某校实验小组同学以大肠杆菌为实验对象，运用同位素标记法及离心法进行了DNA复制方式的探索实验，再次证明了DNA分子的半保留复制。实验内容及结果见下表。请分析并回答下列问题：组别1组2组3组4组5组6组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl15NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代一代两代培养产物ABA的子Ⅰ代A的子Ⅱ代B的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并离心离心结果（条带位置及比例）仅在试管上部仅在试管下部仅在试管中部1/2在试管中部、1/2在试管下部①②

1. 某校实验小组同学以大肠杆菌为实验对象，运用同位素标记法及离心法进行了DNA复制方式的探索实验，再次证明了DNA分子的半保留复制。实验内容及结果见下表。请分析并回答下列问题：

组别	1组	2组	3组	4组	5组	6组
培养液中唯一氮源	¹⁴NH₄Cl	¹⁵NH₄Cl	¹⁵NH₄Cl	¹⁵NH₄Cl	¹⁴NH₄Cl	¹⁴NH₄Cl
繁殖代数	多代	多代	一代	两代	一代	两代
培养产物	A	B	A的子Ⅰ代	A的子Ⅱ代	B的子Ⅰ代	B的子Ⅱ代
操作	提取DNA并离心
离心结果（条带位置及比例）	仅在试管上部	仅在试管下部	仅在试管中部	1/2在试管中部、1/2在试管下部	①	②

(1) 根据实验结论补充表中实验结果①、②。

(2) 3组和5组的实验结果可以确认DNA分子的复制方式不是；对DNA分子的复制方式是半保留复制的结论起关键作用的组别是。

(3) 若将A的子Ⅱ代和B的子Ⅱ代DNA双链分开后再离心，其离心结果分别为、（要求标明条带的位置及比例）。

(4) 本实验（填“能”或“不能”）通过检测子二代的放射性来判断DNA分子的复制方式，理由是。

【考点】

DNA分子的复制;

【答案】

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实验探究题普通

1. 为确定DNA复制方式是半保留复制而不是全保留复制，科学家以大肠杆菌为实验材料设计了下列相关实验，实验按照“1组→2组→3组”的顺序进行。实验内容及结果如表所示，表中“重带”表示¹⁵N/¹⁵N/¹⁴N—DNA，“中带”表示¹⁵N /¹⁴N—DNA，“轻带”表示¹⁴N /¹⁴N—DNA。回答下列问题：

组别	1组	2组	3组
大肠杆菌	含¹⁴N的大肠杆菌	大肠杆菌A	A的子Ⅰ代
培养液中唯一氮源	①	②	$\text{[math]}$
繁殖代数	多代	一代	一代
培养产物	大肠杆菌A	A的子Ⅰ代	A的子Ⅱ代
操作	提取DNA并离心	提取DNA并离心	提取DNA并离心
离心结果	都是重带	③	④

(1) 上述实验主要运用了（答出2点）等技术。设置1组实验的目的是。

(2) 表格中的①是，②是。若2组、3组的离心结果（③④）分别是，则说明DNA复制方式为半保留复制。

(3) 科学家进一步研究发现，真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制泡，其结构如图所示。

复制泡的存在不能为DNA复制方式为半保留复制而不是全保留复制提供理论依据，你的理由是。图中复制泡的存在说明DNA复制具有的特点。

实验探究题普通

2. 某校一个生物活动小组要进行研究性学习，对生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探究，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。

(1) 实验步骤

第一步：在氮源为¹⁴N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为¹⁴N—DNA；在氮源为¹⁵N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为¹⁵N-DNA。用离心方法分离得到的结果如图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。

第二步：将亲代大肠杆菌（含¹⁵N）转移到含¹⁴N的培养基上繁殖一代（I），同样离心，请分析：

如果DNA分布情况为，则是全保留复制；如果DNA分布情况为，则是半保留复制。

第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌（含¹⁵N）转移到含¹⁴N的培养基上连续繁殖两代（Ⅱ），同样离心，请分析：

如果DNA分布情况为，则是全保留复制；如果DNA分布情况为，则是半保留复制。

(2) 有人提出：第一代（I）的DNA用解旋酶处理后离心，就能直接判断DNA的复制方式。如果轻带和重带各占1/2，则一定为半保留复制。你认为该同学说法是否正确？原因是什么？。

实验探究题普通

3. DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复利。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA复制方式，基本思路是用¹⁴N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含¹⁵N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理，可能出现的实验结果如图2。

（1）该实验将会用到的实验技术有技术和密度梯度离心。若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1，可以说明DNA复制方式不是全保留复制，理由是。

（2）若亲代大肠杆菌繁殖二代，出现实验结果2，说明DNA复制方式是复制。按照此复制方式：

①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为。

②图3中DNA片段2至少需要经过次复制才能获得DNA片段3。

实验探究题普通