Question

2．研究表明，無論是真核生物還是原核生物細(xì)胞中，DNA復(fù)制的起始必須先合成一段長(zhǎng)度約為10個(gè)核苷酸左右的RNA分子作為引物．下圖是驗(yàn)證DNA復(fù)制需要RNA分子作為引物的實(shí)驗(yàn)過程，M13噬菌體是一種單鏈環(huán)狀DNA病毒，侵入大腸桿菌后能復(fù)制形成雙鏈環(huán)狀DNA，利福平是一種RNA聚合酶抑制劑．請(qǐng)分析回答：

（1）M13噬菌體的單鏈環(huán)狀DNA復(fù)制開始時(shí)，首先需要通過轉(zhuǎn)錄過程合成一小段RNA，轉(zhuǎn)錄過程需要的原料是核糖核苷酸．若M13噬菌體的單鏈環(huán)狀DNA中各種堿基的含量為：a%A，b%G，c%T和d%C，則雙鏈環(huán)狀DNA中，堿基A的含量為$\frac{（a%+c%）}{2}$．
（2）與實(shí)驗(yàn)一相比，實(shí)驗(yàn)二無M13雙鏈環(huán)狀DNA的原因是利福平抑制了大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)RNA聚合酶的活性，無法合成RNA作為復(fù)制的引物，實(shí)驗(yàn)三有M13雙鏈環(huán)狀DNA的原因是加入利福平之前，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)合成的RNA仍能作為復(fù)制的引物．
（3）生物體內(nèi)DNA復(fù)制過程中，子鏈延伸需要引物的原因是DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到已有的核酸片段上，子鏈片段在DNA連接酶作用下連接起來．
（4）PCR技術(shù)通常需要長(zhǎng)度為20～30個(gè)核苷酸的DNA片段作為引物，如果引物過短，則對(duì)擴(kuò)增結(jié)果的影響是會(huì)擴(kuò)增出更多的非目標(biāo)DNA分子．

Answer 1

分析 1、轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程；
2、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的規(guī)律：
（1）在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基兩兩相等，A=T，C=G，A+T=C+G，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)．
（2）雙鏈DNA分子中，A=（A₁+A₂）÷2，其他堿基同理．
3、實(shí)驗(yàn)二無M13雙鏈環(huán)狀DNA的原因是：利福平抑制了大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)RNA聚合酶的活性，無法合成RNA作為復(fù)制的引物，而實(shí)驗(yàn)三加入利福平之前，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)合成的RNA仍能作為復(fù)制的引物，故有M13雙鏈環(huán)狀DNA合成．

解答 解：（1）轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，轉(zhuǎn)錄過程需要的原料是核糖核苷酸；在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基兩兩相等，A=T，若M13噬菌體的單鏈環(huán)狀DNA中各種堿基的含量為：a%A，b%G，c%T和d%C，則雙鏈環(huán)狀DNA中，堿基A的含量為（a%+c%）÷2．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析：與實(shí)驗(yàn)一相比，實(shí)驗(yàn)二利福平抑制了大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)RNA聚合酶的活性，無法合成RNA作為復(fù)制的引物，故無M13雙鏈環(huán)狀DNA；而實(shí)驗(yàn)三加入利福平之前，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)合成的RNA仍能作為復(fù)制的引物，故有M13雙鏈環(huán)狀DNA合成．
（3）生物體內(nèi)DNA復(fù)制過程中，DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到已有的核酸片段上，故子鏈延伸需要引物，子鏈片段在DNA連接酶作用下連接起來．
（4）PCR技術(shù)通常需要長(zhǎng)度為20～30個(gè)核苷酸的DNA片段作為引物，如果引物過短，則根據(jù)堿基配對(duì)原則，會(huì)擴(kuò)增出更多的非目標(biāo)DNA分子．
故答案為：
（1）核糖核苷酸     $\frac{（a%+c%）}{2}$
（2）利福平抑制了大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)RNA聚合酶的活性，無法合成RNA作為復(fù)制的引物  加入利福平之前，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)合成的RNA仍能作為復(fù)制的引物
（3）DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到已有的核酸片段上     DNA連接酶
（4）會(huì)擴(kuò)增出更多的非目標(biāo)DNA分子

點(diǎn)評(píng) 本題考查了DNA分子復(fù)制相關(guān)的內(nèi)容、PCR技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記DNA復(fù)制、PCR技術(shù)的概念、原理、條件、過程等基礎(chǔ)知識(shí)，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記層次的考查．