双链DNA分子复制时，以解开的两条单链为模板合成子链，新合成的每个DNA分子都保留原来DNA分子中的一条链的复制方式称为半保留复制。请用同位素标记法和密度梯度离心法设计实验，证明DNA分子的复制是以半

双链DNA分子复制时，以解开的两条单链为模板合成子链，新合成的每个DNA分子都保留原来DNA分子中的一条链的复制方式称为半保留复制。请用同位素标记法和密度梯度离心法设计实验，证明DNA分子的复制是以半保留的方式进行的。

实验材料：含15N标记的NH4C1培养液、含14N的NH4C1培养液、大肠杆菌(20min分裂一次）、离心管、锥形瓶等。

（1）请简要写出本实验的步骤_________。

（2）预测实验结果并进行简要分析__________。

（3）本实验的结论是___________________。

【答案】

实验步骤：用含15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让其DNA双链都带上15N，作为亲代；再将大肠杆菌转移到含14N的NH4Cl培养液中；分别提取亲代、20 min和40 min后的大肠杆菌的DNA,并将DNA进行密度梯度离心，记录离心管中DNA的位置预测实验结果及分析:l5N标记的亲代大肠杆菌的双链DNA密度最大，最靠近离心管底部（重带）;20 min后的大肠杆菌双链DNA的密度居中，在离心管的位置居中（中带）;40 min后的大肠杆菌双链DNA，1/2的密度最小,在离心管的位置离底部最远(轻带），1/2的密度居中，在离心管的位置居中（中带）DNA分子的复制是以半保留方式进行的

【解析】

根据题干信息分析，该实验的目的是用同位素标记法和密度梯度离心法设计实验，证明DNA分子的复制是以半保留的方式进行的；正常大肠杆菌的DNA是没有放射性的，可以用含15N的原料对其双链进行标记，然后放到没有放射性的原料中复制一次、两次等，然后离心通过观察子代在试管中的位置进行分析。

（1）根据以上分析结合实验设计的一般原则进行实验设计：用含15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让其DNA双链都带上15N作为亲代；再将大肠杆菌转移到含14N的NH4Cl培养液中；分别提取亲代、20 min和40 min后的大肠杆菌的DNA,并将DNA进行密度梯度离心，记录离心管中DNA的位置。

（2）根据实验过程预测实验结果及分析:l5N标记的亲代大肠杆菌的双链DNA密度最大，最靠近离心管底部（重带）；20 min后的大肠杆菌相当于DNA复制了一次，每一个DNA含有一条l5N的链和一条l4N的链，即双链DNA的密度居中，在离心管的位置居中（中带）；40 min后的大肠杆菌相当于DNA复制了两次，双链DNA1/2的密度最小（只含有l4N），在离心管的位置离底部最远(轻带），1/2的密度居中（含有一条l5N的链和一条l4N的链），在离心管的位置居中（中带）。

（3）根据以上分析可知，该实验的结论是：DNA分子的复制是以半保留方式进行的。