2026届高三一轮复习生物学模型构建训练：DNA复制类

DNA复制类 生物学 四维·模型构建 定向解读 1、 DNA复制叉模型 （1）通过边解旋边复制，减少碱基暴露的时间，减少基因突变的概率，保证遗传的稳定性。 （2）DNA子链的延伸方向是从子链的5'端到3'端，前导链可以连续复制，但后随链不能连续复制。 二、DNA复制泡模型 （1）从DNA复制起点开始，DNA聚合酶沿着DNA链双向复制，每个复制方向都符合复制叉模型 （2）真核生物染色体DNA为链状DNA，较长，多起点复制和双向复制可以提高复制的效率。原核生物中的环状质粒DNA较小，往往是单起点双向复制。 试题精研 1.DNA复制始于基因组中特定位置（复制起点），即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白识别富含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一起形成前复制复合物，从而解开双链DNA，形成复制叉。下列叙述正确的是（ ） A.启动蛋白识别起始密码有利于将DNA双螺旋解开 B.复制叉的部位结合有解旋酶、RNA聚合酶 C.DNA双链打开及子链延伸需要ATP水解提供能量 D.真核细胞的核DNA复制后形成的2个DNA一定位于2条染色体上 2.大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡。每个复制泡的两端各有一个复制叉。复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时，DNA聚合酶只能沿模板链的3'到5'方向移动，下列说法正确的是（   ） A.DNA的复制过程需要解旋酶、RNA聚合酶等的催化 B.多起点双向复制加快了DNA的复制速度 C.图中复制泡1~3的DNA复制是同时启动的 D.子链的延伸方向为5'到3'，端，且与复制叉的推动方向相同 3.大肠杆菌可以在快生长和慢生长之间切换（如图），在营养丰富的条件下可进行快生长。大肠杆菌的基因组DNA约4.6×106bp，DNA的复制叉移动速度大约为每分钟5×104bp。下列相关叙述和推断错误的是（ ） A.慢生长时，DNA复制为单起点双向复制 B.快生长时，1个DNA分子经过2轮复制后得到8个DNA分子 C.慢生长时，DNA完成复制需要大约46分钟 D.快生长情况下细菌在上一次分裂结束时DNA已经开始新一轮复制 4.DNA复制时双链DNA从复制起点处解开螺旋成单链，复制起点呈现叉子形的复制叉。复制起始点的共同特点是含有丰富的AT序列，DNA复制从固定的起始点以双向等速方式进行的。如下图所示。下列说法错误的是（ ） A.复制起始点含有丰富的AT序列的原因是该序列氢键少，更容易解旋 B.滞后链冈崎片段的合成需要引物，前导链的合成不需要引物 C.当滞后链RNA引物被切除后可以利用后一个冈崎片段作为引物由5′→3′合成DNA填补缺口 D.DNA子链5′端的RNA引物被切除后无法修复，使DNA随复制次数的增加而缩短是细胞衰老的原因之一 5.亲代链分开及新生DNA开始复制处称为复制子，真核生物的核DNA包含多个复制子，每个复制子都有自己的起始点（下图中1~6），每个起始点均富含AT序列。通常每个复制子从起始点开始复制形成复制泡，在复制泡的相遇处，新生DNA融合成子代DNA。下列叙述错误的是（ ） A.图中的6号起始点是最晚开始解旋的 B.起始点富含AT序列，有利于DNA的解旋 C.复制泡中两个新生DNA的子代链的碱基序列相同 D.核DNA中包含多个复制子，可以提高DNA复制的效率 6.如图表示环状DNA复制的一种方式，因只有一个复制起始点，该DNA分子复制形成“复制泡”而呈现希腊字母“θ”形，随着复制的进行，“复制泡”逐渐扩大，直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述错误的是（ ） A.“复制泡”的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶有关 B.在“复制泡”的扩大过程中有氢键的断开和形成 C.“复制泡”中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸 D.子代DNA中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团 7.DNA分子在复制时，复制起点解旋后，两条链解开形成复制泡（图中箭头所指的是复制泡，是DNA分子正在复制的部分）。真核生物的一个DNA分子复制时可以形成多个复制泡。下列叙述错误的是（ ） A.图中复制泡大小存在差异，说明各部位的复制可能不是同时开始的 B.复制泡中依据碱基互补配对原则合成的两条子链的碱基完全相同 C.一个DNA分子上存在复制泡的情况通常出现在细胞分裂的间期 D.真核生物DNA分子的这种多起点复制方式可以提高复制的速率 8.线粒体DNA（mtDNA）上有A、B两个复制起始区，当mtDNA复制时，A区首先被启动，以L链为模板合成H′链。当H′链合成了约2/3时，B区启动，以H链为模板合成L′链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列有关叙述正确的是（ ） A.mtDNA分子中每个脱氧核糖都与一个或两个磷酸相连 B.mtDNA的复制方式不符合半保留复制 C.复制完成后H′链中的嘌呤数与L′链中的嘧啶数一定相同 D.H链与L链的复制有时间差，当H′链全部合成时，L′链合成了2/3 9.某DNA片段共有3×106个碱基对，其中碱基C的数量占全部碱基的20%。为了验证DNA的半保留复制，科研小组把一个只含14N的DNA片段放到只含15N的培养液中，让其复制三次。将每次复制的产物分别置于离心管中进行离心，得到不同密度DNA的含量相对值，如表所示。下列说法错误的是（ ） 不同密度DNA的含量相对值 小 中 大 复制次数 第一次 1 第二次 1/2 1/2 第三次 1/4 3/4 A.本实验利用了放射性同位素标记法，通过DNA在离心管中的位置验证DNA的复制方式 B.该DNA分子第三次复制需要利用7.2×106个胸腺嘧啶脱氧核苷酸 C.第二次和第三次结果中含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的数量比不同 D.如果DNA是全保留复制，则在三次的复制产物中都不能得到密度大小为中的DNA 10.某DNA片段（14N）含有2000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以同位素15N标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图甲所示的结果；若将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙所示的结果。下列有关分析正确的是（ ） A.图甲所示的DNA分子均含有15N B.图甲X层为仅含14N的DNA，Y层的DNA仅一条链含14N C.图乙W层中含15N标记的胞嘧啶有4900个 D.图乙Z层与W层的脱氧核苷酸数之比是1∶8 11.如图1为原核细胞DNA复制示意图，图2为真核细胞核DNA复制示意图，结合所学知识，回答下列问题： （1）图中的DNA都是由两条单链按_________方式盘旋而成的双螺旋结构，原核细胞和真核细胞中均有控制合成细胞呼吸相关酶的基因，这两类基因的主要区别在于_________。 （2）图2中物质A作用于两条链之间的_________键，该过程还需要_________酶催化，分析图1和图2可知，真核细胞DNA复制的特有特征有_________。 （3）若图1DNA片段中，碱基C有2000个，占所有碱基的20%，其中α链中碱基A占18%，则β链中腺嘌呤占_________，该DNA分子连续复制两次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸_________个。 （4）若图2过程进行时，其中一条链的一个碱基G被T所替代，其他复制过程均正常，则复制两次后，碱基序列正确的DNA分子占_________。 答案以及解析 1.答案：C 解析：A、启动蛋白识别启动子有利于将DNA双螺旋解开，A错误；B、DNA聚合酶参与DNA复制过程，故复制叉的部位结合有解旋酶、DNA聚合酶，B错误；C、DNA双链打开及子链延伸都需要消耗能量，这个能量由ATP水解提供，C正确；D、真核细胞的核DNA复制后形成的2个DNA可位于1条（着丝粒断裂之前）或2条（着丝粒断裂之后）染色体上，D错误。故选C。 2.答案：B 解析：DNA的复制过程需要解旋酶解开双链，DNA聚合酶催化子链合成，A错误；由题图可知，多起点双向复制加快了DNA的复制速度，B正确；根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1和2启动，C错误；DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向移动，两条子链的延伸方向相反，其中一条子链与复制叉的推动方向相反，D错误。 3.答案：B 解析：由题图可知，大肠杆菌慢生长时，DNA复制为单起点双向复制，A正确；由题图可知，快生长时，1个DNA分子复制1次得到2个DNA分子，则经过2轮复制后得到4个DNA分子，B错误；DNA的复制叉移动速度大约为每分钟5×104bp，且为双向复制，完成时间为4.6×106÷（5×104×2）=46（分钟），C正确；由题图可知，快生长情况下细菌在上一次分裂结束时DNA已经开始新一轮复制，D正确。 4.答案：B 解析：A、双链DNA的碱基A、T之间含有2个氢键，G、C之间含有3个氢键，故复制起始点含有丰富的A、T序列的氢键少，更容易解旋，A正确；B、DNA复制时滞后链和前导链的合成都需要引物，B错误；C、滞后链RNA引物被切除后，在DNA聚合酶的作用下，将新的脱氧核苷酸连接到原来的冈崎片段上继续延伸，C正确；D、若DNA子链5′端的RNA引物被切除后无法修复，会导致子代DNA（端粒DNA）长度变短，是引起细胞衰老的原因之一，D正确。故选B。 5.答案：C 解析： DNA上不同复制泡大小不同表示不同复制子起始复制的时间不同，复制泡越大，复制的起始时间越早，据图可知6号起始点对应的复制泡最小，因此是最晚开始解旋的，A正确；碱基A与T之间有两个氢键，而G与C之间有三个氢键，因此起始点富含AT序列，有利于DNA的解旋，B正确；子链和母链之间遵循碱基互补配对原则，两条母链的碱基序列互补，因此复制泡中两个新生DNA里的子代链的碱基序列也互补，C错误；核DNA是多起点复制，其中包含多个复制子，可以提高DNA复制的效率，D正确。 6.答案：C 解析：本题考查环状DNA分子的复制。“复制泡”的逐渐扩大与解旋酶逐渐打开氢键和DNA聚合酶催化子链形成有关，新形成的子链和母链之间有氢键的形成，A、B正确；图示DNA的复制从一个起点开始，两条DNA子链都从起点开始向一端延伸，C错误；环状DNA复制产生的子代仍是环状，没有游离的磷酸基团，D正确。 7.答案：B 解析：图中较大的复制泡复制开始的时间可能早，较小的复制泡复制开始的时间可能晚，A正确；DNA分子通过半保留复制合成的两条子链的碱基是互补关系【易混：DNA分子通过半保留复制合成的两个子代DNA完全相同】，B错误；在细胞分裂的间期进行DNA分子的复制，C正确；真核生物的一个DNA分子复制时可以形成多个复制泡，这样会加快DNA复制的进程，从而提高复制的速率，D正确。 8.答案：C 解析：mtDNA是环状DNA分子，没有游离的磷酸基团，每个脱氧核糖都与两个磷酸相连，A错误；mtDNA的复制方式是半保留复制，B错误；依据碱基互补配对原则和图示分析可知，复制完成后H′链和L′链在碱基序列上呈互补关系，因此复制完成后H′链中的嘌呤数（A、G）与L′链中的嘧啶数（T、C）一定相同，C正确；H′链合成约2/3时，启动合成新的L′链，所以当H′链完成复制的时候，L′链复制完成了约1/3，D错误。 9.答案：A 解析：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，没有放射性（突破点），这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，通过DNA在离心管中的位置可验证DNA的复制方式，A说法错误；某DNA片段共有3×106个碱基对，其中碱基C的数量占全部碱基的20%，因DNA中G、C数量相等，A、T数量相等，所以该DNA片段中胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）=3×2×1-20%×2/2×106=1.8×106（个），该DNA段第三次复制新增加了23×2-2=4（个），所以第三次复制需要T的数量为1.8×4×106=7.2×10（个），B说法正确；第二次结果中含15N标记的DNA单链为22×2-2=6（条），第三次结果中含15N标记的DNA单链为23×2-2=14（条），每次复制含14N标记的DNA单链有2条，则第二次和第三次复制含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的数量比分别为3：1和7：1，C说法正确；如果DNA是全保留复制，则第一次得到1/2密度小的和1/2密度大的DNA，第二次得到密度小的1/4和3/4密度大的DNA，第三次得到1/8密度小的和7/8密度大的DNA，在三次的复制产物中都不能得到密度大小为中的DNA，D说法正确。 10.答案：A 解析：A、甲为全部复制产物（DNA分子）离心的结果，该DNA分子以同位素15N标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制，则图甲所示的DNA分子均含有15N，A正确；B、图甲密度小的X层是同时含14N和15N的DNA，密度大的Y层DNA分子只含15N，B错误；C、图乙是全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，W层是密度大的14个15N链，相当于7个DNA分子，由腺嘌呤占35%，可知胞嘧啶为15%，含有胞嘧啶的数目为2000×15%×7=2100个，C错误；D、图乙Z层中为2条14N链，相当于一个DNA，W层中为14条15N链，相当于7个DNA，Z层与W层的核苷酸数之比是1：7，D错误。故选A。 11.答案：（1）反向平行；碱基（对）的排列顺序不同 （2）氢；DNA聚合；多起点，两条链的复制都是不连续的 （3）42%；6000 （4）1/2 解析：（1）组成DNA的两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA的碱基对的排列顺序代表了遗传信息，不同基因的区别在于碱基（对）的排列顺序不同。 （2）图2表示DNA复制过程，其中物质A是解旋酶，作用于两条链之间的氢键，可以使氢键断裂该过程还需要DNA聚合酶的催化。与图1原核细胞DNA复制相比，图2真核细胞DNA复制的特有特征为：多起点复制，两条链的复制都是不连续的。 （3）在图1所示的双链环状DNA片段中，碱基C=G=2000个，占所有碱基的20%，则A=T=30%，其中a链中碱基A占18%，每条链中A+T=60%，则B链中腺嘌呤占60%-18%=42%。一分子的鸟嘌呤脱氧核苷酸含有一个鸟嘌呤（G），该DNA分子连续复制两次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数=（22-1）×2000=6000个。 （4）若图2过程进行时，其中一条链的一个碱基G被T所替代，则一条模板链发生了改变。根据DNA半保留复制的特点，复制以后有一半的DNA分子发生了改变，所以复制两次后，碱基序列正确的DNA分子占1/2。 学科网（北京）股份有限公司 $