Question

18．如圖為DNA的復(fù)制圖解，請據(jù)圖回答下列問題：
（1）DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)第一次分裂間期，此過程發(fā)生的主要場所是細(xì)胞核．
（2）②過程稱為解旋，需要DNA解旋酶酶的催化；③過程必須遵循堿基互補(bǔ)配對原則，如果α鏈的堿基比例為A：T：C：G為2：1：1：3，則以α鏈為模板復(fù)制出的子鏈堿基比例應(yīng)該是A：T：C：G=1：2：3：1．
（3）子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA 的復(fù)制具有半保留復(fù)制特點(diǎn)．
（4）將一個(gè)細(xì)胞的DNA用¹⁵N標(biāo)記，放入含¹⁴N的4種脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次后，含¹⁴N的DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的1．含¹⁵N的DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的$\frac{1}{8}$．
（5）已知原來DNA中有100個(gè)堿基對，其中堿基A 為40個(gè)，若復(fù)制4次，在復(fù)制過程中將需要900個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸參加．

Answer 1

分析 1、根據(jù)題意和圖示分析可知：圖示表示DNA復(fù)制過程，由圖可知DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，其中①是親代DNA分子、②是解旋過程、③是半保留復(fù)制過程，形成2個(gè)子代DNA．
2、DNA復(fù)制所需要的條件為：DNA復(fù)制所需要的條件：①模板：DNA的兩條鏈；②酶：解旋酶和DNA聚合酶等；③原料：四種游離的脫氧核糖核苷酸；④能量（ATP）．此外還需要適宜的溫度、PH等條件．
3、1個(gè)親代DNA復(fù)制產(chǎn)生2個(gè)子代DNA分子；復(fù)制n次產(chǎn)生的子代DNA分子數(shù)為2ⁿ個(gè)．
4、假設(shè)1個(gè)DNA含有n個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸，復(fù)制m次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為（2^m-1）×n．

解答 解：（1）DNA的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂間期，即有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期．DNA分子的復(fù)制主要發(fā)生在細(xì)胞核中．
（2）②過程稱為解旋，需要DNA解旋酶的催化；③過程為半保留復(fù)制過程，以解開的每一條母鏈為模板，以游離的四種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補(bǔ)配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈．DNA兩條鏈之間的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對原則，如果α鏈的堿基比例為A：T：C：G為2：1：1：3，則以α鏈為模板復(fù)制出的子鏈堿基比例應(yīng)該是A：T：C：G=1：2：3：1．
（3）子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA 的復(fù)制具有半保留復(fù)制特點(diǎn)．
（4）由于DNA 的復(fù)制具有半保留復(fù)制特點(diǎn)，將一個(gè)細(xì)胞的DNA用¹⁵N標(biāo)記，放入含¹⁴N的4種脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次后，每一個(gè)DNA都含有新形成的含¹⁴N的子鏈，故含¹⁴N的DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)為1．但只有2個(gè)含¹⁵N的DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的$\frac{2}{{2}^{4}}=\frac{1}{8}$．
（5）已知原來DNA中有100個(gè)堿基對，其中A為40個(gè)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，A=T、C=G，因此一個(gè)DNA分子中C為60個(gè)．DNA分子復(fù)制4次，形成2⁴=16個(gè)DNA分子中，因此在復(fù)制過程中將需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸=60×（16-1）=900個(gè)．
故答案為：
（1）有絲分裂和減數(shù)第一次分裂間        細(xì)胞核
（2）解旋    DNA解旋酶     堿基互補(bǔ)配對     1：2：3：1
（3）半保留復(fù)制
（4）1      $\frac{1}{8}$
（5）900

點(diǎn)評 本題結(jié)合DNA半保留復(fù)制過程圖，考查DNA的復(fù)制及相關(guān)計(jì)算，意在考查考生的識(shí)記能力和識(shí)圖能力；理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用數(shù)學(xué)方式表達(dá)生物學(xué)內(nèi)容的能力和計(jì)算能力．