Question

3．正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖．现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取．为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案．
（1）实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸．
（2）实验材料：突变细胞系、基本培养基、¹²C一核糖核苷酸、¹⁴C一核糖核苷酸、¹²C一脱氧核苷酸、¹⁴C一脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等．
（3）实验原理
DNA主要分布在细胞核，其基本组成单位是脱氧核苷酸；
RNA主要分布在细胞质，其基本组成单位是核糖核苷酸．
（4）实验步骤
第一步：编号．取基本培养基两个，编号为甲、乙．
第二步：设置对比实验．在培养基甲中加入适量的¹²C一核糖核苷酸和¹⁴C一脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的¹⁴C一核糖核苷酸和¹²C一脱氧核苷酸．
第三步：培养．在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到适宜的相同环境中培养一段时间，让细胞增殖．
第四步：观察．分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察细胞核和细胞质的放射性强弱．
（5）预期结果
①培养基甲中细胞的放射性部位主要在细胞核；
②培养基乙中细胞的放射性部位主要在细胞质．
（6）实验结论：DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸．

Answer 1

分析 DNA的基本组成是脱氧核苷酸，主要存在于细胞核中，RNA的基本组成是核糖核苷酸，主要存在于细胞质中．
根据后面的实验原理及步骤，可知该实验最终要根据细胞中的放射部位而验证DNA复制所需的原料，故乙中应加¹⁴C核糖核苷酸和¹²C脱氧核苷酸，并且甲、乙应均放到适宜的相同环境中培养，排除无关变量的影响．甲中放射性应在细胞核，而乙中放射性应在细胞质．
结论同实验目的．

解答 解：（3）实验原理：DNA主要分布在细胞核，其基本组成单位是脱氧核苷酸；
RNA主要分布在细胞质，其基本组成单位是核糖核苷酸．
（4）实验步骤：
第一步：编号．取基本培养基两个，编号为甲、乙．
第二步：设置对比实验．在培养基甲中加入适量的¹²C一核糖核苷酸和¹⁴C-脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的¹⁴C一核糖核苷酸和 ¹²C一脱氧核苷酸．
第三步：培养．在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到适宜的相同环境中培养一段时间，让细胞增殖．
第四步：观察．分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察细胞核和细胞质的放射性强弱．
（5）预期结果：
①培养基甲中细胞的放射性部位主要在细胞核；
②培养基乙中细胞的放射性部位主要在细胞质．
（6）实验结论：DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸．
故答案为：
（3）细胞核    脱氧核苷酸    细胞质      核糖核苷酸
（4）第二步：¹⁴C一核糖核苷酸和 ¹²C一脱氧核苷酸
第三步：适宜的相同环境中
第四步：细胞核和细胞质的放射性强弱
（5）①细胞的放射性部位主要在细胞核
②细胞的放射性部位主要在细胞质
（6）DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸

点评 本题考查DNA分子复制的实验设计，要求学生掌握DNA分子复制的过程，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理．