Question

英国科学家Sanger因发明了链终止DNA测序法而再获诺贝尔奖．通过向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物，可以得到各种不同长度的脱氧核苷酸链，再通过电泳呈带（按分子量大小排列），从而读出对应碱基的位置．图表示测定DNA新链中腺嘌呤位置的操作方法，据图作答：
（1）操作的第一步是通过加热破坏

 

从而使DNA分子的双链打开，在细胞中这是在

 

酶的作用下完成的．
（2）根据上图中的模板链，对应合成的最长新链的碱基序列是（自上而下读出）：

 

．
（3）要通过以上操作精确地测出DNA链上每一个碱基的位置，电泳分离结果必须能把

 

区分开来．
（4）为了能够从电泳结果直接读出上图模板链中鸟嘌呤的位置，进行以上操作时
①应加入什么标记物？

 

②扩增后将产生几种带标记的新链？

 

为什么？

 

（5）从理论上分析，采用链终止法测定一段DNA双链中的全部碱基顺序，最少要按图中所示模式操作3次，请简要说明理由．

 

Answer 1

考点：DNA分子的复制

专题：

分析：DNA分子是一个独特的双螺旋结构，是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成，外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基对（A-T；C-G）通过氢键连接．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答： 解：（1）DNA分子两条链之间通过氢键连接，所以实验操作的第一步是通过加热破坏从而使DNA分子的双链打开，在细胞中这是在解旋酶的作用下完成的．
（2）根据碱基互补配对原则，由于模板链的碱基序列是ATGATCCTG，所以对应合成的最长新链的碱基序列是TACTAGGAC．
（3）据图分析，要通过以上操作精确地测出DNA链上每一个碱基的位置，电泳分离结果必须能把长度只差一个碱基（或脱氧核苷酸）的DNA链区分开来．
（4）由于鸟嘌呤G与胞嘧啶C配对，所以要从电泳结果直接读出上图模板链中鸟嘌呤的位置，进行以上操作时，必须加入带标记的胞嘧啶脱氧核苷酸类似物．由于模板链上只有2个鸟嘌呤，所以扩增后将产生2种带标记的新链．
（5）由于经过3次操作可以测出DNA片段的一条链上三种碱基的位置，剩下空位就是第四种碱基的位置；再根据碱基互补配对原则，可推知DNA另一条链的碱基顺序．因此，采用链终止法测定一段DNA双链中的全部碱基顺序，最少要按图中所示模式操作3次．
故答案为：
（1）氢键    解旋酶   
（2）TACTAGGAC
（3）长度只差一个碱基（或脱氧核苷酸）的DNA链
（4）①加入胞嘧啶脱氧核苷酸类似物（或ddCMP）
②2种      因为模板链上只有2个鸟嘌呤（或新链上只有2个胞嘧啶）
（5）经过3次操作可以测出DNA片段的一条链上三种碱基的位置，剩下空位就是第四种碱基的位置；再根据碱基互补配对原则，可推知DNA另一条链的碱基顺序

点评：本题考查测定DNA双链中的碱基顺序的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．