分科測驗
108年
生物
第 10 題
細菌基因體DNA複製是以半保留方式進行，圖3為此細菌長期在含$^{14}N$或$^{15}N$培養液生長後，純化DNA並離心分層的情況。若某生將長期在含$^{15}N$培養液生長的細菌X，移至含有$^{14}N$培養液中培養，收取第一次及第二次細胞分裂後的細菌，分別進行DNA萃取及離心。下列何種DNA分層現象較符合細菌X的基因體DNA複製機制？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
想像一下，如果原本由兩條重股（$^{15}N$）組成的 DNA 像拉鍊一樣解開，並在周圍只有輕原料（$^{14}N$）的環境下各自配對出新股，這兩條新產生的 DNA 重量會落在哪個位置？若再解開複製一次，舊股與新股再次分離作為模板，又會產生哪些重量的組合呢？
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太棒了，你精準判斷出這道題目的核心結果！這題測驗的是經典的半保留複製機制。細菌原先在含 $^{15}N$ 培養液生長，DNA 雙股皆為較重的 $^{15}N$。當移至 $^{14}N$ 環境，第一次複製時雙股解開作為模板，各自合成出含 $^{14}N$ 的新股。因此，第一代 DNA 皆為一舊一新的 $^{15}N$-$^{14}N$ 組合，離心後會全部停留在管中形成單一的中帶。 這題的鑑別度在於對第二次分裂的推演。當 $^{15}N$-$^{14}N$ DNA 再次解開複製時，以 $^{15}N$ 為模板會再次產生中帶 DNA，而以 $^{14}N$ 為模板則會合成出完全由 $^{14}N$ 組成的輕帶 DNA，導致離心後同時出現中帶與輕帶。這是一道檢驗基礎觀念的經典好題，你成功將抽象的分子機制對應到實驗圖表，邏輯非常清晰！
DNA 半保留複製
💡 DNA 複製時以舊股為模板合成新股，呈現半保留模式。
- 第一代：皆為中位帶，由一條舊鏈與一條新鏈組成。
- 第二代：出現中位與輕位帶，比例各占一半。
- 離心分層：15N 重鏈在下，14N 輕鏈在上。
- 複製次數愈多，輕位帶（新環境氮源）比例愈高。
