Question

【题目】科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式具体过程的探索实验。

（1）从结构上看（图1），DNA两条链的方向_______。DNA复制时，催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是_______。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断，图1中的DNA复制模型_______（是/不是）完全正确。

（2）为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验：20℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，培养不同时间后，阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链后，离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如下图所示（DNA片段越短，与离心管顶部距离越近）。

①根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程存在先合成_______，之后再_______，依据为________。

②若抑制DNA连接酶的功能，再重复上述实验，则可能的实验结果是________。

（3）请根据以上信息，补充下图，表示可能的DNA复制过程_________ 。

Answer 1

【答案】相反 DNA聚合酶 不是 较短的 DNA 片段 较短的 DNA 片段连接成 DNA 长链 时间较短时短片段 DNA 数量较多，随着时间推移长片段 DNA 数量较多 随着时间推移短片段DNA 的数量一直较多

【解析】

DNA的复制：

条件：a、模板：亲代DNA的两条母链；b、原料：四种脱氧核苷酸为；c、能量：（ATP）；d、一系列的酶。缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。

过程： a、解旋：首先DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程称为解旋；b、合成子链：然后，以解开的每段链（母链）为模板，以周围环境中的脱氧核苷酸为原料，在有关酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。

（1）从结构上看，DNA两条链的方向是相反的。DNA复制时，在DNA聚合酶的催化下脱氧核苷酸添加到DNA子链上。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，据此可推断，图1中的DNA复制模型并不完全正确，即两条子链的延伸方向应该是相反的。

（2）①图中实验结果可以看出时间较短时短片段 DNA 数量较多，随着时间推移长片段 DNA 数量较多，据此可推测，DNA复制时，子链合成的过程中存在先合成较短的 DNA 片段，之后再由较短的 DNA 片段连接成 DNA 长链的过程。

②DNA连接酶能够将DNA片段连接成长链，据此作用推测，若抑制DNA连接酶的功能后，再重复上述实验，则可能会表现出随着时间推移短片段DNA 的数量一直较多的实验结果。

（3）题中信息显示，DNA复制过程是有方向性的，即新合成的子链从5′向3′方向延伸，同时复制过程中存在分段复制的特点（多起点复制），据此表示DNA复制过程如下图所示：