Question

9．雙鏈DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成．早在1966年，日本科學家岡崎提出DNA半不連續(xù)復制假說：DNA復制形成互補子鏈時，一條子鏈是連續(xù)形成，另一條子鏈不連續(xù)即先形成短鏈片段（如圖1）．為驗證這一假說，岡崎進行了如下實驗：讓T4噬菌體在20℃時侵染大腸桿菌70min后，將同位素3H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分離T4噬菌體DNA并通過加熱使DNA分子變性、全部解螺旋，再進行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大�。ǚ肿釉叫‰x試管口距離越近），并檢測相應位置DNA單鏈片段的放射性，結果如圖2．請分析回答：

（1）以³H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，最終在噬菌體DNA中檢測到放射性，其原因是標記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復制提供原料．
（2）若1個雙鏈DNA片段中有1000個堿基對，其中胸腺嘧啶350個，該DNA連續(xù)復制四次，在第四次復制時需要消耗5200個胞嘧啶脫氧核苷酸，復制4次后含親代脫氧核苷酸鏈的DNA有2個．
（3）DNA解旋在細胞中需要解旋酶的催化，在體外通過加熱也能實現(xiàn)．解旋酶不能為反應提供能量，但能降低化學反應所需的活化能．研究表明，在DNA分子加熱解鏈時，DNA分子中G+C的比例越高，需要解鏈溫度越高的原因是DNA分子中G+C的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA結構越穩(wěn)定．
（4）圖2中，與60秒結果相比，120秒結果中短鏈片段減少的原因是短鏈片段連接成長鏈片段．該實驗結果為岡崎假說提供的有力證據(jù)是在實驗時間內細胞中均能檢測到較多的短鏈片段．

Answer 1

分析 圖1為DNA的半保留復制過程，顯示復制方向、起點缺口等；圖2自變量有時間、離試管口的距離，因變量是放射性的強度．

解答 解：（1）以³H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，標記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復制提供原料，所以在噬菌體DNA中檢測到放射性．
（2）一種1個雙鏈DNA片段中有1000個堿基對，其中胸腺嘧啶350個，則胞嘧啶有1000-350=650個，若該DNA連續(xù)復制四次，在第四次復制時需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為2^4-1×650=5200個，復制4次后含最初親代脫氧核苷酸鏈的DNA有2個．
（3）酶作為生物催化劑，不能為反應提供能量，但可以降低化學反應所需的活化能．DNA分子中G+C的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA結構越穩(wěn)定，所以在DNA分子加熱解鏈時，DNA分子中G+C的比例越高，需要解鏈溫度越高．
（4）圖2中，與60秒結果相比，120秒時有些短鏈判斷連接成長鏈片段，所以短鏈片段減少了．該實驗結果為岡崎假說提供的有力證據(jù)是在實驗時間內細胞中均能檢測到較多的短鏈片段．
故答案為：
（1）標記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復制提供原料
（2）5200   2   
（3）降低化學反應所需的活化能  DNA分子中G+C的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA結構越穩(wěn)定
（4）短鏈片段連接成長鏈片段   在實驗時間內細胞中均能檢測到較多的短鏈片段

點評 本題考查細胞有絲分裂不同時期的特點、DNA半保留復制特點、噬菌體侵染細菌的實驗，要求考生識記細胞有絲分裂不同時期的特點；掌握DNA分子半保留復制特點及相關計算；識記噬菌體侵染細菌實驗的過程，能準確判斷上清液或沉淀物中放射性高低．