Question

下图为真核细胞中发生的一项生理过程示意图，请据图回答：

（1）图中表示的生理过程是___________，此过程发生的主要场所是_________。

（2）该过程首先需要在____酶作用下把两条链解开；若图中虚线框内的碱基对“A - T”替换为“T - A”会引起生物性状的改变，则这种变异属于__________。

（3）若亲代DNA中碱基用¹⁵N标记，放在含¹⁴N的培养基中连续进行此项生理过程n次，含¹⁵N标记的DNA分子有______个。

（4）已知一个亲代DNA分子有P个碱基，其中腺嘌呤Q个，连续进行此项生理过程n次，共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸_______个。

Answer

DNA复制 细胞核 解旋 基因突变 2 （2n-1）(P-2Q)/2

【解析】试题分析：图示过程展示了亲代DNA双链解开为模板，合成子代DNA的过程，即DNA复制过程。1个亲代DNA分子连续复制n次，产生2n个子代DNA分子，其中只有两个子代DNA分子含有亲代DNA分子的一条链，其他子代DNA分子全为新合成的子链组成。

（1）图示过程是以DNA的双链为模板合成DNA 的过程，所以该过程为DNA复制。此过程发生的主要场所在细胞核。

（2）DNA复制是在解旋酶作用下，解成单链，作为模板合成子代DNA，碱基发生改变属于基因突变。

（3）依题意，在14N的培养基中培养两条链均用15N标记的亲代DNA分子，复制n次，共产生2n个DNA分子，凡是新合成的子链均含有14N，再根据DNA分子的复制是半保留复制的特点，在所形成的2n个DNA分子中，有2个DNA 分子既含有15N，又含有14N,所以含有15N的DNA分子有两个。

（4）一个亲代DNA分子连续进行n次复制，共产生2n个DNA分子，其中只有亲代DNA分子不需要原料，则还有2n-1个DNA分子需要原料合成。由于含有P个碱基的亲代DNA分子中腺嘌呤Q个，由此计算出DNA中含胞嘧啶为（P-2Q）/2。则该DNA复制n次，共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为（2n-1）(P-2Q)/2。

【点睛】DNA分子复制为半保留复制，若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如图：

1．子代DNA分子数：2n个

(1)无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。

(2)含14N的DNA分子有2n个，只含14N的有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。

2．子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1条

(1)无论复制多少次，含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。

(2)含14N的链数是(2n＋1－2)条。

3．消耗的脱氧核苷酸数

(1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×(2n－1)个。

(2)若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。