2026版《優(yōu)化設(shè)計(jì)大一輪》高考生物（優(yōu)化設(shè)計(jì)新高考版）情境突破課5DNA復(fù)制與“岡崎片段”

情境突破課5

DNA復(fù)制與“岡崎片段”高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026命題情境閱讀DNA復(fù)制時(shí),由于DNA聚合酶催化的合成方向均是5'端到3'端方向,不是3'端到5'端方向,而DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?故在復(fù)制叉附近解開的DNA鏈,一條是5'端到3'端方向,另一條是3'端到5'端方向。那么如何解釋DNA的兩條鏈?zhǔn)峭瑫r(shí)進(jìn)行復(fù)制的呢?研究人員發(fā)現(xiàn)在DNA復(fù)制中,滯后鏈的合成是由不連續(xù)、相對(duì)較短的DNA片段通過(guò)DNA連接酶連接而成的長(zhǎng)鏈,此不連續(xù)、相對(duì)較短的DNA片段稱為岡崎片段。如圖:命題角度設(shè)計(jì)(1)DNA復(fù)制時(shí),兩條鏈不能都連續(xù)復(fù)制的原因是

。

(2)DNA前導(dǎo)鏈的復(fù)制與滯后鏈的復(fù)制不同之處是

,DNA滯后鏈的復(fù)制方向?yàn)?/p>

,復(fù)制合成的岡崎片段需要在

酶的作用下連接成完整的滯后鏈。

DNA聚合酶催化的合成方向均是5'端到3'端方向,而不能由3'端到5'端方向,而DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械那皩?dǎo)鏈的復(fù)制是連續(xù)的

5'→3'

DNA連接情境突破訓(xùn)練1.(2024·福建福州一模)岡崎等人發(fā)現(xiàn)DNA的一條鏈?zhǔn)恰鞍氩贿B續(xù)”復(fù)制的。復(fù)制時(shí),以若干小段的RNA為引物,先在DNA模板鏈上合成一些短的片段(被稱為“岡崎片段”),通過(guò)酶去除RNA引物后再用對(duì)應(yīng)的脫氧核糖核苷酸替換,最后將岡崎片段連接成與母鏈等長(zhǎng)的新鏈。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.在能量的驅(qū)動(dòng)下,解旋酶解開DNA雙螺旋的兩條鏈作為復(fù)制的模板B.在DNA聚合酶的作用下,新合成的兩條子鏈均由3'→5'的方向延伸C.有絲分裂后期,復(fù)制出的兩個(gè)子代DNA分子分開后被拉向細(xì)胞的兩極D.岡崎片段上的引物被切除和替換后,在DNA連接酶作用下連成長(zhǎng)鏈B解析

在DNA復(fù)制過(guò)程中,解旋酶解開DNA雙螺旋的兩條鏈作為復(fù)制的模板,這一過(guò)程需要能量驅(qū)動(dòng),A項(xiàng)正確;DNA聚合酶只能在5'→3'方向上合成新的DNA鏈,因此新合成的兩條子鏈中,一條是連續(xù)合成的(前導(dǎo)鏈),另一條是以岡崎片段的形式不連續(xù)合成的(滯后鏈),B項(xiàng)錯(cuò)誤;有絲分裂后期,復(fù)制出的兩個(gè)子代DNA分子,即位于姐妹染色單體上的DNA分子分開后被拉向細(xì)胞的兩極,C項(xiàng)正確;岡崎片段是指在DNA模板鏈上合成一些短的片段,岡崎片段上的引物被切除和替換后,在DNA連接酶的作用下連成長(zhǎng)鏈,D項(xiàng)正確。2.(2023·山東卷)將一個(gè)雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上,置于含有熒光標(biāo)記的脫氧核苷酸的體系中進(jìn)行復(fù)制。甲、乙和丙分別為復(fù)制過(guò)程中3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖像,①和②表示新合成的單鏈,①的5'端指向解旋方向,丙為復(fù)制結(jié)束時(shí)的圖像。該DNA復(fù)制過(guò)程中可觀察到單鏈延伸暫停現(xiàn)象,但延伸進(jìn)行時(shí)2條鏈延伸速率相等。已知復(fù)制過(guò)程中嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.據(jù)圖分析,①和②延伸時(shí)均存在暫停現(xiàn)象B.甲時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和可能相等C.丙時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和一定相等D.②延伸方向?yàn)?'端至3'端,其模板鏈3'端指向解旋方向D解析

由題干可知,該DNA復(fù)制過(guò)程中有單鏈延伸暫停現(xiàn)象,題圖復(fù)制過(guò)程中不同時(shí)間點(diǎn)的子鏈①和②出現(xiàn)不同長(zhǎng)度,因此可判斷①和②延伸時(shí)均存在暫?，F(xiàn)象,A項(xiàng)正確;①和②表示新合成的單鏈,二者堿基互補(bǔ)配對(duì),若②長(zhǎng)于①的此段鏈中無(wú)A與T,則可推知甲時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和相等,B項(xiàng)正確;丙時(shí)①和②等長(zhǎng),根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,可判斷此時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和一定相等,C項(xiàng)正確;DNA復(fù)制過(guò)程中子鏈的延伸方向?yàn)?'端至3'端,根據(jù)題干“①的5'端指向解旋方向”,可判斷①的合成方向與解旋方向相反,故②的模板鏈的5'端指向解旋方向,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2024·浙江三模)研究發(fā)現(xiàn)DNA復(fù)制時(shí)一條子鏈連續(xù)形成,另一條子鏈先形成短片段后再借助DNA聚合酶、DNA連接酶等連接成長(zhǎng)片段。為驗(yàn)證上述現(xiàn)象,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):讓T4噬菌體侵染大腸桿菌一段時(shí)間,然后將3H標(biāo)記的原料添加到大腸桿菌培養(yǎng)液中,隨后在培養(yǎng)的不同時(shí)刻,分離出T4噬菌體DNA,使其解旋成單鏈,加入試管中進(jìn)行離心使不同大小的DNA單鏈分層,并檢測(cè)試管中各部位的放射性強(qiáng)度,結(jié)果如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.大腸桿菌內(nèi)DNA復(fù)制時(shí)需要解旋酶催化氫鍵斷裂B.該實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制C.若加入DNA連接酶抑制劑,則近試管口處放射性會(huì)增強(qiáng)D.120s結(jié)果中短片段比60s少,原因是短片段連接形成長(zhǎng)片段B解析

分析圖形,圖中自變量有時(shí)間、離試管口的距離,因變量是放射性的強(qiáng)度。大腸桿菌DNA復(fù)制時(shí)需要解旋酶打開堿基對(duì)之間的氫鍵,A項(xiàng)正確;該實(shí)驗(yàn)對(duì)單鏈DNA進(jìn)行離心,不管是不是半保留復(fù)制,離心結(jié)果都一樣,所以該實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能證明DNA的復(fù)制屬于半保留復(fù)制,B項(xiàng)錯(cuò)誤;本實(shí)驗(yàn)因變量是放射性的強(qiáng)度,若該實(shí)驗(yàn)加入DNA連接酶抑制劑,則不連續(xù)復(fù)制的那條鏈會(huì)產(chǎn)生大量短小的單鏈