DNA复制是以亲代DNA双链为模板,按照碱基互补配对原则($A$-$T$、$C$-$G$)合成两个子代DNA分子的过程,发生在细胞分裂间期,具有半保留复制和边解旋边复制的特点。复制时,解旋酶打开双螺旋形成复制叉,DNA聚合酶沿$5'\to3'$方向延伸新链,其中一条链连续合成(前导链),另一条链通过不连续的冈崎片段连接而成(后随链)。【示例】将$^{15}N$标记的DNA放入$^{14}N$培养液中复制两代,子代DNA分子中,含$^{15}N$的分子占$1/2$,含$^{14}N$的分子占$100\%$。适用:有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期、PCR体外扩增;不适用:RNA病毒逆转录、转录过程。
原因分析:
忽略了DNA聚合酶只能沿$5'\to3'$方向延伸,导致后随链必须以冈崎片段形式不连续合成。
正确做法:
牢记前导链连续合成,后随链通过冈崎片段连接,两者方向相反但整体均沿$5'\to3'$延伸。
错误做法:
误认为DNA复制时两条新链都是连续合成的。
原因分析:
对遗传信息传递过程(中心法则)中不同环节的底物区分不清。
正确做法:
DNA复制原料为四种脱氧核糖核苷酸(dNTP),产物是DNA;转录原料为四种核糖核苷酸(NTP),产物是RNA。
错误做法:
混淆DNA复制与转录的原料和产物,认为复制也使用核糖核苷酸。
上海高考(秋考)常以同位素标记实验为背景,结合细胞周期或DNA半保留复制的数学推导,设计选择题或填空题,考查学生对子代DNA分子中标记链比例的计算能力。命题逻辑在于:先通过实验情境引出复制过程,再要求运用半保留复制原理进行定量分析,同时渗透对复制酶和复制叉结构的理解。近年趋势是将复制与基因突变、PCR技术综合考查,分值约4-6分,题型以选择+填空为主。