Question

英國科學(xué)家Sanger因發(fā)明了鏈終止DNA測序法而再獲諾貝爾獎．通過向DNA復(fù)制體系中加入能夠終止新鏈延伸的某種脫氧核苷酸類似物，可以得到各種不同長度的脫氧核苷酸鏈，再通過電泳呈帶（按分子量大小排列），從而讀出對應(yīng)堿基的位置．圖表示測定DNA新鏈中腺嘌呤位置的操作方法，據(jù)圖作答：
（1）操作的第一步是通過加熱破壞

 

從而使DNA分子的雙鏈打開，在細胞中這是在

 

酶的作用下完成的．
（2）根據(jù)上圖中的模板鏈，對應(yīng)合成的最長新鏈的堿基序列是（自上而下讀出）：

 

．
（3）要通過以上操作精確地測出DNA鏈上每一個堿基的位置，電泳分離結(jié)果必須能把

 

區(qū)分開來．
（4）為了能夠從電泳結(jié)果直接讀出上圖模板鏈中鳥嘌呤的位置，進行以上操作時
①應(yīng)加入什么標記物？

 

②擴增后將產(chǎn)生幾種帶標記的新鏈？

 

為什么？

 

（5）從理論上分析，采用鏈終止法測定一段DNA雙鏈中的全部堿基順序，最少要按圖中所示模式操作3次，請簡要說明理由．

 

Answer 1

考點：DNA分子的復(fù)制

專題：

分析：DNA分子是一個獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是由兩條平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成，外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基對（A-T；C-G）通過氫鍵連接．明確知識點，梳理相關(guān)的基礎(chǔ)知識，分析題圖，結(jié)合問題的具體提示綜合作答．

解答： 解：（1）DNA分子兩條鏈之間通過氫鍵連接，所以實驗操作的第一步是通過加熱破壞從而使DNA分子的雙鏈打開，在細胞中這是在解旋酶的作用下完成的．
（2）根據(jù)堿基互補配對原則，由于模板鏈的堿基序列是ATGATCCTG，所以對應(yīng)合成的最長新鏈的堿基序列是TACTAGGAC．
（3）據(jù)圖分析，要通過以上操作精確地測出DNA鏈上每一個堿基的位置，電泳分離結(jié)果必須能把長度只差一個堿基（或脫氧核苷酸）的DNA鏈區(qū)分開來．
（4）由于鳥嘌呤G與胞嘧啶C配對，所以要從電泳結(jié)果直接讀出上圖模板鏈中鳥嘌呤的位置，進行以上操作時，必須加入帶標記的胞嘧啶脫氧核苷酸類似物．由于模板鏈上只有2個鳥嘌呤，所以擴增后將產(chǎn)生2種帶標記的新鏈．
（5）由于經(jīng)過3次操作可以測出DNA片段的一條鏈上三種堿基的位置，剩下空位就是第四種堿基的位置；再根據(jù)堿基互補配對原則，可推知DNA另一條鏈的堿基順序．因此，采用鏈終止法測定一段DNA雙鏈中的全部堿基順序，最少要按圖中所示模式操作3次．
故答案為：
（1）氫鍵    解旋酶   
（2）TACTAGGAC
（3）長度只差一個堿基（或脫氧核苷酸）的DNA鏈
（4）①加入胞嘧啶脫氧核苷酸類似物（或ddCMP）
②2種      因為模板鏈上只有2個鳥嘌呤（或新鏈上只有2個胞嘧啶）
（5）經(jīng)過3次操作可以測出DNA片段的一條鏈上三種堿基的位置，剩下空位就是第四種堿基的位置；再根據(jù)堿基互補配對原則，可推知DNA另一條鏈的堿基順序

點評：本題考查測定DNA雙鏈中的堿基順序的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力．