Question

【題目】1958，Meselson和Stahl通過一系列實驗首次證明了DNA的半保留復制，此后科學家便開始了有關DNA復制起點數目、方向等方面的研究。試回答下列問題。

(1)由于DNA分子呈_________________結構，DNA復制開始時首先必須解旋從而在復制起點位置形成復制叉(如圖1)。因此，研究中可以根據復制叉的數量推測_____________________________。

(2)1963年Cairns將不含放射性的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀)放在含有3H胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，進一步證明了DNA的半保留復制。根據圖2的大腸桿菌親代環(huán)狀DNA示意圖，用簡圖表示復制一次和復制兩次后形成的DNA分子。________________(注：以“……”表示含放射性的脫氧核苷酸鏈)。

(3)有人探究DNA的復制從一點開始以后是單向還是雙向進行的。將不含放射性的大腸桿菌DNA放在含有3H胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，給以適當的條件，讓其進行復制，得到圖3所示結果，這一結果說明_________________________。

(4)為了研究大腸桿菌DNA復制是單起點復制還是多起點復制，用第(2)題的方法，觀察到的大腸桿菌DNA復制過程如圖4所示，這一結果說明大腸桿菌細胞中DNA復制是________起點復制的。

Answer 1

【答案】(規(guī)則)雙螺旋 復制起點數量 DNA復制是雙向的 單

【解析】

DNA復制是以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；DNA復制過程：邊解旋邊復制；DNA復制特點：半保留復制。

（1）由于DNA分子呈規(guī)則的雙螺旋結構，所以DNA復制開始時首先必需在解旋酶的作用下解旋，從而在復制起點位置形成復制叉。因此，要研究DNA復制起點數目，可以根據復制叉的數量推測。

（2）由于DNA復制是半保留復制，所以大腸桿菌親代環(huán)狀DNA復制一次，得到的DNA都是一條鏈含有放射性；而復制兩次后形成的DNA分子中，一半是一條鏈含有放射性，一半是兩條鏈都含有放射性。

（3）根據圖3可知，復制起點在中間，兩邊都有放射性，所以DNA的復制是雙向的。

（4）根據圖4可知，大腸桿菌親代環(huán)狀DNA中只有1個復制起點，說明大腸桿菌細胞中DNA復制是單起點復制。