途径外,基因还可通过控制___________ 直接控制生物的性状。年轻人醉酒后,能较快恢复,而老年人喝少量的酒,醉态明显,长时间才能恢复,并且肝脏、脑组织等容易受损伤,其原因是___________ 。
(2)经检测D、d基因也位于4号染色体上,则D、d与A、a称为
(3)若某正常人乙醛脱氢酶基因在解旋后,其中一条母链上的G被A所替代,而另一条链正常,则该基因连续复制3次后,可得到
(4)“红脸人”的基因型有
(5)基因控制生物性状除了图示途径外,基因还可通过控制
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【推荐3】下列甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可看出DNA复制方式是_________ 。
(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链;则A是_________ 酶,B是____________ 酶。
(3)图甲过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有_______________________________ 。
(4)乙图中,7是________ ;DNA分子两条链上的碱基通过____ 连接成碱基对,并且遵循___________ 原则。
(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的_____ 。
(1)从甲图可看出DNA复制方式是
(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链;则A是
(3)图甲过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有
(4)乙图中,7是
(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的
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