Question

【題目】動物細胞的線粒體DNA分子通常呈環狀雙鏈，包括H鏈和L鏈。H鏈上有兩個復制起始區，一個用于H鏈合成（簡稱OH），—個用于L鏈合成（簡稱OL）。其復制的主要過程是：首先是OH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。當H鏈合成約2/3時，OL啟動，以被取代的H鏈為模板，合成新的L鏈，直至復制完成，過程如下圖所示。請回答下列問題：

（1）一個完整的線粒體DNA分子有________游離的磷酸基團，H鏈中相鄰核苷酸的堿基通過________連接起來。

（2）復制過程中需要___________酶參與。

（3）RNA引物的基本組成單位是______，引物的作用是_________________。

（4）圖中當一個復制周期完成時，由__________構成的子代DNA分子滯后形成；完成兩個復制周期需要_____個引物。

（5）若應用PCR技術實現該DNA分子的體外增殖，需要的酶是_____________。

Answer 1

【答案】0 脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖 解旋酶、DNA聚合酶 核糖核苷酸 DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸 老的H鏈和新的L鏈 6 Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶）

【解析】

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。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。

（1）線粒體DNA分子是環狀結構，故有0個游離的磷酸基團，H鏈中相鄰核苷酸的堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖連接起來的。

（2）DNA分子的復制需要解旋酶和DNA聚合酶的參與。

（3）RNA的基本單位是核糖核苷酸，引物的作用是DNA聚合酶能夠從引物的3，端開始連接脫氧核苷酸。

（4）當一個復制周期完成時，由老的H鏈和新的L鏈構成的子代DNA分子滯后形成；DNA連續復制N次，最終形成2N個環狀DNA分子，共2N+1條單鏈，由于DNA復制是半保留復制，需新合成2N-1-2條單鏈，共需要2N+1-2個引物。故完成兩個復制周期需要6個引物。

（5）若應用PCR技術實現該DNA分子的體外增殖，需要的酶是Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶）。