学年高中生物人教版必修2第三章第34节DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段.docx

1、学年高中生物人教版必修2第三章 第34节 DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段第3、4节DNA的复制_基因是有遗传效应的DNA片段1.DNA复制发生在细胞分裂的间期。2DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸为原料以及酶和能量等。3DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。4DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。5基因是有遗传效应的DNA片段。6DNA中碱基对的排列顺序表示遗传信息。一、DNA半保留复制的实验证据1实验材料：大肠杆菌。2实验方法：运用同位素示踪技术。3实验过程4实验结果(1)复制一次产生的DNA分子中，一条链含1

2、4N，另一条链含15N，DNA分子密度居中。(2)复制两次产生的DNA分子中，有两个DNA分子的双链均含14N，另两个DNA分子中一条链含15N，另一条链含14N。5实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。二、DNA分子复制的概念、过程及特点1概念理解(1)实质：以亲代 DNA分子为模板合成子代DNA的过程。(2)时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。(3)场所：主要是细胞核。2过程填图3特点(1)过程：边解旋边复制。(2)方式：半保留复制。三、基因是有遗传效应的DNA片段1基因与DNA分子的关系填图2DNA片段中的遗传信息(1)遗传信息：蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。(2)特点：多样性

3、：碱基排列顺序的千变万化。特异性：每一个DNA分子的碱基有特定排列顺序。(3)与生物体多样性和特异性的关系：DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。生物体的多样性和特异性是DNA分子多样性和特异性的客观体现。1判断下列叙述的正误(1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板()(2)通过碱基互补配对原则，保证了DNA分子复制的准确进行()(3)DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中()(4)碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性()2以DNA的一条链“ATC”为模板，经复制后的子链是()AGAT BUAGCTAG DTUG解析：选CDNA复制依据碱基互

4、补配对原则，以“ATC”链为模板复制得到的子链碱基顺序为“TAG”。3DNA分子解旋是指()ADNA分子中碱基对之间的氢键断裂BDNA分子完全水解CDNA分子断裂DDNA分子不完全水解解析：选ADNA分子解旋是指DNA分子中碱基对之间的氢键断裂。4在一个细胞周期中，核DNA分子的复制过程发生在()A间期B前期C中期D后期解析：选A在细胞周期中，核DNA分子的复制发生在分裂间期。5关于基因的概念，下列叙述错误的是()A基因是具有遗传效应的DNA片段B基因是DNA分子上有一定功能的脱氧核糖核苷酸特定的排列顺序C基因是染色体的一段D基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位解析：选C染色体是基

5、因的载体，基因是具有遗传效应的DNA片段。 1对DNA复制的理解(1)能够进行DNA复制的生物：一切以DNA为遗传物质的生物。(2)DNA复制的场所：细胞生物DNA复制主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制；病毒的DNA复制在宿主细胞内。(3)真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。(4)复制所需的酶是指一个酶系统，不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA连接酶等。解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。2DNA分子复制中相关计算的规律方法DNA分子复制为半保

6、留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：(1)子代DNA共2n个，其中(2)脱氧核苷酸链共2n1条，其中(3)消耗的脱氧核苷酸数：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m(2n1)个。若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m2n1个。思考探究(1)用15N标记的DNA分子，放入含14N的培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子数为12.5%时，该DNA分子复制了几次？提示：4次。含15N的DNA分子在含14N培养基中复制n次，则形成2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子占2

7、/2n，已知2/2n12.5%，则n4。(2)DNA复制n次与第n次复制各形成多少个DNA分子？提示：DNA复制n次形成2n个DNA分子，第n次复制形成2n1个DNA分子。题组冲关1某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是()解析：选DDNA的复制方式为半保留复制，复制第一次时，由1个DNA复制成的2个DNA都是一条链为白色，一条链为灰色；第二次复制时，2个DNA复制成4个DNA，有8条链，新产生4条链为黑色，分别与原来的链结合。2下图为真核细胞DNA复制过程示意。据图分析，下列相关叙述

8、错误的是()A由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的B合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的C细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体D解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP解析：选D由题图可知，A、B正确；真核细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，这三个结构都可以进行DNA复制；解旋不需要DNA聚合酶参与。3用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列结果不可能的是()A含有14N的DNA分子占7/8B含有15N的脱氧核苷酸链占1/16C复制过程中需游离腺嘌呤脱氧核苷酸600个D复制后共产生

9、16个DNA分子解析：选ADNA进行的是半保留复制，又因所用培养基含14N，所以后代含14N的DNA分子占100%；1个DNA分子连续复制4次会得到16个DNA分子，32条脱氧核苷酸链，其中有2条脱氧核苷酸链为母链(含15N)，位于两个子代DNA分子中，故含15N的脱氧核苷酸链占1/16；DNA分子中不相配对的两种碱基之和等于碱基总数的一半，C与A不配对，故该DNA中A有2001/26040(个)，而该DNA分子连续复制4次会得到16个DNA，相当于新合成15个DNA分子，故需要游离腺嘌呤脱氧核苷酸为1540600(个)。归纳拓展有关DNA分子复制相关计算的两个注意点(1)分析被标记DNA分子

10、所占的比例时，应注意求的是DNA分子数，还是脱氧核苷酸链数；看准是“含”还是“只含”；还应注意培养液中化学元素的不同。(2)在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。1脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解2全方位理解“基因”(1)本质上，基因是有遗传效应的DNA片段。(2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。(3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。(4)位置上，基因在染色体上呈线性排列。题组冲关4下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述，错误的是()A每条染色体上含有一个或两个DNA，一个DNA分子上含有多个基因B生物的遗传中，染色体的行为决定

11、着DNA和基因的行为C三者都是生物细胞内的主要遗传物质D三者都能复制、分离和传递解析：选CDNA是主要的遗传物质，而染色体不是遗传物质，染色体上还含有蛋白质。一个DNA分子上有多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。染色体的行为决定着DNA和基因的行为。在生命活动过程中，基因、DNA都会随染色体的复制而复制。5如图是果蝇某条染色体上的一段DNA分子的示意图。下列说法正确的是()A白眼基因含有多个核糖核苷酸B白眼基因是有遗传效应的DNA片段C白眼基因位于细胞质内D白眼基因基本组成单位是4种碱基解析：选B基因是有遗传效应的DNA片段，其基本组成单位与DNA相同，即为脱氧核苷酸，脱氧核苷酸共有4种；

12、每个DNA分子上含有很多个基因，每个基因中含有许多个脱氧核苷酸；染色体是DNA的主要载体，白眼基因位于染色体上，是细胞核基因。 一、选择题1下列不属于DNA复制条件的是()A解旋酶、DNA聚合酶 B脱氧核苷酸CDNA模板和能量 D核糖核苷酸解析：选DDNA分子复制时需要以原DNA分子为模板，ATP提供能量，以脱氧核苷酸为原料，在解旋酶和DNA聚合酶的作用下，按碱基互补配对原则，完成复制过程，该过程不需要核糖核苷酸。2保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是()A解旋酶促使DNA的两条互补链分离B游离的脱氧核苷酸上的碱基与母链碱基进行互补配对C配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链D模板母链

13、与互补子链盘绕成双螺旋结构解析：选BDNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够精确地进行。3DNA分子复制时需要解旋，下列哪一组碱基对被解开()A鸟嘌呤和腺嘌呤 B胸腺嘧啶和胞嘧啶C腺嘌呤和胸腺嘧啶 D腺嘌呤和胞嘧啶解析：选C根据碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，在DNA分子复制时，解旋酶解开配对碱基间的氢键。4下列关于DNA分子和基因相互关系的叙述，不正确的是()A基因是具有遗传效应的DNA片段B生物体的DNA分子数目小于基因数目C基因在DNA上，DNA上所有序列都属于基因D基因并不是碱基对随机排列成的DNA片段解析：选CDNA分子上分布着多

14、个基因，基因是具有遗传效应的DNA片段，基因位于DNA分子上，DNA上还包含不具有遗传效应的片段，这些片段不能称为基因。5如图是用集合的方法表示各种概念之间的关系，其中与图示相符的是()选项1234A染色体DNARNA基因BDNA基因脱氧核苷酸碱基C核酸DNA脱氧核苷酸基因D核酸染色体DNA基因解析：选B基因是DNA的一个片段，基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，碱基是组成脱氧核苷酸的成分之一。6右图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是()A此过程需要能量和尿嘧啶脱氧核苷酸B真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核Cb链中(AG)/(TC)的值一定与c

15、链中的相同D正常情况下，a、d链都应该到不同的细胞中去解析：选D据图可知，此生理过程是DNA的复制。该过程需要的脱氧核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸；真核生物发生此过程的场所有细胞核、线粒体和叶绿体；b链中(AG)/(TC)的值与c链中的此比值呈倒数关系。7下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是()ADNA分子复制过程需要酶的催化，也需要消耗ATPB这一过程是在细胞分裂间期随着染色体的复制而完成的C由图可知该过程是边解旋边双向复制，是多个起点同时开始的D真核生物的这种复制方式提高了复制效率解析：选CDNA分子复制需要模板

16、、原料、酶和能量等基本条件；DNA分子复制是在细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的；由图可知DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，且是多个起点开始，但并不是同时开始的；真核生物的这种复制方式使复制效率大大提高。二、非选择题8分析下图，回答有关问题：(1)图中B是_，C是_，D是_，F是_，G是_。(2)F的基本组成单位是图中的_，共有_种。F与H的关系是_。(3)图中E和F的关系是_。决定F结构多样性的是_的排列顺序。(4)通常情况下，1个H中含_个F,1个F中含有_个E,1个E中含有_个D。解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脱氧核

17、糖和1分子含氮碱基组成；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体；1条染色体上通常情况下含有一个DNA分子，一个DNA分子上有很多个基因，1个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。答案：(1)脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸DNA蛋白质(2)D4H是F的主要载体(3)E是有遗传效应的F的片段D(4)1许多成百上千9将亲代DNA用15N标记，放在含有14N的培养基上培养，如图是DNA复制图解，请据图回答问题：(1)图中长方形A表示_，图中的箭头B表示_，图中体现了DNA复制的特点是_。(2)DNA复制完一次后，2个子代DNA分子共有_个游离的磷酸基团。分析得知，新合成的DNA分子中，A

18、T，GC。这个事实说明DNA的合成遵循_。新合成的DNA分子中，带有15N标记的链占总链数的50%，这个事实说明_。(3)15N标记的DNA分子复制4次后，含14N的DNA分子占DNA分子总数的_，若该DNA分子共有300个碱基对，其中胞嘧啶为260个，则第4次复制时，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为_个。解析：(1)A催化游离的脱氧核苷酸形成互补链，是DNA聚合酶，箭头B代表的是复制的方向，从图中能够看出DNA边解旋边复制的特点。(2)每个DNA分子的两条链中，每一条链都有一个游离的磷酸基团，所以复制后形成的2个DNA分子共有4个游离的磷酸基团；在DNA分子复制的过程中遵循碱基互补配对的原则；新DN

19、A分子中新链和旧链各占一半，表现了DNA分子的半保留复制的特点。(3)由于DNA分子的半保留复制的特点，所以含有15N的DNA分子只有2个，经4次复制后共产生了16个DNA分子，而每个DNA分子中都含14N；300个碱基对的DNA分子，含有胞嘧啶260个，则含有腺嘌呤为40个，则第4次复制过程中，会增加8个新DNA分子，所以需要游离的腺嘌呤320个。答案：(1)DNA聚合酶DNA复制方向边解旋边复制(2)4碱基互补配对原则DNA复制方式为半保留复制(3)100%320一、选择题1真核细胞内某基因由1 000对脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%。下列说法正确的是()A该基因一定存在于染色体上B该

20、基因的一条脱氧核苷酸链中(CG)/(AT)的值为3/2CDNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸D该基因复制3次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2 800个解析：选B真核细胞内的基因包括核基因和质基因，质基因不会存在于染色体上；根据已知条件可知：在该基因中，AT400(个)，GC600(个)，DNA分子中，一条单链的(CG)/(AT)的值与整个DNA分子中(CG)/(AT)的值相等，本题中(CG)/(AT)的值为3/2；解旋酶只能将DNA分子解旋，不能将基因水解成脱氧核苷酸；该基因复制3次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为600(231)4 200(个)。2科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直

21、接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常，说明()A基因在DNA上 B基因在染色体上C基因具有遗传效应 DDNA具有遗传效应解析：选CHMGIC基因缺陷的小鼠体重保持正常，而含有HMGIC基因的小鼠变得肥胖，说明基因具有遗传效应。3一个未标记DNA分子在15N的环境中复制，若子一代DNA的一条单链出现差错，则子二代DNA中，差错DNA单链和含15N的DNA分子分别占()A1/3,1 B1/4,1C1/3,1/2 D1/4,1/2解析：选B一个未标记的DNA分子在15N的环境

22、中复制两次后，形成的4个DNA分子全部被标记。若子一代1条单链出现差错，则子二代中有2条单链出现差错，所占比例为1/4。4某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上ATGC1234，则该DNA分子中()A四种含氮碱基ATGC3377B连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个C碱基排列方式共有4100种D嘌呤总数大于嘧啶总数解析：选A该DNA分子的一条链上ATGC1234，另一条链上ATGC2143，故整个DNA分子中ATGC3377；该DNA分子中A、T各30个，G、C各70个，连续复制两次，需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为30(221)90(个)；该DNA分子含有100个碱基对，30个AT

23、碱基对，70个GC碱基对，碱基排列方式小于4100种；一个DNA分子中嘌呤总数和嘧啶总数相等。5用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖4代，a、b、c为3种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如下图，这3种DNA分子的比例正确的是()解析：选D假设亲代DNA分子为n个，则繁殖4代后，DNA分子总数为16n，其中，只含15N的DNA分子为0个，同时含14N和15N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有14n个，它们呈现的比例为D图所示。6假设1个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%

24、。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述不正确的是()A该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供场所、原料和酶等C含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D噬菌体DNA复制在宿主细胞中进行解析：选AAT5 000220%2 000，GC5 000230%3 000。DNA复制n次后需要加入鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数(2n1)3 000(个)，因此DNA复制中需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数993 0002.97105(个)。噬菌体侵染细菌时，噬菌体的DNA进入作为模板，需要细菌提供场所、原料和酶等。1个被32P标记的噬菌体经半保留复制形成的1

25、00个子代噬菌体中有2个子代噬菌体含32P,98个只含31P，所以含32P的子代噬菌体与只含31P的子代噬菌体的比例为298149；噬菌体DNA复制在细菌细胞中进行。 7将DNA双链均含15N的大肠杆菌放在含有14N的普通培养液中培养，8 h后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA占总DNA的比例为1/16，则大肠杆菌的分裂周期是()A1.3 h B1.6 hC2.0 h D4.0 h解析：选BDNA的复制方式为半保留复制，1个DNA分子复制n次后形成2n个DNA分子，其中2个DNA分子含母链DNA。一个含15N的双链DNA分子，在含有14N的普通培养液中培养n代，子代中含15N的DNA占总

26、DNA的比例为2/2n，根据2/2n1/16，解得n5，即8 hDNA复制了5次，则分裂周期为8/51.6(h)。8下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是()ADNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开BDNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链方向相反CDNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段DDNA的两条子链都是连续合成的解析：选D由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。二、非选择题9在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长

27、的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(和)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示：请分析回答：(1)由实验结果可推测第一代()细菌DNA分子中一条链含_，另一条链含_。(2)将第一代()细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。(3)若将15NDNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中全含15N(重DNA)，一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为_，在这些子代DNA中，含15N的链与全部子代DNA链的比例为_。(4)若一个DNA分子的一条单链中1.5，此比例在其互补链中的比值是_；在整个DNA分子中的比值是_。以该单链为模板合成的子代DNA分子中，AG的总含量占_。答案：(1)14N15N(2)如右图(3)026216(或18)(4)2/3150%