《2025年教材全解高中生物必修第二册人教版》

3. [2025·四川绵阳高一期中] 一个双链都被$^{15}N $标记的 DNA 分子含有 100 个碱基对和 60 个胸腺嘧啶，该 DNA 分子以含$^{14}N $的四种脱氧核苷酸为原料连续复制 5 次，下列叙述正确的是(C)

A.含$^{14}N $的子代 DNA 分子有 30 个
B.只含$^{15}N $的子代 DNA 分子有 1 个
C.复制过程中需要解旋酶和 DNA 聚合酶等参与
D.最后一次复制过程需鸟嘌呤脱氧核苷酸 1 240 个

答案： 3. C 解析:一个$^{15}N/^{15}N-DNA$以含$^{14}N$的脱氧核苷酸为原料
连续复制 5 次,得到$2^{5}=32$(个)DNA,由于 DNA 复制为半
保留复制,这 32 个 DNA 中有 2 个为$^{15}N/^{14}N-DNA$,有 30 个
为$^{14}N/^{14}N-DNA$,即含$^{14}N$的子代 DNA 为 32 个,只含$^{15}N$的
子代 DNA 为 0 个,A、B 项错误;复制过程中需要解旋酶和
DNA 聚合酶等参与,C 项正确;双链 DNA 中含有 100 个碱基
对和 60 个胸腺嘧啶,由于$T+G=100$个,则 G 有 40 个,最后一
次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸$2^{(5-1)}×40=640$(个),D 项错误。

4. [2025·南宁高一检测] 用$^{15}N $标记含有 200 个碱基对的 DNA 分子，其中有胞嘧啶 60 个。该 DNA 分子在$^{14}N $环境中连续复制 4 次，后提取 DNA 进行离心，其结果可能是(D)

A.子代 DNA 中嘌呤与嘧啶之比是 2:3
B.预测第四代大肠杆菌的 DNA 离心后试管中出现三条带
C.复制过程中需要游离腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个
D.所有 DNA 都含有$^{14}N，$含$^{15}N $的单链占全部链的 1/16

答案： 4. D 解析:由于 DNA 中$C=G$、$A=T$,所以$(A+G):(T+C)=$$1:1$,即子代 DNA 中嘌呤与嘧啶之比为$1:1$,A 项错误。子
代 DNA 只有两种类型,即杂合链、只含$^{14}N$的链,所以会出现
两条带,B 项错误。含有 200 个碱基对即 400 个碱基的 DNA
分子,其中有胞嘧啶 60 个,可求得 A 有 140 个,故复制过程
中需腺嘌呤脱氧核苷酸$(2^{4}-1)×140=2100$(个),C 项错误。
DNA 分子的复制是半保留复制,最终只有 2 个子代 DNA 含
1 条$^{15}N$链和 1 条$^{14}N$链,其余 DNA 都只含$^{14}N$,故全部子代
DNA 都含$^{14}N$;不管复制几次,最终子代 DNA 都保留亲代
DNA 的 2 条母链,故最终有 2 个子代 DNA 含$^{15}N$,所以含有
$^{15}N$的单链占全部链的$2÷(2^{4}×2)=1/16$,D 项正确。

示例 [2025·湖北黄冈高一检测]DNA 半保留复制过程中，在复制起始点处形成的 Y 字形结构称为复制叉。某 DNA 分子复制的过程如图所示，下列叙述正确的是(D)


A.DNA 每条链的 5'端是羟基末端
B.DNA 聚合酶催化新合成的子链中氢键的形成
C.前导链的延伸方向是 5'→3'，后随链的延伸方向是 3'→5'
D.真核生物 DNA 复制过程中形成多个复制叉可加快复制的速率

答案： 解析:DNA 每条链的 3'端是羟基末端，有游离磷酸基团的一端为 5'端，A 项错误；在该过程中，DNA 聚合酶催化形成磷酸二酯键，B 项错误；由于子链只能从 5'端向 3'端延伸，因此前导链和后随链的延伸方向都是 5'→3'，C 项错误；真核生物复制过程中存在多个复制起点，进而形成多个复制叉，以提高复制的效率，D 项正确。
答案：D

例 1 [2022·海南卷]科学家曾提出$DNA$复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)。


下列有关叙述正确的是(D)

A.第一代细菌$DNA$离心后，试管中出现$1$条中带，说明$DNA$复制方式一定是半保留复制
B.第二代细菌$DNA$离心后，试管中出现$1$条中带和$1$条轻带，说明$DNA$复制方式一定是全保留复制
C.结合第一代和第二代细菌$DNA$的离心结果，说明$DNA$复制方式一定是分散复制
D.若$DNA$复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌$DNA$离心后试管中会出现$1$条中带和$1$条轻带

答案：
解析 图解分析，思维可视化。

第一代细菌$DNA$离心后，试管中出现$1$条中带，可以排除全保留复制，第二代细菌$DNA$离心后，试管中出现$1$条中带和$1$条轻带，可以排除分散复制，结合第一代和第二代细菌$DNA$的离心结果，说明$DNA$复制方式一定是半保留复制，$C$项错误
若为半保留复制，继续培养至第三代，得到的$DNA$中，$^{15}N/^{14}N-DNA$占$1/4$，$^{14}N/^{14}N-DNA$占$3/4$，细菌$DNA$离心后，试管中出现$1$条中带和$1$条轻带，$D$项正确。
答案 $D$