一、探究DNA的复制过程
1.实验方法：同位素示踪法。
2.实验原理
(1)含15N的双链DNA密度较大，离心后的条带应分布于离心管的下部。
(2)含14N的双链DNA密度较小，离心后的条带应分布于离心管的上部。
(3)两条链分别含15N和14N的双链DNA密度介于双链均含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间，离心后的条带应分布于离心管的中部。
3.实验过程
(1)大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖若干代。
(2)将上述大肠杆菌转到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。
(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，即分别取完成一次细胞分裂和两次细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的DNA分子分离出来。
(4)将提取的DNA进行密度梯度超速离心和分析，记录离心后离心管中DNA的位置。
4.实验结果(如图示)
(1)离心管a：立即取出提取DNA→离心→离心管底部(15N－15N－DNA)。
(2)离心管b：繁殖一代后取出提取DNA→离心→离心管中部(15N－14N－DNA)。
(3)离心管c：繁殖二代后取出提取DNA→离心→离心管上部和离心管中部(14N－14N－DNA和15N－14N－DNA)。
5.实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。
例1 在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N－DNA(相对分子质量为a)和15N－DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述不正确的是( )
A.Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D.上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
答案 B
解析 15N－DNA在14N的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链。这样的DNA用离心法分离后，应该全部处在试管的中部。Ⅰ代的两个DNA分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代DNA分别为全14N－DNA分子和14N、15N—DNA分子。此时，将该DNA作离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的。培养一个大肠杆菌，则其Ⅲ代细菌DNA分子共有8个，各条链的相对分子质量之和为(7a＋b)，平均相对分子质量为。
例2 (2018·杭州模拟)如图为科学家设计的DNA合成的同位素示踪实验，利用大肠杆菌来探究DNA的复制过程，下列说法正确的是( )
A.从获得试管①到试管③，细胞内的染色体复制了两次
B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA更方便
C.试管③中含有14N的DNA占
D.本实验是科学家对DNA复制方式假设的验证
答案 D
解析 大肠杆菌细胞内没有染色体，A 错误；噬菌体是营寄生生活的，不能在培养液中繁殖，不能代替大肠杆菌进行实验，B 错误；试管③中含有14N 的DNA 占100%，C错误；本实验是对DNA半保留复制的验证实验，D正确。
