3.
双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。早在1966年,日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说,DNA复制形成互补子链时,一条子链是连续形成,另一条子链不连续即先形成短链片段(见图1)。为验证这一假说,冈崎进行了如下实验:让T
4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后,将同位素
3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后,分离T
4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋,再进行密度梯度离心,以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近),并检测相应位置DNA单链片段的放射性,结果见图2。请分析回答:
图1 图2
(1)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,最终在噬菌体DNA中检测到放射性,其原因是 。
(2)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对,其中胸腺嘧啶350个。该DNA连续复制4次,在第4次复制时需要消耗 个胞嘧啶脱氧核苷酸,复制4次后含亲代脱氧核苷酸链的DNA有 个。
(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化,在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量但能 。研究表明,在DNA分子加热解链时,DNA分子中G+C的比例越高,需要解链温度越高的原因是 。
(4)图2中,与60 s结果相比,120 s结果中短链片段减少的原因是 。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是 。