Question

2．研究表明，无论是真核生物还是原核生物细胞中，DNA复制的起始必须先合成一段长度约为10个核苷酸左右的RNA分子作为引物．下图是验证DNA复制需要RNA分子作为引物的实验过程，M13噬菌体是一种单链环状DNA病毒，侵入大肠杆菌后能复制形成双链环状DNA，利福平是一种RNA聚合酶抑制剂．请分析回答：

（1）M13噬菌体的单链环状DNA复制开始时，首先需要通过转录过程合成一小段RNA，转录过程需要的原料是核糖核苷酸．若M13噬菌体的单链环状DNA中各种碱基的含量为：a%A，b%G，c%T和d%C，则双链环状DNA中，碱基A的含量为$\frac{（a%+c%）}{2}$．
（2）与实验一相比，实验二无M13双链环状DNA的原因是利福平抑制了大肠杆菌细胞内RNA聚合酶的活性，无法合成RNA作为复制的引物，实验三有M13双链环状DNA的原因是加入利福平之前，大肠杆菌细胞内已经合成的RNA仍能作为复制的引物．
（3）生物体内DNA复制过程中，子链延伸需要引物的原因是DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到已有的核酸片段上，子链片段在DNA连接酶作用下连接起来．
（4）PCR技术通常需要长度为20～30个核苷酸的DNA片段作为引物，如果引物过短，则对扩增结果的影响是会扩增出更多的非目标DNA分子．

Answer 1

分析 1、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程；
2、碱基互补配对原则的规律：
（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+T=C+G，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数．
（2）双链DNA分子中，A=（A₁+A₂）÷2，其他碱基同理．
3、实验二无M13双链环状DNA的原因是：利福平抑制了大肠杆菌细胞内RNA聚合酶的活性，无法合成RNA作为复制的引物，而实验三加入利福平之前，大肠杆菌细胞内已经合成的RNA仍能作为复制的引物，故有M13双链环状DNA合成．

解答 解：（1）转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，转录过程需要的原料是核糖核苷酸；在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，若M13噬菌体的单链环状DNA中各种碱基的含量为：a%A，b%G，c%T和d%C，则双链环状DNA中，碱基A的含量为（a%+c%）÷2．
（2）根据实验分析：与实验一相比，实验二利福平抑制了大肠杆菌细胞内RNA聚合酶的活性，无法合成RNA作为复制的引物，故无M13双链环状DNA；而实验三加入利福平之前，大肠杆菌细胞内已经合成的RNA仍能作为复制的引物，故有M13双链环状DNA合成．
（3）生物体内DNA复制过程中，DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到已有的核酸片段上，故子链延伸需要引物，子链片段在DNA连接酶作用下连接起来．
（4）PCR技术通常需要长度为20～30个核苷酸的DNA片段作为引物，如果引物过短，则根据碱基配对原则，会扩增出更多的非目标DNA分子．
故答案为：
（1）核糖核苷酸     $\frac{（a%+c%）}{2}$
（2）利福平抑制了大肠杆菌细胞内RNA聚合酶的活性，无法合成RNA作为复制的引物  加入利福平之前，大肠杆菌细胞内已经合成的RNA仍能作为复制的引物
（3）DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到已有的核酸片段上     DNA连接酶
（4）会扩增出更多的非目标DNA分子

点评 本题考查了DNA分子复制相关的内容、PCR技术的相关知识，要求考生识记DNA复制、PCR技术的概念、原理、条件、过程等基础知识，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记层次的考查．