Question

16．如图为DNA分子结构模式图：
（1）如果5是腺嘌呤（A），则6是胸腺嘧啶（T），3能否表示腺嘌呤？不能．
（2）若该片断表示的是人体内的DNA，则复制时间是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期（细胞分裂间期）．
（3）若DNA分子中有1000个碱基对，其中腺嘌呤有400个，将其放在¹⁵N的培养基中复制3次，问：复制过程需要的酶有解旋酶和DNA聚合酶；需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸4200个；复制完成后只含¹⁵N的DNA分子有6个．
（4）若该DNA分子一条单链中$\frac{A+G}{T+C}$=m，则其互补链中该比例是$\frac{1}{m}$，在整个DNA分子中该比例为1．

Answer 1

分析 1、分析题图可知，1是磷酸，2是脱氧核糖，3、4、5、6是含氮碱基，由于3和4之间的氢键是3个，因此3-4是G-C碱基对，5和6之间的氢键是2个，因此5-6是A-T碱基对．
2、DNA分子是由两条脱氧核苷酸链组成的，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则．
3、DNA分子复制是以亲代两条DNA单链为模板合成子代DNA的过程，DNA分子复制的条件是：两条单链DNA为模板，四种游离的脱氧核苷酸为原料，解旋酶和DNA聚合酶等多种酶的催化，ATP提供能量，复制遵循的原则是碱基互补配对原则；复制的特点是边解旋边复制和半保留复制；复制的时间一般是细胞分裂间期．

解答 解：（1）分析题图可知，如果5是腺嘌呤，则与腺嘌呤配对的碱基是胸腺嘧啶T；由于3和4之间的氢键是3个，属于G、C碱基对，所以3可能是G或C，不可能是A．
（2）DNA分子复制的时间是细胞分裂间期．
（3）DNA分子复制需要的酶有解旋酶、DNA聚合酶等；若DNA分子中有1000个碱基对，其中腺嘌呤有400个，则胸腺嘧啶T=400个，G=C=600个，复制3次需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸是8×600-600=4200个；由于DNA分子的复制是半保留复制，因此将一个DNA分子放在¹⁵N的培养基中复制3次形成的8个DNA分子，2个含有N¹⁴和N¹⁵，6个只含有¹⁵N．
（4）由于DNA分子的两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，配对的碱基相等，因此A1=T2、G1=C2，如果DNA分子一条单链中$\frac{A+G}{T+C}$=m，则其互补链中该比例是$\frac{1}{m}$；双链DNA分子中，A=T、G=C，因此该比值是1．
故答案为：
（1）胸腺嘧啶（T）   不能
（2）有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期（细胞分裂间期）
（3）解旋酶和DNA聚合酶   4200   6
（4）$\frac{1}{m}$  1

点评 本题的知识点是DNA分子的结构特点，DNA分子的复制过程和特点，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系形成知识网络的能力，并应用相关知识综合解答问题的能力．