Question

【題目】雙鏈DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。早在1966年，日本科學(xué)家岡崎提出DNA半不連續(xù)復(fù)制假說：DNA復(fù)制形成互補(bǔ)子鏈時(shí)，一條子鏈?zhǔn)沁B續(xù)形成，另一條子鏈不連續(xù)即先形成短鏈片段（如圖1）。為驗(yàn)證這一假說，岡崎進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：讓T4噬菌體在20℃時(shí)侵染大腸桿菌70min后，將同位素3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，在2s、7s、15s、30s、60s、120s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(jìn)行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大�。ǚ肿釉叫‰x試管口距離越近），并檢測(cè)相應(yīng)位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。請(qǐng)分析回答：

（1）以3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，最終在噬菌體DNA中檢測(cè)到放射性，其原因是_______________。

（2）若1個(gè)雙鏈DNA片段中有1000個(gè)堿基對(duì)，其中胸腺嘧啶350個(gè)，該DNA連續(xù)復(fù)制四次，在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗_____個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸，復(fù)制4次后含親代脫氧核苷酸鏈的DNA有___________個(gè)。

（3）DNA解旋在細(xì)胞中需要解旋酶的催化，在體外通過加熱也能實(shí)現(xiàn)。解旋酶不能為反應(yīng)提供能量，但能_______________。研究表明，在DNA分子加熱解鏈時(shí)，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解鏈溫度越高的原因是______________________________。

（4）圖2中，與60s結(jié)果相比，120s結(jié)果中短鏈片段減少的原因是__________________________。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為岡崎假說提供的有力證據(jù)是______________________________。

Answer 1

【答案】 標(biāo)記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復(fù)制提供原料 5 5200 降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能 DNA分子中G＋C的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 短鏈片段連接成長(zhǎng)鏈片段 在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中均能檢測(cè)到較多的短鏈片段

【解析】試題分析：本題考查DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)、DNA的特性、DNA分子的復(fù)制，要求學(xué)生識(shí)記DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)；掌握DNA分子的特性，識(shí)記DNA分子復(fù)制的條件，掌握DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。據(jù)圖可知，圖1為DNA半保留復(fù)制的過程，顯示復(fù)制方向、起點(diǎn)、缺口等；圖2自變量有時(shí)間、距離試管口的距離，因變量是放射性的強(qiáng)度。

（1）以3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，標(biāo)記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復(fù)制提供原料，所以在噬菌體DNA中檢測(cè)到放射性。

（2）若1個(gè)雙鏈DNA片段中有1000個(gè)堿基對(duì)，其中胸腺嘧啶350個(gè)，則胞嘧啶有1000-350=650個(gè)，若該DNA連續(xù)復(fù)制四次，在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為24-1×650=5200個(gè)，復(fù)制4次后含最初親代脫氧核苷酸鏈的DNA有2個(gè)。

（3）酶作為生物催化劑，不能為反應(yīng)提供能量，但可以降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。DNA分子中G+C的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，所以在DNA分子加熱解鏈時(shí)，DNA分子中G+C的比例越高，需要解鏈溫度越高。

（4）圖2中，與60秒結(jié)果相比，120秒時(shí)有些短鏈片斷連接成長(zhǎng)鏈片段，所以短鏈片段減少了。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為岡崎假說提供的有力證據(jù)是在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中均能檢測(cè)到較多的短鏈片段。