Question

【題目】動物細胞的線粒體DNA分子通常呈環(huán)狀雙鏈，包括H鏈和L鏈。H鏈上有兩個復(fù)制起始區(qū)，一個用于H鏈合成（簡稱OH），—個用于L鏈合成（簡稱OL）。其復(fù)制的主要過程是：首先是OH被啟動，以L鏈為模板，先合成一段RNA引物，然后合成H鏈片段，新H鏈一邊復(fù)制，一邊取代原來老的H鏈，被取代的老的H鏈以環(huán)的形式被游離出來。當(dāng)H鏈合成約2/3時，OL啟動，以被取代的H鏈為模板，合成新的L鏈，直至復(fù)制完成，過程如下圖所示。請回答下列問題：

（1）一個完整的線粒體DNA分子有________游離的磷酸基團，H鏈中相鄰核苷酸的堿基通過________連接起來。

（2）復(fù)制過程中需要____________酶參與。

（3）RNA引物的基本組成單位是____________，引物的作用是________________________。

（4）當(dāng)一個復(fù)制周期完成時，由__________________構(gòu)成的子代DNA分子滯后形成；完成兩個復(fù)制周期需要_________個引物。

（5）若應(yīng)用PCR技術(shù)實現(xiàn)該DNA分子的體外增殖，需要的酶是_____________________。

Answer 1

【答案】 0 脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖 解旋酶、DNA聚合酶 核糖核苷酸 DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸 老的H鏈和新的L鏈 6 Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶）

【解析】試題分析：本題以圖文結(jié)合的形式，綜合考查學(xué)生對DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制過程及其利用PCR技術(shù)擴增目的基因等相關(guān)知識的理解和掌握情況。解答此題需以題意敘述的“線粒體DNA分子復(fù)制的主要過程”為切入點并從題圖中提取信息，圍繞“DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制過程及其利用PCR技術(shù)擴增目的基因”等相關(guān)知識對各問題進行解答。

(1)依題意可知，線粒體通常為環(huán)狀雙鏈DNA分子，所以一個完整的線粒體DNA分子有0個游離的磷酸基；H鏈中相鄰核苷酸的堿基通過脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖連接起來。

(2)復(fù)制過程中需要解旋酶、DNA聚合酶參與。

(3) RNA引物的基本組成單位是核糖核苷酸。由于DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上，所以引物的作用是作為DNA復(fù)制的起始點，使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸。

(4)分析圖示可知：當(dāng)一個復(fù)制周期完成時，由老的H鏈和新的L鏈構(gòu)成的子代DNA分子滯后形成。DNA完成兩個復(fù)制周期即連續(xù)復(fù)制2次，最終形成4個環(huán)狀DNA分子；由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，所以完成2次復(fù)制，共需要6個引物。

(5) 若應(yīng)用PCR技術(shù)實現(xiàn)該DNA分子的體外增殖，需要的酶是Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶）。