某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究（已知培养用的细菌大约每20min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示）．

Question

某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究（已知培养用的细菌大约每20min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示）．请回答下列问题．

（1）综合分析本实验的DNA离心结果，前三组实验中，第___组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第___组和第___组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式．
（2）分析讨论：①若实验三的离心结果为：如果DNA位于 (1)/(2)重和 (1)/(2)轻带位置，则是___复制；如果DNA位于全中带位置，则是___复制．为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果DNA位于___（位置及比例，下同）带位置，则是全保留复制；如果DNA位于___带位置，则是半保留复制．
②若将实验三得到的DNA双链分开再离心，其结果___（填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式．
（3）实验得出结论：DNA复制方式为半保留复制．若将实验四的实验时间改为60min，离心后密度带的数量和位置是否发生变化？___．若实验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为___．
（4）假设某大肠杆菌含¹⁴N的DNA的相对分子质量为a，含¹⁵N的DNA的相对分子质量为b，现将含¹⁵N的DNA的大肠杆菌培养在含¹⁴N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为___．

Answer 1

（1）实验一和实验二起对照作用．第三组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第一组和第二组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式．实验三的离心结果：如果DNA位于(1)/(2)重带和(1)/(2)轻带位置，则是全保留复制；如果DNA位于全中带位置，则是半保留复制，
（3）①如果DNA位于(1)/(2)重带和(1)/(2)轻带位置，则是全保留复制；如果DNA位于全中带位置，则是半保留复制，含¹⁴N的细菌在含¹⁵N的培养基上培养40min，即细菌繁殖两代，如是DNA进行全保留复制，则只含¹⁴N的DNA位于轻带占(1)/(4)，只含¹⁵N的DNA位于重带占(3)/(4)；如果DNA进行半保留复制，则含¹⁴N和¹⁵N的DNA位于中带且占(1)/(2)，只含¹⁵N的DNA位于重带且占(1)/(2)．
②将实验三DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式．
（3）实验得出结论：DNA复制方式为半保留复制．若将实验四的实验时间改为60min，则DNA分子复制3次，其中2个DNA分子是一条含¹⁴N链和一条¹⁵N链，6个DNA分子只含¹⁵N的DNA，离心后密度带的数量和位置不变，若实验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为¹⁵N．
（4）由于DNA分子的复制是半保留复制，将含¹⁵N DNA的大肠杆菌再培养在含¹⁴N的培养基中，子一代 DNA分子中各含有一条母链和一条子链，因此DNA的分子量是(a+b)/(2)；，DNA分子复制2次形成4个DNA分子，所有DNA分子的相对质量之和是b+3a，因此子二代DNA分子的相对分子质量平均为(3a+b)/(4)．
故答案为：
（1）三　一　二
（2）①全保留　半保留　(1)/(4)轻和(3)/(4)重　(1)/(2)中和(1)/(2)重　②不能
（3）没有变化　¹⁵N　
（4）(3a+b)/(4)