Question

科学家将人工合成碱基对（代号为X—Y）插入大肠杆菌的DNA中，并未影响其生长和复制过程（如图）。请回答：

（1）构成大肠杆菌DNA的基本骨架是______，转录场所主要是_________。

（2）经DNA分子改造所产生的变异类型是______。改造后的大肠杆菌DNA片段可能含有自然界基本碱基对和“X—Y”的人工碱基对，由1000个基本单位组成的双链人工DNA分子最多可能有______种；若这个由1000个基本单位组成的双链人工DNA分子上有腺嘌呤 150个、胞嘧啶 300个，则该 DNA片段中应有X______个。

（3）在试管中对上述DNA片段进行复制时，需向试管中加入模板DNA、______、ATP、______ 酶等物质；经过5次复制得到的子代DNA片段中，不含亲代DNA链的有______个，第5次复制需要消耗含X碱基的基本单位______个。

Answer

脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧 拟核（核区） 基因突变 6500 50 6种脱氧核苷酸 DNA聚合酶（和解旋酶） 30 800

【解析】

本题考查DNA分子的结构以及DNA的复制相关知识，计算时还需熟练运用碱基互补配对的知识。

（1）脱氧核糖和磷酸交替连接构成了DNA的基本骨架，大肠杆菌为原核生物，故转录的场所主要为拟核。

（2）经DNA分子改造后相当于增加了碱基对的数目，故属于基因突变。由1000个基本单位组成的双链人工DNA分子，每条链有500个碱基，每个碱基有A、G、C、T、X、Y六种可能，因此，由1000个基本单位组成的双链人工DNA分子最多可能有6500种。根据碱基互补配对原则可知，自然DNA分子任意不配对碱基之和等于DNA碱基总数的一半，有此推知该人工DNA分子中任意三个不能配对的碱基之和等于DNA碱基总数的一半,则A+C+X=500,X=50。

（3）双链人工DNA分子复制需要模板DNA、6种脱氧核苷酸、ATP、DNA聚合酶等物质；DNA不管复制多少次，含亲代链的DNA都只有2个，不含亲代DNA链的DNA分子数等于总DNA分子减去2。经5次复制共合成DNA分子32个，其中不含亲代DNA链的有30个。第5次复制时DNA的数量由16增加到32，而每个双链DNA分子含50个X,所以需要消耗800个含X碱基的基本单位。