問題探討

沃森和克里克在發表DNA雙螺旋結構的那篇著名短文的結尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種鹼基特異性配對方式，暗示著遺傳物質進行復制的一種可能的機制。”

1. 鹼基互補配對原則暗示DNA的複製機制可能是怎樣的？

【提示】鹼基互補配對原則是指DNA兩條鏈的鹼基之間有準確的一一對應關係，暗示DNA的複製可能需要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然後透過鹼基互補配對合成互補鏈。

2. 這句話中為什麼要用“可能”二字？這反映科學研究具有什麼特點?

【提示】科學研究需要大膽的想象，但是得出結論必須建立在確鑿的證據之上。

1. 請運用演繹推理來分析實驗過程， 完成上述實驗預期，填寫圖中的方框。

【答案】細胞分裂一次後，方框中填15N/14N-DNA；細胞再分裂一次後，試管上部的方框中填14N/14N-DNA，試管中部的方框中填15N/14N-DNA。

2. 假如全保留複製是正確的，實驗預期又會是怎樣的？

【提示】假如全保留複製是正確的，第一代的結果：一半的細胞中DNA是15N/15N-DNA，另一半的細胞中DNA是14N/14N-DNA；第二代的結果：1/4的細胞中DNA是15N/15N，3/4的細胞中DNA是14N/14N-DNA。

旁欄思考

第一代只出現一條居中的DNA條帶，這個結果排除了哪種複製方式？

【答案】第一代只出現一條居中的DNA條帶，這個結果排除了全保留複製的方式。

練習與應用

一、概念檢測

1. DNA複製是在為細胞分裂進行必要的物質準備。據此判斷下列相關表述是否正確。

(1) DNA複製與染色體複製是分別獨立進行的。 ( × )

(2) 在細胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的複製也是在這個時期完成的。 ( × )

2. DNA複製保證了親子代間遺傳資訊的連續性。下列關於DNA複製的敘述，正確的是（B）

A. 複製均在細胞核內進行

B. 鹼基互補配對原則保證了複製的準確性

C. 1個DNA分子複製1次產生4個DNA分子

D. 遊離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈

3. 將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養基中培養，使其分裂3次，下列敘述正確的是 （C）

A. 所有的大腸桿菌都含有15N

B. 含有15N的大腸桿菌佔全部大腸桿菌的比例為1/2

C. 含有15N的大腸桿菌佔全部大腸桿菌的比例為1/4

D. 含有15N的DNA分子佔全部DNA分子的比例為1/8

二、拓展應用

1. 雖然DNA複製透過鹼基互補配對在很大程度上保證了複製的準確性，但是，DNA平均每複製109個鹼基對，就會產生1個錯誤。請根據這一資料計算，約有31.6億個鹼基對的人類基因組複製時可能產生多少個錯誤？這些錯誤可能產生什麼影響？

【提示】可能有6個鹼基發生錯誤。產生的影響可能很大，也可能沒有影響。

2. 已知果蠅的基因組大小為1.8 ×108bp（bp 表示鹼基對），真核細胞中DNA複製的速率一般為50 - 100bp/s。下圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結構叫作DNA複製泡，是DNA上正在複製的部分。請你推測果蠅DNA形成多個複製泡的原因。

【答案】說明果蠅的DNA有多個複製起點，可同時從不同起點開始DNA的複製，由此加快DNA複製的速率，為細胞分裂做好物質準備。