第6单元 第5讲 新情境问题的思维建模与实验技能的系统归纳 (单元发展课)（Word教参）-【新高考方案】2024高考生物一轮复习（新教材版Ⅱ 新高考）

第5讲　新情境问题的思维建模与实验技能的系统归纳 (单元发展课) 一、科学思维——抽象、理性的学科情境要读懂 热点素材(一)　DNA复制与“冈崎片段”　 DNA复制时，由于DNA聚合酶合成方向是从5′­端到3′­端，而DNA的两条链是反向平行的，故在复制叉附近解开的DNA链，一条是从5′­端到3′­端，另一条是从3′­端到5′­端。那么如何解释DNA的两条链是同时进行复制的呢？有科学家发现在DNA复制中，后随链的合成是由DNA聚合酶合成的不连续、相对较短的DNA片段通过DNA连接酶连接而成的长链。此不连续、相对较短的DNA片段被称为冈崎片段，如图。 [信息解读] 化新为熟：“冈崎片段”是一小段脱氧核苷酸短链，组成物质与DNA相同，它在DNA复制 过程中起到不可替代的作用。DNA复制过程中，冈崎片段属于一段不连续合成的“延迟股”。冈崎片段之所以存在，是因为DNA聚合酶无法在样板DNA的5′往3′的方向上合成DNA，因此只能反向合成，在样板DNA上产生了许多从5′到3′方向合成的冈崎片段，再由DNA连接酶将其黏合。 归纳概括：由材料可知，DNA复制时，一条链是连续复制的，一条链是不连续复制的。 深化理解：联系教材第55页图3­10和本图，归纳总结DNA复制的特点，理解本图是对教材图示的深化延伸。 [预测导向训练] 1．研究发现，DNA复制始于基因组中的复制起点 ，即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白能识别富含A—T碱基对的序列，一旦复制起点被识别，启动蛋白就会募集其他蛋白质一起形成前复制复合物，从而解开双链DNA，形成复制叉(如图)。下列叙述正确的是(　 ) A．复制开始时，酶X将DNA双螺旋的两条链解开 B．DNA复制在细胞分裂前的间期随染色体复制完成 C．冈崎片段在DNA聚合酶的催化作用下连接形成滞后链 D．DNA解旋困难程度与A—T碱基对所占比例呈正相关 解析：选B　由图可知，酶X起DNA连接酶的作用，催化滞后链的合成，A错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA复制在细胞分裂前的间期随染色体复制完成，B正确；DNA聚合酶是催化单个核苷酸的连接，由图可知酶X催化冈崎片段的连接，为DNA连接酶，C错误；A—T碱基对含两个氢键，C—G碱基对含三个氢键，含C—G碱基对多的DNA解旋所需能量更多，解旋更加困难，D错误。 2．端粒是存在于染色体两端的一段特殊序列的DNA。端粒学说认为随细胞不断分裂，线性染色体的末端不断缩短，当缩短至染色体的临界长度时，细胞将失去活性而衰老死亡。研究发现，端粒缩短与DNA复制方式有关，不易分裂的上皮细胞、软骨细胞端粒酶的活性很低，而分裂旺盛的癌细胞、造血干细胞端粒酶的活性较高。如图为人体细胞内DNA复制部分过程示意图，下列相关叙述错误的是(　 ) A．由图可知A物质是DNA聚合酶，该过程可体现出DNA分子复制时边解旋边复制的特点 B．引物是具有3′­端和5′­端的单链结构且被切除时并不影响DNA分子的结构 C．最后一个冈崎片段的引物切除后无法修复，可能是由于缺少引物，也可能是缺少5′­端上游的序列 D．可通过提高端粒酶活性或数量等方法延缓细胞衰老 解析：选A　A物质是解旋酶，在解旋酶的作用下氢键断裂，双链解开，A错误；引物是具有3′­端和5′­端的单链结构，在DNA聚合酶的作用下，可将游离的脱氧核苷酸逐个加到引物的3′­端延伸DNA子链，引物被切除后的“空白”区域可通过新链合成修复，不影响DNA分子的结构，B正确；DNA分子的复制方向是从5′­端到3′­端，因而一条DNA分子的子链在复制时是不连续的，必须借助引物的参与，并且游离的脱氧核苷酸要连接在DNA片段的3′­端，所以最后冈崎片段的引物切除后无法修复，可能是由于缺少引物，也可能是缺少5′­端上游的序列，C正确；端粒酶可以修复DNA复制过程中的空白区域，可以通过提高端粒酶活性或数量来增加DNA复制的次数，从而延缓细胞衰老，D正确。 3．双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，另一条子链是不连续的，即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，进行了如下实验：让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，分别在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请据图分析并回答下列问题： (1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶有350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗___