Question

7．動物細胞的線粒體通常為環狀雙鏈DNA分子，一條鏈因為密度較高稱之為重鏈（簡稱H鏈），另一條鏈因為密度較低稱之為輕鏈（簡稱L鏈）．H鏈上有兩個復制起始區，一個用于H鏈合成（簡稱O_H），一個用于L鏈合成（簡稱O_L）．線粒體雙環狀DNA復制的主要過程是：首先是O_H被啟動，以L鏈為模板，先合成一段RNA引物，然后合成H鏈片段，新H鏈一邊復制，一邊取代原來老的H鏈，被取代的老的H鏈以環的形式被游離出來，由于象字母D，所以稱為D-環復制．當H鏈合成約$\frac{2}{3}$時，O_L啟動，以被取代的H鏈為模板，合成新的L鏈，待全部復制完成后，新的H鏈和老的L鏈、新的L鏈和老的H鏈各自組合成兩個環狀雙螺旋DNA分子．

（1）動物細胞線粒體DNA未復制前含0個游離的磷酸基，催化合成新H鏈和L鏈的酶是DNA聚合酶．
（2）RNA引物的基本組成單位是核糖核苷酸，它的作用是作為DNA復制的起始點，在核酸合成反應時，作為每個多核苷酸鏈進行延伸的出發點．
（3）若此DNA連續復制2次，最終形成4個環狀DNA分子，則完成2次復制共需要6個引物．
（4）D-環復制過程中，當H鏈完成復制的時候，L鏈復制完成了約$\frac{1}{3}$．
（5）若在體外進行DNA分子擴增，則引物的化學本質是DNA片段．一個標準的PCR反應系統包括：DNA模板、一對引物、4種dNTP（DNA復制的原料）、合適的Mg²⁺和一定體積的緩沖液，除此外，還需要耐熱的DNA聚合酶．

Answer 1

分析 DNA復制：以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程．
DNA復制時間：有絲分裂和減數分裂間期           
DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）
DNA復制過程：邊解旋邊復制．　
DNA復制特點：半保留復制．
DNA復制結果：一條DNA復制出兩條DNA．

解答 解：（1）由圖可知，線粒體為環狀雙鏈DNA分子，所以動物細胞線粒體DNA未復制前含0個游離的磷酸基，由于新H鏈和L鏈合成是連續的，所以催化合成DNA子鏈合成的酶是DNA聚合酶．
（2）RNA引物的基本組成單位是核糖核苷酸，由于DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上，所以引物的作用是作為DNA復制的起始點，在核酸合成反應時，作為每個多核苷酸 鏈進行延伸的出發點．
（3）DNA連續復制2次，最終形成4個環狀DNA分子，由于DNA復制是半保留復制，所以最終完成2次復制共需要6個引物．
（4）H鏈合成約$\frac{2}{3}$時，OL啟動合成新的L鏈，所以D-環復制過程中，當H鏈完成復制的時候，L鏈復制完成了約$\frac{1}{3}$．
（5）若在體外進行DNA分子擴增，則引物的化學本質是一段已知的DNA片段．一個標準的PCR反應系統包括：DNA模板、一對引物、4種dNTP（DNA復制的原料）、合適的Mg²⁺和一定體積的緩沖液，除此外，還需要耐熱的DNA聚合酶（如Taq 酶）．
故答案為：
（1）0    DNA聚合酶
（2）核糖核苷酸     作為DNA復制的起始點，在核酸合成反應時，作為每個多核苷酸鏈進行延伸的出發點
（3）6     
（4）$\frac{1}{3}$      
（5）DNA   耐熱的DNA聚合酶（如Taq 酶）

點評 本題考查動物細胞線粒體DNA分子復制的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．