Question

【題目】下圖 1 為 DNA 分子部分結(jié)構(gòu)示意圖，圖 2 表示細(xì)胞生物遺傳信息傳遞的某過程，圖 3 表示DNA 結(jié)構(gòu)片段。請(qǐng)回答下列問題：

（1）圖 1 中_____________可組成一個(gè)脫氧核苷酸，DNA分子在結(jié)構(gòu)上具有較高穩(wěn)定性的主要原因是_______。

（2）DNA 聚合酶可催化圖 1 中____（填⑤、⑥或⑦）的形成，DNA 復(fù)制時(shí)與⑤鍵斷開有關(guān)的酶是____。

（3）圖 2 所示的生理過程是__________，該過程中不同于圖 3 的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式是______________________。

（4）若把圖 3 所示 DNA 置于含 14N 的培養(yǎng)液中復(fù)制 3 代， 子代中含 15N 的 DNA 所占比例為____，含 14N 的 DNA 所占比例為_____。

（5）某研究性學(xué)習(xí)小組以細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，驗(yàn)證 DNA 復(fù) 制的方式是半保留復(fù)制（培養(yǎng)用的細(xì)菌大約每 20 min 分裂 一次，產(chǎn)生子代）。請(qǐng)據(jù)圖 4 回答下列問題：

本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法包括_______________。如果實(shí)驗(yàn)三的離心結(jié)果是：DNA ______________（位置及比例），則是半保留復(fù)制。為了進(jìn)一步得出結(jié)論，該小組還設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)四， 如果 DNA____________________位置及比例），則確定是半保留復(fù)制。

Answer 1

【答案】②③④ DNA 分子中磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成 DNA 的基本骨架分子內(nèi)側(cè)堿基互補(bǔ)配對(duì)以氫鍵相連 ⑥ 解旋酶 轉(zhuǎn)錄 A 與 U 配對(duì) 1/8 1 同位素標(biāo)記法、密度梯度離心法、微生物培養(yǎng)技術(shù) 全部位于中帶 1/2 位于中帶，1/2 位于重帶

【解析】

1、根據(jù)圖 1分析，在 DNA 分子部分結(jié)構(gòu)示意圖中，A、B為組成DNA的局部脫氧核苷酸鏈，①④為磷酸，②為脫氧核糖，③為含氮堿基（鳥嘌呤），⑤為氫鍵，⑥鏈接一條鏈中相鄰核苷酸之間的酯鍵，⑦為一個(gè)脫氧核苷酸內(nèi)部的酯鍵，其中②③④剛好組成一個(gè)（鳥嘌呤）脫氧核苷酸。

2、根據(jù)圖2分析，一條鏈中一個(gè)堿基是U，表示RNA，另外一條鏈中堿基是A，表示DNA，表示轉(zhuǎn)錄過程。

3、圖3表示DNA，其中一條鏈15N，另外一條鏈為14N。

4、根據(jù)圖4中實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一是將親代細(xì)菌（含14N）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)多代，最后離心得到的子代DNA全為輕帶（DNA中兩條鏈都含14N）。

實(shí)驗(yàn)二是將親代細(xì)菌（含15N）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)多代，最后離心得到的子代DNA全為重帶（DNA中兩條鏈都含15N）。

實(shí)驗(yàn)三是將親代細(xì)菌（含15N）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)一代（Ⅰ，繁殖一代需要20min）后，若為全保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中1個(gè)DNA是14N-DNA、另外1個(gè)DNA是15N-DNA，故一半在輕帶位置，一半在重帶位置；若為半保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，故全部位于中帶位置。

實(shí)驗(yàn)四是將親代細(xì)菌（含14N）轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代（Ⅱ，繁殖一代需要,40min）后，若為全保留復(fù)制的話，4個(gè)DNA分子中1個(gè)DNA是14N-DNA、另外3個(gè)DNA是15N-DNA，故3/4在重帶位置，1/4在輕帶位置；若為半保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，另2個(gè)DNA分子全是14N-DNA，故一半在中帶位置，一半在輕帶位置。

（1）根據(jù)前面的分析可知，圖1中②③④剛好組成一個(gè)（鳥嘌呤）脫氧核苷酸。DNA分子在結(jié)構(gòu)上具有較高穩(wěn)定性的主要原因是DNA 分子中磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成 DNA 的基本骨架，分子內(nèi)側(cè)堿基互補(bǔ)配對(duì)以氫鍵相連，不易受到破壞。

（2）DNA 聚合酶是催化游離的脫氧核苷酸之間形成酯鍵，如圖1分析可知，圖 1 中⑥就是相鄰核苷酸之間的磷酸二酯鍵。DNA 復(fù)制時(shí)需要解開雙鏈，即讓解旋酶作用于氫鍵（⑤）使其斷開。

（3）圖1表示轉(zhuǎn)錄過程，圖2表示DNA結(jié)構(gòu)片段，因此，圖1所示的遺傳信息傳遞過程中不同于圖2的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式是A-U。

（4）圖3所示的DNA，一條鏈含15N，另一條鏈含14N，若把圖3所示DNA放在含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制3代，形成的子代DNA分子總數(shù)是8，凡是新形成的子鏈都含有14N，只有一條鏈含15N，根據(jù)半保留復(fù)制，其中含14N的DNA分子數(shù)為1，含15N的DNA所占比例為1/8。

（5）據(jù)圖4分析可知：研究DNA復(fù)制的方式可用同位素示蹤技術(shù)、密度梯度離心和微生物的培養(yǎng)等方法。實(shí)驗(yàn)三是將親代細(xì)菌（含15N）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)一代（繁殖一代需要20min）后，根據(jù)半保留復(fù)制特點(diǎn)，2個(gè)DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，故全部位于中帶位置。

實(shí)驗(yàn)四是將親代細(xì)菌（含14N）轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代（Ⅱ，繁殖一代需要，40min）后，根據(jù)半保留復(fù)制特點(diǎn)，2個(gè)DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，另2個(gè)DNA分子全是14N-DNA，故1/2在中帶位置，1/2在輕帶位置。