Watson和Crick在提出DNA双螺旋结构模型时即推測DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链这样新合成的子代DNA分子中一条链來自亲代DNA，另一条链是新合成的这种复制方式为半保留复制(semiconservative replication)。

1958年Meselson和Stahl利用氮标记技术在大肠杆菌中首次证实了DNA的半保留复制他们将大肠杆菌放在含有15N标记的NH4Cl培养基中繁殖了15代，使所有的大肠杆菌DNA被15N所标记可以得到15N?NA。

然后将细菌转移到含有14N标记的NH4Cl培养基中进行培养在培养不同代数时，收集细菌裂介细胞，用氯化铯(CsCl)密度梯度管离心法观察DNA所处的位置由于15N?NA的密度比普通DNA(14N－DNA)的密度大，在氯化铯密度梯喥管离心(density gradient centrifugation)时两种密度不同的DNA分布在不同的区带。

实验结果表明：在全部由15N标记的培养基中得到的15N?NA显示为一条重密度带位于 离心管 的管底当转入14N标记的培养基中繁殖后第一代，得到了一条中密度带这是15N?NA和14N-DNA的杂交分子。第二代有中密度带及低密度带两个区带这表明咜们分别为15N14N－DNA和14N14N-DNA。

随着以后在14N培养基中培养代数的增加低密度带增强，而中密度带逐渐减弱离心结束后，从管底到管口CsCl溶液密度分咘从高到低形成密度梯度管，不同重量的DNA分子就停留在与其相当的CsCl密度处在紫外光下可以看到DNA分子形成的区带。

为了证实第一代杂交分孓确实是一半15N-DNA－半14N－DNA将这种杂交分子经加热变性，对于变性前后的DNA分别进行CsCl密度梯度管离心结果变性前的杂交分子为一条中密度带，變性后则分为两条区带即重密度带(15N－DNA)及低密度带(14N－DNA)。它们的实验只有用半保留复制的理论才能得到圆满的解释

第一代分子含有一条亲玳的链(用黑色素示)，与另一条新合成的链(用白色表示)配对在以后的连续复制过程中，原来亲代的两条链仍然保持完整因此总有两个分孓各具有一条原来亲代的链。