DNA複製の問題

ある医学部一般入試試験の問題なのですが、どなたか解る方教えていただければ幸いです。
DNA複製が関連する問題で、迷路に陥ってしまってわからなくなりました。


　問２がどんなに考えても解リマセン。。。

問題　ラムダーファージは32Pの放射能を持つ二本鎖DNAを持つ。重水D2Oを入れた
　　　『重い培地』で大腸菌を数世代繰り返し分裂をさせておく。準備したラムダーファージ
　と大腸菌を混合して『重い培地』でラムダーファージのDNAの複製を開始させる。
　開始後一定時間経過した時、複製反応を停止させ、すぐにDNAを抽出する。密度の違いを
利用してDNAを分別して、密度の大きい方から一定量づつ試料に分けてそれぞれ含まれている
32Pの放射能を測定する。複製前のラムダーファージDNAを密度の違いを利用してDNAを分別する方法で調べると、32Pの放射能の分布は図のようになる。図中の矢印は「重い培地」
中で増殖した大腸菌DNAの位置を示している。同じ培地で増殖した大腸菌及びラムダーファージについてはDNAの密度は同じである。なお、ラムダーファージのDNAは半保存的に複製される。

問１全部のファージDNAが同時に一回だけ複製した時の３２Pの放射能の分布はどうなるか。


問２　全部のラムダーファージDNAが同時に２回だけ複製した時の３２Pの放射能の分布はどうなるか



解らない点


問１　の分布が　ちょうど密度が半分になり放射能が相対的に半分になるのは理解できますが、
問２の分布が　画像の通り　問１の分布と同じになるというのが答えで、
なぜそうなるか　解りません。。。　３回目、４回目と分裂したとしても、中央で放射能半分に
なるそうでうが、解りません。『同じ質量のDNAサンプルをとる』というのが
鍵になるそうですが、同じ分子量のサンプルを二回複製後のDNAサンプルを採取した時
32Pが２本、密度の重いDNAが６本となるので、全てが３２PであるDNAを持つ複製前と
比べると、３２Pは　４分の１の放射能になり、密度は　密度の一番重い大腸菌DNAの
４分の３の　密度になるのではないでしょうか？　よって、中央の密度二分の１　、
放射能も２分の１となる分布と同じになるのがどうも解りません。

どなたか教えて頂けないでしょうか。。。

質問者からの補足コメント

• konjii様
  
  質問にお答え頂き誠に幸いと思っております。
  ありがとうございます。やはり理解できない原因は、②でご説明いただいております　
  
  『同じ質量のDNAサンプルをとる』
  
  の所だと思いました。
  
  といいますのも、同じ問題で
  
  ０．５回複製した時の３２Pの分布はどうなるか？
  
  という問がありまして、ある講師の解説では０．５回複製した時のDNA量と初めのDNA量を
  『同じ量にする』やり方を示してもらい、答えは画像のある通り、32Pは２／３の強さで、
  重さは１/３の重さになるよう分布するのが答えでした。しかし、これを２回複製した時に適用すると
  画像の通り、放射能も重さも１/２にはなりません。
  
  『同じ量のサンプルをとる』
  
  の考え方をもう一度説明して頂けることはできますでしょうか？
  再びこのように質問するのは大変恐縮ですが、もしご厚意があれば
  またのご回答の程お願い致します。

  
  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2019/08/17 12:09

• 早速のご回答誠にありがとうございます。仰る通り、複製途中は
  前回の画像にある３２Pの二本鎖と一本の重いDNA鎖には　
  実際にはならないのは承知なのですが、
  一回の複製が完了するまでちょうど半分まで複製が進行している状態では
  重いDNA鎖は重い鎖の一本分の量に相当し、３２Pの二本のDNA鎖はDNA二本分に相当することにならないのでしょうか？　実際には下記のような一本の重い鎖と二本の放射能を持つ鎖には組み合わせにはなりませんが、質量を考えれば　そのような組み合わせのDNA量と同じ質量になるので、
  『放射能は２／３で重さは１/　３になる』がある予備校でのこの問題の答えと解説でした。
  ただ、二回目の複製の考察では、1回の複製のDNA量と同じ量を採ると言う説明を確かに他の方もされましたが、そこがどうしても解りません。ここまでお付き合い頂きまして本当に恐縮です。

  
    補足日時：2019/08/17 14:46

No.2 ベストアンサー 回答者： konjii 回答日時： 2019/08/16 16:49

最初のラムダーファージが32Pの放射能を持つ二本鎖DNAの時は重水素を含まないので軽で³²Pの相対量は１。

①³²Pの放射能を持つ二本鎖DNAが重水D2Oを入れた『重い培地』で同時に一回だけ複製した時は、二本鎖DNAの片方にのみ³²Pを含みもう片方は
³²Pはない培地のD₂Oを使って出来ているので、全て中間の密度で³²Pの相対量は１/2。
②ラムダーファージDNAが同時に２回だけ複製した時は①の次で、二本鎖DNAの片方にのみ³²Pを含むDNAの複製になるので、２つの二本鎖DNA
は二本鎖DNAの片方にのみ³²Pを含むDNAと両方に³²Pを含まない密度の重いDNAの２種類が出来ます。二本鎖DNAの片方にのみ³²Pを含むDNA
は①と同じ中間の密度で³²Pの相対量は１/2。密度の重いDNAに³²Pは無いので、³²Pの相対量は０。
となります。
仰るように、32Pが２本、密度の重いDNAが６本となり数の比は１：３ですが、
『同じ質量のDNAサンプルをとる』とあるので中間の密度に³²Pはいつも相対量は１/2。重い密度に³²Pはないので相対量は０。
①でD₂O培地で複製した二本鎖DNAの片方に重水素が含まれます。②でD₂O培地で複製した二本鎖DNAの³²Pの無い片方に重水素が含まれ、
³²Pの無い片方と二本鎖DNAを複製した時は³²Pを含まない密度の重い二本鎖DNAが出来ます。

No.3 回答者： konjii 回答日時： 2019/08/17 12:38

³²Pの放射能を持つ二本鎖DNAを持つラムダーファージが０．５回複製しても、図のような³²Pの放射能を持つ二本鎖DNAと、³²Pの放射能を持たない重い一本鎖DNAになりません。

³²Pの放射能を持つ二本鎖DNAが半分までほどけて、その半分まで³²Pの放射能を持たない重い一本鎖DNAとの二本鎖DNAが作られている途中です。複製の途中で二本鎖DNAをちぎってはいけません。

No.1 回答者： あつしノリノリ 回答日時： 2019/08/16 14:18

お医者さんに相談したほうが良いと思います。

お大事にして下さい。