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【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第18講　DNA的結構、復制及基因的本質
[素養目標]
1．通過掌握DNA分子的結構和功能，理解生命的延續和發展。(生命觀念)
2．通過DNA分子中的堿基數量和DNA復制的計算規律，培養歸納與概括、邏輯分析和計算能力。(科學思維)
3．通過DNA復制方式的探究，培養實驗設計及結果分析的能力。(科學探究)
　DNA的結構及相關計算
1．DNA雙螺旋結構模型的構建者：沃森和克里克。
2．圖解DNA分子雙螺旋結構
(1)DNA由兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。
(2)外側：脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架。
(3)內側：兩鏈上堿基通過氫鍵連接成堿基對。堿基互補配對遵循以下原則：A===T(兩個氫鍵)、G≡C(三個氫鍵)。
[巧記]　利用數字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子的結構
1．(必修2 P48“思考·討論”)威爾金斯和富蘭克林通過對DNA衍射圖譜的有關數據進行分析，得出DNA分子呈螺旋結構。(×)
2．(必修2 P50圖3 8)DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過“—磷酸—脫氧核糖—磷酸—”相連。(×)
3．(必修2 P50圖3 8)雙鏈DNA分子同時含有2個游離的磷酸基團，其中嘌呤堿基數等于嘧啶堿基數。(√)
4．(必修2 P50圖3 8)DNA分子是由兩條核糖核苷酸長鏈反向平行盤旋成雙螺旋結構。(×)
5．(必修2 P50圖3 8)DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的值越大，該分子結構穩定性越低。(√)
1．必修2 P48～49“思考·討論”節選：沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的雙螺旋結構，是科學家合作研究的典范，在科學界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你哪些啟示？
提示：要善于利用他人的研究成果和經驗；要善于與他人交流、合作，閃光的思想是在交流與碰撞中獲得的；研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對所從事的研究要有興趣和激情。
2．必修2 P51“探究·實踐”節選：DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息？
提示：DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基的排列順序卻是千變萬化的。堿基排列順序的千變萬化，使DNA儲存了大量的遺傳信息。
3．必修2 P52“科學·技術·社會”：通過DNA指紋技術可獲得嫌疑人的信息，根本原因是什么？
提示：每個人DNA的脫氧核苷酸序列不同。
1．DNA分子結構中兩種關系與兩類化學鍵的比較[科學思維]
2．DNA中的堿基數量的計算規律[科學思維]
設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據堿基互補配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。
即：雙鏈中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋G＋T＋C)。
規律一：雙鏈DNA中嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數，任意兩個不互補堿基之和為堿基總數的一半。
(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。
＝＝(N為相應的堿基總數)，
＝＝。
規律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。
(3)與的關系是互為倒數。
規律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。
(4)若＝a，＝b，則＝(a＋b)。
規律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。
[探究意圖：以DNA分子結構圖示為情境信息考查理解能力]
根據DNA分子結構圖回答下列問題：
(1)DNA初步水解的產物和徹底水解的產物分別是什么？
提示：初步水解的產物是4種脫氧核苷酸，徹底水解的產物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。
(2)圖中的氫鍵、磷酸二酯鍵在細胞內可用什么酶斷裂或切割？
提示：DNA分子中堿基對之間的氫鍵，可用解旋酶斷裂，磷酸二酯鍵用限制酶處理切割。
(3)DNA分子中若堿基對數為n，A有m個，則氫鍵數為多少？
提示：3n－m。
突破點1　
1．(2022·遼寧大連模擬)如圖為某鏈狀DNA分子部分結構示意圖，以下敘述正確的是(　　)
A．④是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸
B．DNA聚合酶可催化⑥或⑦的形成
C．解旋酶可斷開⑤，因此DNA的穩定性與⑤無關
D．A鏈和B鏈的方向相反，該DNA分子共具有2個游離的磷酸基團
解析：①是胸腺嘧啶脫氧核苷酸中的磷酸，①②③不是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸的組成部分，A錯誤；DNA聚合酶催化⑥的形成，不催化⑦的形成，B錯誤；⑤是氫鍵，氫鍵是維持DNA結構穩定的因素之一，C錯誤；鏈狀DNA分子兩條鏈的末端各有一個游離的磷酸基團，所以該DNA中共具有2個游離的磷酸基團，D正確。
答案：D
2．核苷酸鏈的一端稱為5′ 端，另一端稱為3′ 端。按照慣例，應該從5′→3′書寫核苷酸鏈中的堿基序列。下列能夠形成雙螺旋結構的是(　　)
A．GGAATTCGACTTGA和CCTTAAGCTGAACT
B．GGAATTCGACTTGA和TCAAGTCGAATTCC
C．GGAATTCGACTTGA和GGAATTCGACTTGA
D．上述選項中的核苷酸鏈之間均能形成雙螺旋結構
解析：該選項中兩條脫氧核苷酸鏈如果形成雙螺旋結構，則應為5′GGAATTCGACTTGA3′和3′TCAAGTCG AATTCC5′，B正確。
答案：B
(1)一個雙鏈DNA分子具有2個游離的磷酸基團，而環狀DNA不存在。
(2)并非所有的DNA均具“雙鏈”。
(3)DNA分子中氫鍵的形成不需要酶，而斷裂需解旋酶或加熱處理。
突破點2　
3．在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數的54%。若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數的22%，胸腺嘧啶占28%，則另一條鏈上，胞嘧啶、胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數的(　　)
A．24%、26%　　　　　　　 B．22%、28%
C．27%、23% D．20%、30%
解析：已知雙鏈DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的54%，即A＋T＝54%，則A＝T＝27%，C＝G＝50%－27%＝23%。又已知一條鏈上的胞嘧啶占該鏈堿基總數的22%、胸腺嘧啶占28%，即C1＝22%，T1＝28%，根據堿基互補配對原則，C＝(C1＋C2)÷2，所以C2＝24%，同理T2＝26%。
答案：A
4．(多選)下列有關雙鏈DNA分子的敘述，正確的是(　　)
A．若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a，則另一條鏈的堿基C所占比例為
B．如果一條鏈上(A＋T)∶(G＋C)＝m，則另一條鏈上該比值也為m
C．如果一條鏈上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，則另一條鏈上該比值為3∶3∶2∶2
D．由50個堿基對組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數量為100個
解析：若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a，據此無法計算出另一條鏈的堿基C所占比例，A錯誤；如果一條鏈上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，則另一條鏈上該比值為2∶2∶3∶3，C錯誤；由50個堿基對組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數量為50×2＝100(個)，最多含有氫鍵的數量為50×3＝150(個)，D正確。
答案：BD
　DNA的復制及基因的概念
1．對DNA復制的推測
(1)提出者：沃森和克里克。
(2)假說：半保留復制。
2．實驗證據
(1)實驗者：美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾。
(2)研究方法：假說—演繹法。
(3)實驗材料：大腸桿菌。
(4)實驗技術：同位素標記技術和離心技術。
(5)實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。
(6)實驗過程與結果：
(7)實驗結論：DNA的復制是以半保留方式進行的。
3．DNA復制
(1)概念、時間、場所
(2)過程
(3)特點：邊解旋邊復制(過程上)、半保留復制(結果上)。
(4)準確復制的原因和意義
①DNA具有獨特的雙螺旋結構，為復制提供精確的模板；通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。
②DNA通過復制，將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續性。
[巧記]　利用數字“二、二、三、四”巧記DNA的復制
4．基因與DNA
(1)遺傳信息：遺傳信息是指基因中的脫氧核苷酸的排列順序。不同基因的脫氧核苷酸的排列順序不同，含有的遺傳信息不同。
(2)DNA的特性
①多樣性：具有n個堿基對的DNA具有4n種堿基對排列順序。
②特異性：每種DNA分子都有其特定的堿基排列順序。
③穩定性：兩條主鏈中磷酸與脫氧核糖交替連接的順序不變，堿基配對方式不變等。
(3)基因通常是有遺傳效應的DNA片段。
1．(必修2 P55正文)單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈。(×)
2．(必修2 P55正文)DNA復制時，嚴格遵循A－U、C－G的堿基互補配對原則。(×)
3．(必修2 P55正文)DNA分子復制時解旋酶與DNA聚合酶不能同時發揮作用。(×)
4．(必修2 P56“概念檢測”)DNA分子復制與染色體復制是分別獨立進行的。(×)
5．(必修2 P59黑體)基因就是具有遺傳效應的DNA片段。(×)
1．必修2 P55“旁欄思考”：第一代只出現一條居中的DNA條帶，這個結果排除了哪種復制方式？
提示：第一代只出現一條居中的DNA條帶，這個結果排除了全保留復制的方式。
2．必修2 P58“相關信息”：如何理解遺傳物質是信息分子？
提示：量子物理學奠基人薛定諤認為遺傳是遺傳信息的復制、傳遞與表達，遺傳物質是一種信息分子。
1．“圖解法”分析DNA復制過程中的數量關系[科學思維]
DNA分子的復制為半保留復制，一個DNA分子復制n次，則有：
(1)DNA分子數
①子代DNA分子數＝2n個；
②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數＝2個；
③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數＝(2n－2)個。
(2)脫氧核苷酸鏈數
①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數＝2n＋1條；
②親代脫氧核苷酸鏈數＝2條；
③新合成的脫氧核苷酸鏈數＝(2n＋1－2)條。
(3)消耗的脫氧核苷酸數
①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數為m×(2n－1)個；
②一個DNA分子復制n次后，得到的DNA分子數為2n個，復制(n－1)次后得到的DNA分子數為2n－1個。第n次復制增加的DNA分子數為2n－2n－1＝2n－1(個)，需要含該堿基的脫氧核苷酸數為m·2n－1個。
2．基因、DNA、染色體之間的關系[生命觀念]
[探究意圖：以DNA復制圖示為情境信息考查理解及問題解決能力]
下圖是DNA復制的有關圖示，A→B→C表示大腸桿菌的DNA復制。D→G表示哺乳動物的DNA分子復制。圖中黑點表示復制起始點，“→”表示復制方向：
(1)若A中含48 502個堿基對，而子鏈延伸速度是105個堿基對/min，則此DNA分子復制完成約需30 s，而實際上只需約16 s。根據A→C圖分析，是什么原因？
提示：復制是雙向進行的。
(2)哺乳動物的DNA分子展開可達2 m之長，若按A→C的方式復制，至少8 h，而實際上約6 h左右。根據D→G圖分析，是什么原因？
提示：從多個起始點同時進行復制。
(3)C與A相同，G與D相同，C、G能被如此準確地復制出來，原因是什么？
提示：DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供精確的模板；DNA分子的堿基互補配對原則。
突破點1　
1．(2022·廣東茂名模擬)復制叉是復制時雙鏈打開，分開成兩股，各自作為模板，子鏈沿模板延長所形成的Y字型結構(如圖)，復制叉從復制起始點開始沿著DNA鏈有序移動。DNA甲基化會引起染色質結構、DNA構象、DNA穩定性及DNA與蛋白質相互作用方式的改變。下列敘述正確的是(　　)
A．解旋酶能使DNA兩條螺旋的雙鏈完全打開后再復制
B．DNA聚合酶作用對象是氫鍵
C．甲基化修飾DNA鏈不會影響復制叉的有序移動
D．多起點雙向復制可提高復制速率
解析：DNA分子的復制特點是邊解旋邊復制，解旋酶能使DNA兩條螺旋的雙鏈打開，A錯誤；DNA聚合酶的作用對象是磷酸二酯鍵，B錯誤；由于DNA甲基化引起染色質結構、DNA構象、DNA穩定性及DNA與蛋白質相互作用方式發生了改變，甲基化修飾DNA鏈會直接停頓復制叉，C錯誤；多起點雙向復制可以提高復制的速率，能在短時間內得到較多的DNA分子，D正確。
答案：D
2.(2022·山東淄博模擬)14N和15N是N元素的兩種穩定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。為探究DNA復制的方式，科學家先用含有15NH4Cl的培養液培養大腸桿菌，繁殖若干代得到的大腸桿菌，其DNA幾乎都被15N標記；再將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl的普通培養液中培養。收集不同時期的大腸桿菌，提取DNA并進行離心處理，離心后試管中DNA的位置如圖所示。下列推測不合理的是(　　)
A．子代DNA的兩條鏈可能都含有15N
B．1號帶中的DNA的氮元素都是14N
C．2號帶證明DNA復制方式為半保留復制
D．3號帶的DNA為親代大腸桿菌的DNA
解析：因為DNA的半保留復制，被15N標記的大腸桿菌在14N內培養，所以子代DNA的兩條鏈不可能都含有15N，A符合題意；1號帶重量最輕，其DNA的氮元素都是14N，B不符合題意；2號帶DNA為雜交帶，既含有14N，也含有15N，證明了DNA分子的兩條鏈一條來自親本，一條是新合成的，可以證明復制為半保留復制，C不符合題意；3號帶兩條鏈均為15N，是親代大腸桿菌的DNA，D不符合題意。
答案：A
1．將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養基中培養一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：一個含有32P 標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記
2．通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如圖所示：
放射性越高的3H 胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H 脫氧胸苷)，在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。請利用放射性自顯影技術、低放射性3H 脫氧胸苷和高放射性3H 脫氧胸苷，設計實驗以確定大腸桿菌DNA復制的方向，簡要寫出①實驗思路；②預測實驗結果和得出結論。
提示：實驗思路：復制開始時，首先用含低放射性3H 脫氧胸苷培養基培養大腸桿菌，一段時間后轉移到含有高放射性3H 脫氧胸苷的培養基中繼續培養，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起點兩側銀顆粒密度情況。
預測實驗結果及結論：若復制起點處銀顆粒密度低，一側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為單向復制；若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為雙向復制。
突破點2　
3．用15N標記含有100個堿基對的DNA分子(其中有腺嘌呤60個)，該DNA分子在含14N的培養基中連續復制4次。下列有關判斷錯誤的是(　　)
A．含有15N的DNA分子有兩個
B．含有14N的DNA分子占總數的7/8
C．第4次復制消耗胞嘧啶脫氧核苷酸320個
D．復制共產生16個DNA分子
解析：由于DNA分子的復制是半保留復制，親代DNA分子的兩條鏈始終存在于子代的兩個DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有兩個；該DNA分子是在含14N的培養基中復制的，新形成的子鏈均含有14N，故所有DNA分子都含14N；根據堿基互補配對原則，DNA分子含有100個堿基對，其中腺嘌呤有60個，則胞嘧啶有40個，第4次復制需消耗胞嘧啶脫氧核苷酸數＝24－1×40＝320(個)；1個DNA分子經過4次復制，共產生DNA分子數＝24＝16(個)。
答案：B
4．(多選)將一個沒有被放射性同位素32P標記的大腸桿菌(擬核DNA呈環狀，共含有m個堿基，其中有a個胸腺嘧啶)放在含有32P 胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養基中培養一段時間，檢測到如圖Ⅰ、Ⅱ兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列有關該實驗的結果預測與分析，不正確的是(　　)
A．DNA第二次復制產生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ兩種類型，比例為1∶3
B．DNA復制后分配到兩個子細胞時，其上的基因遵循基因分離定律
C．復制n次需要胞嘧啶的數目是(2n－1)(m－a)×0.5
D．復制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈數為2n＋1－2
解析：出現Ⅰ、Ⅱ兩種類型的DNA表明至少復制了2次，DNA第二次復制產生的子代DNA共4個，有Ⅰ、Ⅱ兩種類型，比例為1∶1，A錯誤；大腸桿菌是原核生物，不遵循基因分離定律，B錯誤；根據試題分析，擬核DNA中共含有C＝，復制n次需要胞嘧啶的數目是(2n－1)·，C錯誤；DNA分子是雙鏈結構，一個不含放射性同位素32P標記的大腸桿菌擬核DNA共2條鏈，所以復制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈數為2n＋1－2，D正確。
答案：ABC
DNA復制相關計算的4個易錯點
(1)復制次數：“DNA復制了n次”和“第n次復制”的區別：前者包括所有的復制，但后者只包括最后一次復制。
(2)堿基數目：注意堿基的數目單位是“對”還是“個”。
(3)復制模板：在DNA復制過程中，無論復制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。
(4)關鍵詞語：看清是“DNA分子數”還是“鏈數”，“含”還是“只含”等關鍵詞。
[構建知識網絡]
[強化生命觀念]
1．A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對，G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對，堿基之間的這種一一對應關系，叫作堿基互補配對原則。
2．DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程，需要模板、原料、能量和酶等基本條件。
3．DNA通過復制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性。
4．遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構成了每個DNA分子的特異性。
真題再現　感悟考情
1．(2021·廣東卷)DNA雙螺旋結構模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構建提供主要依據的是(　　)
①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質的實驗
②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜
③查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制
A．①②　　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
解析：赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質，與構建DNA雙螺旋結構模型無關，①錯誤；沃森和克里克根據富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜，推算出DNA分子呈螺旋結構，②正確；查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等，沃森和克里克據此推出堿基的配對方式，③正確；沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制，是在DNA雙螺旋結構模型之后提出的，④錯誤。故選B。
答案：B
2．(2021·山東卷)我國考古學家利用現代人的DNA序列設計并合成了一種類似磁鐵的“引子”，成功將極其微量的古人類DNA從提取自土壤沉積物的多種生物的DNA中識別并分離出來，用于研究人類起源及進化。下列說法正確的是(　　)
A．“引子”的徹底水解產物有兩種
B．設計“引子”的DNA序列信息只能來自核DNA
C．設計“引子”前不需要知道古人類的DNA序列
D．土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA可直接與“引子”結合從而被識別
解析：根據題意，“引子”是利用現代人的DNA序列設計并合成的，其本質是DNA或RNA，DNA的徹底水解產物有磷酸基團、脫氧核糖、四種堿基，RNA的徹底水解產物有磷酸基團、核糖、四種堿基，A錯誤；人的細胞核、線粒體中均有DNA，故設計“引子”的DNA序列信息可以來自核DNA或線粒體DNA，B錯誤；設計“引子”前不需要知道古人類DNA序列，“引子”是利用現代人的DNA序列設計的，C正確；雙鏈DNA解旋成單鏈后才能與“引子”序列發生堿基互補配對，從而被識別，D錯誤。
答案：C
3．(2016·全國Ⅱ卷)某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養液中加入適量的該物質，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．隨后細胞中的DNA復制發生障礙
B．隨后細胞中的RNA轉錄發生障礙
C．該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期
D．可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用
解析：在DNA分子的復制過程中，DNA分子需要先經過解旋，即DNA雙鏈解開，加入該物質后DNA分子雙鏈不能解開，故細胞中DNA的復制會發生障礙，A項正確；DNA分子轉錄產生RNA的過程中，DNA分子也需要在RNA聚合酶作用下先將雙鏈解開，再以DNA的一條鏈為模板進行轉錄，加入該物質后DNA分子雙鏈不能解開，故細胞中的RNA轉錄會發生障礙，B項正確；因DNA復制發生在細胞分裂間期，故該物質阻斷的是分裂間期DNA分子的復制過程，從而將細胞周期阻斷在分裂間期，C項錯誤；癌細胞的增殖方式是有絲分裂，其分裂過程中可發生DNA復制和轉錄，加入該物質會阻礙這兩個過程，從而抑制癌細胞的增殖，D項正確。
答案：C
4．(2021·全國甲卷)用一段由放射性同位素標記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使用放射性同位素32P標記的脫氧腺苷三磷酸(dATP，dA－Pα～Pβ～Pγ)等材料制備了DNA片段甲(單鏈)，對W基因在染色體上的位置進行了研究，實驗流程的示意圖如下。
回答下列問題：
(1)該研究人員在制備32P標記的DNA片段甲時，所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P，原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)該研究人員以細胞為材料制備了染色體樣品，在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)為了使片段甲能夠通過堿基互補配對與染色體樣品中的W基因結合，需要通過某種處理使樣品中的染色體DNA________________________。
(4)該研究人員在完成上述實驗的基礎上，又對動物細胞內某基因的mRNA進行了檢測，在實驗過程中用某種酶去除了樣品中的DNA，這種酶是________________________________________________________________________。
解析：(1)合成DNA時，dATP先水解成腺嘌呤脫氧核苷酸，β位和γ位的磷酸基團脫離形成游離的磷酸，只有α位的磷酸基團會參與形成DNA，因此要制備32P標記的DNA片段甲，所用dATP的α位的磷酸基團中的磷必須是32P。(2)RNA是以染色體DNA為模板轉錄出來的，可能會與DNA片段甲發生堿基互補配對形成雜交分子，從而對基因在染色體上的定位造成干擾。(3)染色體中的基因片段是DNA雙鏈，所以需先通過某種處理使DNA解鏈為單鏈。(4)DNA酶(或DNA水解酶)能夠催化DNA水解為脫氧核苷酸。若用某種酶去除了樣品中的DNA，則該酶是DNA酶(或DNA水解酶)。
答案：(1)合成DNA時，dATP先水解成腺嘌呤脫氧核苷酸，β位和γ位的磷酸基團脫離形成游離的磷酸，只有α位的磷酸基團會參與形成DNA　(2)避免RNA與DNA片段甲形成雜交分子，對基因在染色體上的定位造成干擾　(3)變性解鏈為單鏈　(4)DNA酶(或答DNA水解酶)

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