Question

【題目】DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。DNA復制時，一條子鏈是連續合成的，另一條子鏈是不連續合成的（即先形成短鏈片段再相互連接），這種復制方式稱為半不連續復制，如圖1。

（1）DNA復制時，子鏈延伸的方向為____________（DNA單鏈中具有游離磷酸基團的一端稱為5’末端），這一過程需要_______酶催化，該酶作用的機理是__________________。

（2）半不連續復制是1966年日本科學家岡崎提出的。為驗證假說，他進行了如下實驗:讓T4噬菌體在20℃時侵染大腸桿菌70min后，將同位素3H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分離T4噬菌體DNA并通過加熱使DNA分子變性、全部解螺旋，再進行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大小（分子越小離試管口距離越近），并檢測相應位置DNA單鏈片段的放射性，結果如圖2。

①在噬菌體DNA中能夠檢測到放射性，其原因是_______________________________。

②研究表明，富含G-C堿基的DNA分子加熱變性時需要的溫度較高。推測其原因是_____________________。

③圖2中，與60秒結果相比，120秒結果中短鏈片段的量_______，原因是___________。

④研究還發現提取的噬菌體DNA上緊密結合了一些小RNA，根據PCR反應所需條件推測，RNA的作用是____________________。

Answer 1

【答案】 5’→3’ DNA聚合 降低反應的活化能 3H標記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復制提供原料 DNA分子中G+C的比例高，氫鍵較多，分子結構更加穩定 減少 短鏈片段連接成長鏈片段 作為子鏈延伸的引物

【解析】本題考查DNA的復制過程，意在考察考生對知識點的理解和對題意信息的分析、提取和應用能力。

（1）DNA是反向平行的，由圖可知新鏈的形成方向都是從5’→3’，DNA形成需要DNA聚合酶的催化，其作用機理是降低反應所需的活化能。

（2）①在噬菌體DNA中能夠檢測到放射性，其原因是同位素3H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養基中，大腸桿菌吸收了3H標記的脫氧核苷酸，此時大腸桿菌有3H標記的脫氧核苷酸又可以為噬菌體DNA復制提供原料，所以噬菌體DNA中能夠檢測到放射性。

②富含G-C堿基的DNA分子加熱變性時需要的溫度較高，可能是因為DNA分子中G+C的比例高，氫鍵較多，分子結構更加穩定。

③在圖2中分子越小離試管口距離越近，所以分析圖2可知，與60秒結果相比，120秒結果中短鏈片段的量減少，應是因為短鏈片段在DNA連接酶的作用下被連接成長鏈片段。

④研究還發現提取的噬菌體DNA上緊密結合了一些小RNA，在PCR復制過程中需要引物結合到模板鏈上，所以根據PCR反應所需條件推測，RNA的作用是作為子鏈延伸的引物。