Question

14．由¹⁵N標記的DNA分子放在含有¹⁴N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復制n次．請完成下列問題．
（1）該DNA分子在復制過程中需要模板、原料、能量和酶等條件．DNA分子的雙螺旋結構能夠為復制提供精確的模板，通過堿基互補配對原則保證了復制能夠正確的進行．
（2）復制后含¹⁵N的DNA分子占全部DNA分子的比例為$\frac{2}{{2}^{n}}$．
（3）已知該DNA分子共有p個脫氧核糖，腺嘌呤有q個．那么復制n次需要的胞嘧啶數(shù)為（2ⁿ-1）（$\frac{1}{2}$p-q）．
（4）已知該DNA分子的一條鏈中$\frac{A+G}{T+C}$的值為m，那么另一條鏈中$\frac{A+G}{T+C}$的值為$\frac{1}{m}$，整個DNA分子中$\frac{A+G}{T+C}$的值為1．

Answer 1

分析 1、DNA分子結構的主要特點：DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的雙螺旋結構；DNA的外側由脫氧核糖和磷酸交替連接構成的基本骨架，內(nèi)側是堿基通過氫鍵連接形成的堿基對，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則．
2、有關DNA分子的復制：
（1）場所：主要在細胞核，此外在線粒體和葉綠體中也能進行．
（2）時期：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期．
（3）特點：邊解旋邊復制；復制方式為半保留復制．
（4）條件：模板：親代DNA分子的兩條鏈；原料：游離的4種脫氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶．
（5）準確復制的原因：DNA分子獨特的雙螺旋結構提供精確模板；通過堿基互補配對原則保證了復制準確地進行．

解答 解：（1）DNA分子在復制過程中需要模板：親代DNA分子的兩條鏈；原料：游離的4種脫氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶等條件．DNA分子獨特的雙螺旋結構提供精確模板；通過堿基互補配對原則保證了復制準確地進行．
（2）將用¹⁵N標記的一個DNA分子放在含有¹⁴N的培養(yǎng)基中復制n次，能得到2ⁿ個子代DNA分子，根據(jù)DNA半保留復制特點，其中有兩個DNA分子一條鏈含有¹⁵N標記，所以復制后含¹⁵N的DNA分子占全部DNA分子的比例為$\frac{2}{{2}^{n}}$．
（3）構成DNA的雙鏈之間的堿基遵循堿基互補配對原則，互補的堿基數(shù)量相等，即胸腺嘧啶=腺嘌呤、鳥嘌呤=胞嘧啶．由題干“DNA分子共有p個脫氧核糖，腺嘌呤有q個”可知，一個該DNA分子含有的胸腺嘧啶=腺嘌呤=q個、含有的鳥嘌呤=胞嘧啶=（p-2q）÷2=$\frac{1}{2}$p-q個；該DNA分子復制n次后，DNA分子的總數(shù)=2ⁿ個，該過程增加的DNA分子數(shù)=2ⁿ-1個；因此，該DNA分子復制n次，需要游離的胞嘧啶=每個該DNA分子含有的胞嘧啶×復制過程所增加的DNA數(shù)=（$\frac{1}{2}$p-q）×（2ⁿ-1）=（2ⁿ-1）（$\frac{1}{2}$p-q）個．
（4）由DNA分子的堿基互補配對原則可知，一條鏈上的A與另一條鏈上的T相等，一條鏈上的G與另一條鏈上的C先相等，因此DNA分子兩條單鏈上的$\frac{A+G}{T+C}$的值互為倒數(shù)，在雙鏈DNA分子中$\frac{A+G}{T+C}$的值=1．
故答案為：
（1）模板、原料、能量和酶     雙螺旋     堿基互補配對原則
（2）$\frac{2}{{2}^{n}}$
（3）（2ⁿ-1）（$\frac{1}{2}$p-q）
（4）$\frac{1}{m}$      1

點評 本題考查DNA分子結構的主要特點、DNA分子的復制，要求考生識記DNA分子結構的主要特點；識記DNA分子復制的特點、方式及準確復制的原因，能結合所學的知識準確答題．