《2025年通成学典课时作业本高中生物必修第二册人教版》

7. 科学家曾对 $ DNA $ 的复制提出两种假说：全保留复制和半保留复制。为验证哪种假说正确，科学家将全部 $ DNA $ 的双链均被$ ^15 N $ 标记的大肠杆菌转移到$ ^14 NH_4 Cl $ 培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的 $ DNA $（$ F_1 DNA $）。将 $ F_1 DNA $ 热变性处理（即解开双螺旋）后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带，对应图甲中的两个峰。

(1)热变性处理破坏的是 $ DNA $ 分子中的氢键。
(2)根据图甲中条带的数目和位置，能否判断 $ DNA $ 的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”？否(或不能)，原因是无论DNA是全保留复制还是半保留复制，经热变性后都能得到相同的实验结果
。
（3）图乙表示某生物细胞中 $ DNA $ 分子复制的过程，已知该 $ DNA $ 分子含有 48 500 个碱基对，$ T $ 占 $ 20\% $，而子链延伸的速度为 $ 10^5 $ 个碱基对/min，则此 $ DNA $ 复制约需要 30 s，而实际时间远远小于 30 s，据图分析其原因是DNA有多个复制起点
。在第 3 次复制的过程中，需要胞嘧啶116400个。

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答案： 7.
(1)氢
(2)否(或不能) 无论DNA是全保留复制还是半保留复制，经热变性后都能得到相同的实验结果
(3)DNA有多个复制起点 116400 解析：
(1)热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的氢键发生断裂，形成两条DNA单链。
(2)无论DNA是全保留复制还是半保留复制，经热变性后都会在离心管中得到两条$^{14}N$链和两条$^{15}N$链，即都会得到两个条带，一条为$^{14}N$条带，另一条为$^{15}N$条带，无法区分复制方式。
(3)DNA复制约需要30s，而实际时间远远小于30s，据图分析可知，DNA有多个复制起点，多起点同时复制，大大缩短了复制时间；该DNA分子含有48500个碱基对，T占20％，在DNA双链中，A=T=20％，G=C=30％，含有胞嘧啶48500×2×30％=29100(个)，在第3次复制的过程中，需要胞嘧啶$29100×2^{3-1}=116400$(个)。

8. (2025·江苏徐州期中)(多选)某真核生物核 $ DNA $ 分子在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有 2 个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。有关说法错误的是 (ABC)


A.解旋酶与复制泡的形成有关，$ DNA $ 聚合酶沿模板链由 $ 5' $ 端向 $ 3' $ 端移动
B.$ G—C $ 碱基对比例高的 $ DNA $ 分子在解旋时，消耗的能量一定多
C.$ DNA $ 聚合酶能够催化氢键和磷酸二酯键的形成
D.上述过程说明，真核生物核 $ DNA $ 分子复制是多起点、双向复制

答案： 8.ABC 解析：解旋酶与复制泡的形成有关，子链延伸的方向是从5'端向3'端，那么DNA聚合酶沿模板链应该由3'端向5'端移动，A错误；氢键越多，解旋时需要消耗的能量就越多，G—C碱基对比例高，但不清楚DNA分子的长度，所以无法判断氢键的数量，B错误；DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间形成磷酸二酯键，不催化形成氢键，C错误；真核生物核DNA复制是多起点、双向进行的，D正确。

9. (多选)某种病毒的 $ DNA $ 呈双链、线型，复制方式如图。下列叙述正确的是 (BC)


A.该 $ DNA $ 分子复制时，只需 1 个解旋酶参与催化
B.该 $ DNA $ 分子具有半保留复制、边解旋边复制的特点
C.该 $ DNA $ 分子复制时，两条子链的延伸是不间断的
D.该 $ DNA $ 分子在宿主细胞中复制时，需宿主细胞提供模板

答案： 9.BC 解析：该DNA分子复制时，有2个起始点，这两个起始点都要先解旋，因此需要2个解旋酶参与催化，A错误；据图可知，每个子代DNA都含有一条亲代链和一条新合成的子链，且复制过程中边解旋边复制，因此该DNA分子具有半保留复制、边解旋边复制的特点，B正确；据图可知，该DNA分子复制时，图中所显示的两条子链的延伸是不间断的，C正确；该DNA分子在宿主细胞中复制时，需要宿主提供能量、原料和酶等，但模板是病毒自身的遗传物质，D错误。

10. $ DNA $ 复制是细胞生命历程中的重要事件，请回答下列问题：
（1）图甲是某同学绘制的 $ DNA $ 复制模式图，从结构上看，$ DNA $ 两条链的方向相反。$ DNA $ 的半保留复制过程是边解旋边复制。$ DNA $ 复制时，催化脱氧核苷酸添加到 $ DNA $ 子链上的酶是DNA聚合酶。该酶只能使新合成的 $ DNA $ 链从 $ 5' $ 端向 $ 3' $ 端方向延伸，依据该酶催化 $ DNA $ 子链延伸的方向推断，图甲中的 $ DNA $ 复制模型不是（填“是”或“不是”）完全正确。

（2）细胞中 $ DNA $ 复制时 $ DNA $ 的解旋需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，其作用机理是降低反应所需要的活化能
。研究表明，在 $ DNA $ 分子加热解旋时，$ DNA $ 分子中 $ G+C $ 的比例越高，需要的解旋温度就越高的原因是DNA分子中G+C的比例越高，氢键数就越多，DNA分子结构越稳定
。
(3)若 1 个双链 $ DNA $ 片段中有 1 000 个碱基对，其中胸腺嘧啶 520 个，该 $ DNA $ 片段连续复制四次，则在第四次复制时需要消耗3840个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
（4）科学家进行了 $ DNA $ 复制方式探索实验，实验过程如下：在 $ 20\ ^{\circ} C $ 条件下，用 T4 噬菌体侵染大肠杆菌，在 T4 噬菌体 $ DNA $ 进入活跃复制期时，在培养基中添加含$ ^3 H $ 标记的胸苷，培养不同时间后，阻断 $ DNA $ 复制，离心分离不同长度的 T4 噬菌体的 $ DNA $，检测离心管不同位置的放射性强度。图乙是实验结果，其中 $ DNA $ 片段越短，距离离心管顶部越近。
据图乙，与 30 s 结果相比，150 s 结果中短链片段减少的原因是短链片段连接成长链片段
。若抑制 $ DNA $ 连接酶(将 $ DNA $ 片段连接起来的酶)的功能，再重复上述实验，则可能得到的实验结果是随着时间推移，离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强(或短链片段的数量一直较多)
，这表明 $ DNA $ 复制时子链合成的过程是两条DNA子链在合成时，一条子链是不连续复制的，即先合成短链片段，再连接成长链片段

。

答案： 10.
(1)相反 解旋 DNA聚合酶 不是
(2)降低反应所需要的活化能 DNA分子中G+C的比例越高，氢键数就越多，DNA分子结构越稳定
(3)3840
(4)短链片段连接成长链片段 随着时间推移，离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强(或短链片段的数量一直较多) 两条DNA子链在合成时，一条子链是不连续复制的，即先合成短链片段，再连接成长链片段 解析：
(1)分析图甲可知，DNA的两条模板链分别是5'→3'和3'→5'，故两条链方向相反；DNA的半保留复制过程是边解旋边复制；DNA复制时，DNA聚合酶可催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上；因该酶只能使新合成的DNA链从5'向3'方向延伸，据图分析可知，子链有一条延伸方向是从3'→5'，故图甲中的DNA复制模型不是完全正确。
(2)细胞中DNA复制时DNA的解旋需要解旋酶的催化，解旋酶不能为反应提供能量，而是通过降低反应所需的活化能加快反应速率。由于DNA双链的G—C碱基对之间含有三个氢键，在DNA分子加热解旋时，DNA分子中G+C的比例越高，DNA分子结构越稳定，越难以解旋，需要的解旋温度就越高。
(3)若1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶520个，则鸟嘌呤数量为1000-520=480(个)，该DNA片段连续复制四次，在第四次复制时需要消耗$480×2^{4-1}=3840$(个)游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(4)两条DNA子链在合成时，一条子链是不连续复制的，即先合成短链片段，再连接成长链片段，所以图乙中，与30s结果相比，150s结果中短链片段减少。若抑制DNA连接酶(将DNA片段连接起来的酶)的功能，再重复上述实验，则随着时间推移，短链片段不能连接成长链片段，距离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强(或短链片段的数量一直较多)，这表明DNA复制时子链合成的过程是两条DNA子链在合成时，一条子链是不连续复制的，即先合成短链片段，再连接成长链片段。