易错点5DNA复制的两个模型

易错点5DNA复制的两个模型[名师支招]1.DNA复制叉模型半保留复制通过碱基互补配对实现半保留复制，保证亲子代遗传信息的稳定性边解旋边复制通过边解旋边复制，减少碱基暴露的时间，减少基因突变的概率，增加遗传的稳定性需要引物DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能把新的脱氧核苷酸加到已有的DNA(体外)或RNA(体内或体外)链上，需要提供已有的脱氧核苷酸链或核糖核苷酸链作为复制起点固定延伸方向、半不连续复制DNA子链延伸的方向是从子链的5′端到3′端，前导链可以连续复制，但后随链不连续复制2.DNA复制泡模型复制起点一段特殊的DNA序列，可以和DNA聚合酶结合，开始DNA的复制双向复制从DNA复制起点开始，DNA聚合酶沿着DNA双向复制，每个复制方向都符合复制叉模型链状DNA和环状DNA复制真核生物染色体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提醒①与DNA相比，RNA一般是单链结构，碱基暴露，结构不稳定，发生基因突变的可能性较大，所以RNA病毒容易发生变异。②体外DNA复制(即PCR)的过程中，引物是人工合成的DNA或RNA单链。体内的DNA复制，引物来自一种RNA聚合酶合成的RNA。③链状DNA复制时，末端的后随链无法完成复制，导致DNA缩短，进一步会导致端粒缩短，端粒缩短过多会导致细胞衰老。环状DNA没有末端，不会出现缩短的问题。[典例赏析]1.(2024·高三上山东潍坊期中)哺乳动物线粒体的DNA有两个复制起始区，一个用于H链合成，一个用于L链合成。该DNA复制时，H链的合成首先启动，以L链为模板，新合成的H链一边合成，一边取代原来的H链。当H链合成约2/3时，L链的合成启动，以被取代的H链为模板，合成新的L链。全部复制完成后，新的子链和模板链各自组合成两个环状双螺旋DNA分子，整个过程如图所示。下列说法正确的是()A.该DNA分子两条子链合成的起始与结束时间不同B.该DNA分子一条子链的合成是连续的，另一条是不连续的C.若此DNA连续复制2次，则复制过程共需要8个引物D.含A－T碱基对较多的区域解旋时，消耗的能量相对较多答案A解析由题干可知，H链合成约2/3时，L链的合成启动，因此该DNA分子两条子链合成的起始与结束时间不同，A正确；该DNA分子两条子链的合成都是连续的，B错误；DNA连续复制n次，最终形成2n个环状DNA分子，共2n＋1条单链，由于DNA复制是半保留复制，需新合成2n＋1－2条单链，共需要2n＋1－2个引物，因此DNA连续复制2次，则复制过程共需要8－2＝6(个)引物，C错误；含A－T碱基对较多的区域解旋时，消耗的能量相对较少，因为A－T碱基对之间是两个氢键，C－G碱基之间是三个氢键，D错误。2.(2024·山东日照开学考)复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的Y形结构，称为复制叉。图2为DNA复制时形成的复制泡和复制叉的示意图，其中a～h代表相应位置。下列叙述正确的是()A.图1显示DNA分子具有多起点、同时、双向复制的特点B.图2中，根据子链的延伸方向，可以判断a处是模板链的3′端C.f位置子链延伸不连续的原因是解旋酶与DNA聚合酶的移动方向不同D.e、f位置对应的子链中(A＋T)/(C＋G)的值不同答案C解析图1中复制泡大小不同，说明DNA分子复制不是同时复制的，A错误；子链的延伸方向是5′端→3′端，且与模板链的关系是反向平行，因此，根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5′端，B错误；f位置DNA聚合酶和解旋酶移动方向相反，因此其合成的DNA是不连续的，C正确；e、f位置遵循A—T、G—C的碱基互补配对原则，且DNA分子复制时也遵循上述配对方式，e、f位置对应的子链中(A＋T)/(C＋G)的值相同，D错误。3.(2024·河北邯郸期末)将不含放射性标记的大肠杆菌放在含有3H－胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，经放射自显影后在电子显微镜下观察其放射性，放射性强度越强显影颜色越深，结果如图所示。下列叙述正确的是()A.由图1和图2可判断大肠杆菌的DNA含游离的磷酸基团B.依据图2可推测大肠杆菌DNA的复制是从一个位点开始的C.图2中A区段显影颜色最深说明它是由一条非放射性链和一条放射性链构成的D.若大肠杆菌DNA含100个胸腺嘧啶，则复制两次共消耗400个胸腺嘧啶脱氧核苷酸答案B解析大肠杆菌的DNA是双链环状结构，不含游离的磷酸基团，A错误；依据图2可推测大肠杆菌DNA的复制是从一个位点开始的，这样就只形成一个局部解旋后的区域，两条母链分别作为模板合成相应的子链，B正确；图2中A区段显影颜色最深，说明这个区域的两条链都含3H－胸腺嘧啶脱氧核苷酸，即它是由两条放射性链构成的，C错误；若大肠杆菌DNA中含100个胸腺嘧啶，则复制两次后共需消耗(22－1)×100＝300(个)胸腺嘧啶脱氧核苷酸，D错误。4.(2023·浙江6月选考，16)紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是()A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶B.填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行C.DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利D.随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释答案C解析修复过程中，限制酶识别特定的双链DNA序列并使DNA在特定位置断裂，DNA聚合酶以DNA链为模板合成新链，A正确；填补缺口时，新链合成与DNA复制相似，以5′端到3′端的方向进行，B正确；如果DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，可能有更多的细胞含有损伤的DNA，对细胞不利，C错误；XP患者的核苷酸切除修复系统存在缺陷，不能修复紫外线引发的DNA损伤，随年龄增长，XP患者细胞积累的损伤DNA增多，进而发生皮肤癌，这可用突变累积解释，D正确。5.(2024·山东青岛一模)真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链。大体过程为：先以L链为模板，合成一段RNA引物，然后在DNA聚合酶的作用下合成新的H链片段，当H链合成2/3时，新的L链开始合成，如图所示。下列关于线粒体DNA的说法，错误的是()A.DNA内外环的复制是不同步的，但子链都是从5′端向3′端延伸B.DNA分子中的磷酸二酯键数目与脱氧核苷酸数目相等C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶和DNA连接酶D.用15N只标记亲代DNA，复制n次后含14N/15N的DNA占总数的1/2n答案D解析由题干可知，当H链合成2/3时，新的L链开始合成，则DNA内外环的复制是不同步的，但子链都是从5′端向3′端延伸，A正确；由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相等，B正确；由题干信息“先以L链为模板，合成一段RNA引物”可知，该