Question

【题目】动物细胞的线粒体DNA分子通常呈环状双链，包括H链和L链。H链上有两个复制起始区，一个用于H链合成（简称OH），—个用于L链合成（简称OL）。其复制的主要过程是：首先是OH被启动，以L链为模板，先合成一段RNA引物，然后合成H链片段，新H链一边复制，一边取代原来老的H链，被取代的老的H链以环的形式被游离出来。当H链合成约2/3时，OL启动，以被取代的H链为模板，合成新的L链，直至复制完成，过程如下图所示。请回答下列问题：

（1）一个完整的线粒体DNA分子有________游离的磷酸基团，H链中相邻核苷酸的碱基通过________连接起来。

（2）复制过程中需要____________酶参与。

（3）RNA引物的基本组成单位是____________，引物的作用是________________________。

（4）当一个复制周期完成时，由__________________构成的子代DNA分子滞后形成；完成两个复制周期需要_________个引物。

（5）若应用PCR技术实现该DNA分子的体外增殖，需要的酶是_____________________。

Answer 1

【答案】 0 脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖 解旋酶、DNA聚合酶 核糖核苷酸 DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 老的H链和新的L链 6 Taq酶（耐高温的DNA聚合酶）

【解析】试题分析：本题以图文结合的形式，综合考查学生对DNA分子的结构、复制过程及其利用PCR技术扩增目的基因等相关知识的理解和掌握情况。解答此题需以题意叙述的“线粒体DNA分子复制的主要过程”为切入点并从题图中提取信息，围绕“DNA分子的结构、复制过程及其利用PCR技术扩增目的基因”等相关知识对各问题进行解答。

(1)依题意可知，线粒体通常为环状双链DNA分子，所以一个完整的线粒体DNA分子有0个游离的磷酸基；H链中相邻核苷酸的碱基通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接起来。

(2)复制过程中需要解旋酶、DNA聚合酶参与。

(3) RNA引物的基本组成单位是核糖核苷酸。由于DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上，所以引物的作用是作为DNA复制的起始点，使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。

(4)分析图示可知：当一个复制周期完成时，由老的H链和新的L链构成的子代DNA分子滞后形成。DNA完成两个复制周期即连续复制2次，最终形成4个环状DNA分子；由于DNA复制是半保留复制，所以完成2次复制，共需要6个引物。

(5) 若应用PCR技术实现该DNA分子的体外增殖，需要的酶是Taq酶（耐高温的DNA聚合酶）。