Question

【題目】科學家將人工合成堿基對（代號為X—Y）插入大腸桿菌的DNA中，并未影響其生長和復制過程（如圖）。請回答：

（1）構成大腸桿菌DNA的基本骨架是______，轉錄場所主要是_________。

（2）經DNA分子改造所產生的變異類型是______。改造后的大腸桿菌DNA片段可能含有自然界基本堿基對和“X—Y”的人工堿基對，由1000個基本單位組成的雙鏈人工DNA分子最多可能有______種；若這個由1000個基本單位組成的雙鏈人工DNA分子上有腺嘌呤 150個、胞嘧啶 300個，則該 DNA片段中應有X______個。

（3）在試管中對上述DNA片段進行復制時，需向試管中加入模板DNA、______、ATP、______ 酶等物質；經過5次復制得到的子代DNA片段中，不含親代DNA鏈的有______個，第5次復制需要消耗含X堿基的基本單位______個。

Answer 1

【答案】脫氧核糖和磷酸交替排列在外側 擬核（核區） 基因突變 6500 50 6種脫氧核苷酸 DNA聚合酶（和解旋酶） 30 800

【解析】

本題考查DNA分子的結構以及DNA的復制相關知識，計算時還需熟練運用堿基互補配對的知識。

（1）脫氧核糖和磷酸交替連接構成了DNA的基本骨架，大腸桿菌為原核生物，故轉錄的場所主要為擬核。

（2）經DNA分子改造后相當于增加了堿基對的數目，故屬于基因突變。由1000個基本單位組成的雙鏈人工DNA分子，每條鏈有500個堿基，每個堿基有A、G、C、T、X、Y六種可能，因此，由1000個基本單位組成的雙鏈人工DNA分子最多可能有6500種。根據堿基互補配對原則可知，自然DNA分子任意不配對堿基之和等于DNA堿基總數的一半，有此推知該人工DNA分子中任意三個不能配對的堿基之和等于DNA堿基總數的一半,則A+C+X=500,X=50。

（3）雙鏈人工DNA分子復制需要模板DNA、6種脫氧核苷酸、ATP、DNA聚合酶等物質；DNA不管復制多少次，含親代鏈的DNA都只有2個，不含親代DNA鏈的DNA分子數等于總DNA分子減去2。經5次復制共合成DNA分子32個，其中不含親代DNA鏈的有30個。第5次復制時DNA的數量由16增加到32，而每個雙鏈DNA分子含50個X,所以需要消耗800個含X堿基的基本單位。