Question

【题目】DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。DNA复制时，一条子链是连续合成的，另一条子链是不连续合成的（即先形成短链片段再相互连接），这种复制方式称为半不连续复制，如图1。

（1）DNA复制时，子链延伸的方向为____________（DNA单链中具有游离磷酸基团的一端称为5’末端），这一过程需要_______酶催化，该酶作用的机理是__________________。

（2）半不连续复制是1966年日本科学家冈崎提出的。为验证假说，他进行了如下实验:让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小（分子越小离试管口距离越近），并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。

①在噬菌体DNA中能够检测到放射性，其原因是_______________________________。

②研究表明，富含G-C碱基的DNA分子加热变性时需要的温度较高。推测其原因是_____________________。

③图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段的量_______，原因是___________。

④研究还发现提取的噬菌体DNA上紧密结合了一些小RNA，根据PCR反应所需条件推测，RNA的作用是____________________。

Answer 1

【答案】 5’→3’ DNA聚合 降低反应的活化能 3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料 DNA分子中G+C的比例高，氢键较多，分子结构更加稳定 减少 短链片段连接成长链片段 作为子链延伸的引物

【解析】本题考查DNA的复制过程，意在考察考生对知识点的理解和对题意信息的分析、提取和应用能力。

（1）DNA是反向平行的，由图可知新链的形成方向都是从5’→3’，DNA形成需要DNA聚合酶的催化，其作用机理是降低反应所需的活化能。

（2）①在噬菌体DNA中能够检测到放射性，其原因是同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，大肠杆菌吸收了3H标记的脱氧核苷酸，此时大肠杆菌有3H标记的脱氧核苷酸又可以为噬菌体DNA复制提供原料，所以噬菌体DNA中能够检测到放射性。

②富含G-C碱基的DNA分子加热变性时需要的温度较高，可能是因为DNA分子中G+C的比例高，氢键较多，分子结构更加稳定。

③在图2中分子越小离试管口距离越近，所以分析图2可知，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段的量减少，应是因为短链片段在DNA连接酶的作用下被连接成长链片段。

④研究还发现提取的噬菌体DNA上紧密结合了一些小RNA，在PCR复制过程中需要引物结合到模板链上，所以根据PCR反应所需条件推测，RNA的作用是作为子链延伸的引物。