高中生物第三章基因的本质第3节DNA的复制第4节基因是有遗传效应的DNA片段导学案新人教版必修 18页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第三章 基因的本质 第 3 节 DNA 的复制 第 4 节 基因是有遗传效应的 DNA 片段 1. 理解 DNA 分子的复制。(重点) 2. 说出 DNA 与基因、遗传信息间的关系。(重、难点) 3. 理解基因多样性和特异性的原因。(重、难点) [学生用书 P59]) 一、对 DNA 分子复制的推测(阅读教材 P52) 1. 假说：半保留复制方式。 2. 内容 (1) 解旋：DNA 分子复制时，DNA 分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂。 (2) 复制：以解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键， 结合到作为模板的单链上。 (3) 特点：新合成的每个 DNA 分子中，都保留了原来 DNA 分子中的一条链。 二、DNA 分子的复制(阅读教材 P54) 1. 概念：以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程。 2. 时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。 3. 条件 项目 内容 模板 亲代 DNA 分子的两条单链 原料 游离的 4 种脱氧核苷酸 能量 ATP 酶 解旋酶、DNA 聚合酶等 4. 过程：解旋→合成子链→重新螺旋，形成子代 DNA。 5. 结果：形成两个与亲代 DNA 分子完全相同的子代 DNA 分子。 6. 意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。 7. 特点：边解旋边复制，半保留复制。 8. 准确复制的原因 (1) DNA 分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 (2) 通过碱基互补配对，保证了复制准确无误地进行。 点拨 在 DNA 分子复制过程中容易发生基因突变，可能产生性状的改变。 三、基因与 DNA 的关系(阅读教材 P55～P57) 1. 从数量上看 (1) 每个 DNA 分子上有多个基因。 (2) 所有基因的碱基总数小于(填“大于”“等于”或“小于”) DNA 分子的碱基总数，即 DNA 分子上只有 部分碱基参与基因的组成。 2. 从功能上看：基因是有遗传效应的 DNA 片段。 四、DNA 片段中的遗传信息(阅读教材 P56～P57) 1. 含义：DNA 分子中 4 种碱基的排列顺序。 2. DNA 分子的特点 (1) 多样性：碱基排列顺序的千变万化。 (2) 特异性：碱基的特定的排列顺序。 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。 1. 思考 (1) DNA 分子的哪些结构特点保证了其精确复制？ 提示：DNA 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的准确进行。 (2) 基因是碱基随机排列成的 DNA 片段吗？为什么？ 提示：基因不是碱基随机排列成的 DNA 片段。基因的碱基序列是特定的，是具有特异性的，如果把碱基随 机排列，不一定具有遗传效应，也就构不成基因。 2. 判断 (1) 所有的细胞都能进行 DNA 复制。(×) 分析：有的细胞如神经细胞不能进行 DNA 复制。 (2) DNA 解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为 DNA 复制的模板。(√) 分析：DNA 一次复制可以形成两个 DNA 分子，因为解旋后的每条脱氧核苷酸链都可以作为复制的模板。 (3) DNA 双螺旋全部解开后，再开始进行 DNA 复制。(×) 分析：DNA 复制是边解旋边复制。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 (4) (2016·河南郑州高一期末) DNA 解旋酶破坏的是氢键，不能将 DNA 分解成脱氧核苷酸。(√) (5) 基因就是 DNA 片段。(×) 分析：并不是所有的 DNA 片段都是基因，基因是具有遗传效应的 DNA 片段。 (6) 基因能够准确地复制，并且能够储存遗传信息。(√) 主题一 DNA 分子的复制特点[学生用书 P60] DNA 复制的方式 分析下面实验过程，探究以下问题： (1) 上述实验采用了放射性同位素标记法。 (2) 预期的实验结果 (3) 该实验说明：DNA 分子的复制是以半保留的方式进行的。 理解 DNA 复制的特点 结合下面 DNA 复制的模式图，探究以下问题： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 (1) a 链的碱基序列和 c 链相同，d 链的碱基序列和 b 链相同。 (2) 说明了 DNA 复制的特点为半保留复制。 1. 对 DNA 复制的理解 (1) DNA 复制的场所：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。 (2) 能够进行 DNA 复制的生物：一切以 DNA 为遗传物质的生物。 (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。 ①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。 ②DNA 聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。 ③DNA 连接酶的作用是连接 DNA 片段。 (5) 两个子代 DNA 的位置及分开时间：复制产生的两个子代 DNA 分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝点 连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中。 (6) DNA 分子的复制往往是从多个起点同时进行的，如图： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 DNA 半保留复制的实验 1. 把培养在含轻氮(14N) 环境中的 1 个细菌，转移到含重氮(15N) 环境中，培养相当于复制一轮的时间，然 后取 1 个细菌放回原环境中培养相当于复制两轮的时间后，细菌 DNA 组成为( ) A. 3/4 轻氮型、1/4 中间型 B. 1/4 轻氮型、3/4 中间型 C. 1/2 轻氮型、1/2 中间型 D. 3/4 重氮型、1/4 中间型 解析：选 A。轻氮(14N) 环境中 1 个细菌转移到重氮(15N) 环境中培养相当于复制一轮的时间后，DNA 分子全 为 15N/14N，再返回轻氮(14N) 环境中培养复制两次，产生 4 个 DNA 分子，其中有 1 个 DNA 分子为 15N/14N，3 个 DNA 分子为 14N/14N，所以结果为 3/4 轻氮型、1/4 中间型。 DNA 复制的过程 2. 如图为真核细胞 DNA 分子复制过程模式图。据图分析，下列相关叙述中错误的是( ) A. 由图示可知，DNA 分子复制的方式是半保留复制 B. 从图中可以看出合成两条子链时，DNA 聚合酶移动的方向是相反的 C. 子链合成的方向是一定的 D. 解旋需解旋酶及 DNA 聚合酶的催化，且需要消耗 ATP “三看法”判断 DNA 复制 一看模板是否为 DNA； 二看原料是否为脱氧核苷酸； 三看产物是否为 DNA。 主题二 DNA 分子复制过程中的相关计算[学生用书 P61] 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 DNA 分子的复制方式为半保留复制，一个被 15N 标记的 DNA 分子在含有 14N 脱氧核苷酸的培养基中复制 n 次。 结合下面图解，分析以下问题。 (1) 完成下面表格 分子或链 所占比例 世代 只含 15N 的分 子 含 14N、15N 的杂 交分子 只含 14N 的 分子 含 15N 的链 含 14N 的链 0 1 0 0 1 0 第 1 代 0 1 0 1/2 1/2 第 2 代 0 1/2 1/2 1/4 3/4 第 n 代 0 2/2n 1－2/2n 1/2n 1－1/2n (2) 消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，经过 n 次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 m·(2n－1) 个。 ②第 n 次复制所需该脱氧核苷酸数为 m·2n－1 个。 (1) 一个 DNA 分子经过 4 次复制后形成的子代 DNA 中完全为新合成的有多少个？ 提示：14 个。4 次复制形成的 16 个 DNA 分子中，有 2 个含有原来的母链 DNA。 (2) 某 DNA 分子含有 100 个碱基对，其中有腺嘌呤 50 个，该 DNA 分子第三次复制需要消耗多少个鸟嘌呤？ 提示：200 个。该 DNA 分子中 G＝C＝(100×2－50×2) ÷2＝50 个，第三次复制新增加的 DNA 分子为 8－4 ＝4 个，共消耗鸟嘌呤为 50×4＝200 个。 1. 子代 DNA 分子中，含 14N 的有 2n 个，只含 14N 的有(2n－2) 个，做题时应看准是“含”还是“只含”。 2. 无论复制多少次，含 15N 的 DNA 分子始终是 2 个，占总数比例为2 2n。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 3. 子代 DNA 分子的链中，总链数 2n×2＝2n＋1 条。含 15N 的链始终是 2 条，占总数比例为 2 2n＋1＝1 2n。做题时， 应看准是“DNA 分子数”还是“链数”。 1. (2016·泰安高一检测) 用 15N 标记含有 100 个碱基对的双链 DNA 分子，其中有胞嘧啶 60 个，该 DNA 分 子在含有 14N 的培养基中连续复制 4 次。其结果不可能是( ) A. 含有 15N 的 DNA 分子占 1/8 B. 复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个 C. 含有 14N 的 DNA 分子占 7/8 D. 复制结果共产生 16 个 DNA 分子 2. (2016·江西临川一中期中) 一个双链均被 32P 标记的 DNA 由 5 000 个碱基对组成，其中腺嘌呤占 20%， 将其置于只含 31P 的环境中复制 3 次。下列叙述不正确的是( ) A. 该 DNA 分子中含有氢键的数目为 1. 3×104 B. 复制过程需要 2. 1×104 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C. 子代 DNA 分子中含 31P 与含 32P 的分子数之比为 3∶1 D. 子代 DNA 分子中含 31P 的单链与含 32P 的单链之比为 7∶1 解析：选 C。由题意知，该 DNA 分子含有 5 000 个碱基对，A 占 20%，因此 A＝T＝10 000×20%＝2 000，C ＝G＝3 000，则该 DNA 分子中含有氢键的数目＝2 000×2＋3 000×3＝13 000 个，A 正确；DNA 分子复制 3 次形成了 8 个 DNA 分子，其中有 7 个 DNA 分子需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，所以复制过程需要的游离的 胞嘧啶脱氧核苷酸数目＝7×3 000＝21 000 个，B 正确；子代 DNA 分子中含 32P 的 DNA 分子只有两个，含 31P 的分子数是 8 个，二者之比是 1∶4，C 错误；由题意知含有 32P 标记的 DNA 单链是 2 条，含有 31P 的单链是 2×8－2＝14 条，因此子代 DNA 分子中含 31P 的单链与含 32P 的单链之比为 7∶1，D 正确。 主题三 基因是有遗传效应的 DNA 片段[学生用书 P61] 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 基因的结构 材料 1：大肠杆菌细胞的拟核有 1 个 DNA 分子，长度约为 4 700 000 个碱基对，在 DNA 分子上分布着大约 4 400 个基因，每个基因的平均长度约为 1 000 个碱基对。 由此说明基因是 DNA 的片段。 基因的功能 材料 2：生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇的 DNA 分子上有一段长度为 5 170 个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠， 在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。 由此说明基因具有特定的遗传效应。 遗传信息的多样性和特异性 (1) 多样性：构成 DNA 分子的碱基只有 4 种，配对方式只有 2 种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形 成的碱基对的排列顺序也可以千变万化(如一个由 1 000 个碱基对组成的 DNA 分子，它的碱基对可能的排列 方式就有 41 000 种) ，从而构成了 DNA 分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。 (2) 特异性：每个特定的 DNA 分子都有特定的碱基排列顺序，都贮存着特定的遗传信息，即遗传信息的特 异性。 1. 2. 脱氧核苷酸、基因、DNA 和染色体的关系 (1) 图解 (2) 范围大小 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 1. 下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 2. 如图表示基因与染色体之间的关系，下列相关叙述中，错误的是( ) A. H 是遗传物质的主要载体 B. C 的种类有五种 C. E 在 H 上呈线性排列 D. E 中的遗传信息在复制过程中严格遵循碱基互补配对原则 解析：选 B。A 项：细胞核中的遗传物质全部分布在染色体上，但细胞质中的遗传物质分布在线粒体和叶绿 体中，所以说染色体是遗传物质的主要载体。B 项：因为 D 是构成 DNA 的基本单位——脱氧核苷酸，所以 C(碱基) 只有四种。C 项：基因是具有遗传效应的 DNA 片段，基因在染色体上呈线性排列。D 项：基因在复 制过程中要严格遵循碱基互补配对原则，以确保遗传信息准确地传递给子代。 基因概念理解的两个误区 (1) 不是所有的 DNA 片段都是基因，必须是有遗传效应的 DNA 片段。 (2) 不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体和线粒体中也有基因。 核心知识小结 [要点回眸] 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 [规范答题] 1. DNA 复制发生在细胞分裂的间期．．．．．。 2. DNA 复制需要 DNA．．．模板、．．．4．种脱氧核苷酸做原料以及酶和能量．．．．．．．．．．．．．．．。 3. DNA 复制的特点是边解旋边复制．．．．．．和半保留复制．．．．．。 4. DNA 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．．。 6. DNA 中碱基对的排列顺序．．．．．．．．表示遗传信息。 7. DNA 分子具有多样性、特异性和稳定性．．．．．．．．．．．。 [随堂检测][学生用书 P63] 1. 有关 DNA 复制的叙述，正确的是( ) A. 有丝分裂分裂期和减数分裂过程中进行复制 B. 全部解旋之后才开始碱基配对 C. 复制后每个新 DNA 分子含一条母链和一条子链 D. 复制的场所是细胞核和核糖体 解析：选 C。DNA 复制主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；DNA 复制的特点之一是边解旋 边复制；DNA 复制方式是半保留复制，即复制后每个新 DNA 分子含一条母链和一条子链；复制的场所主要在 细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行 DNA 的复制。 2. (2016·太原高一检测) DNA 分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 解析：选 D。解旋酶的作用是打断碱基对之间的氢键，使 DNA 双螺旋解开，只有 D 项属于 DNA 上的碱基对。 3. (2016·宿迁高一检测) 某 DNA 分子片段为 —ATGTG— —TACAC— ，可进行人工复制使其数量增加，复制时应给予的 条件是( ) ①ATGTG 和 TACAC 作模板链 ②4 种核糖核苷酸 ③4 种脱氧核苷酸 ④DNA 聚合酶 ⑤DNA 水解酶 A. ①③④ B. ①②④ C. ①②⑤ D. ①③⑤ 4. 将用 15N 标记的一个 DNA 分子放在含有 14N 的培养基中，让其复制三次，则含有 15N 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的比例、含有 14N 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的比例以及含有 15N 的脱氧核苷酸链占全部 DNA 单链的比 例依次是( ) A. 1/2，7/8，1/4 B. 1/4，1，1/8 C. 1/4，7/8，1/8 D. 1/8，1，1/8 解析：选 B。用 15N 标记的一个 DNA 分子放在含有 14N 的培养基中，让其复制三次，则产生的 DNA 分子共有 23＝8 个，共有 16 条脱氧核苷酸链，其中含有 15N 的 DNA 分子有 2 个，含有 15N 的脱氧核苷酸链 2 条，含 14N 的 DNA 分子为 8 个，根据数值计算即可。 5. (2016·河北承德高一检测) 已知某 DNA 分子含有 1 000 个碱基对，其中一条链上 A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶ 4。该 DNA 分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是( ) A. 600 个 B. 900 个 C. 1 200 个 D. 1 800 个 解析：选 D。DNA 分子中含有 2 000 个碱基，又知其中一条链中 A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。该 DNA 分子中 A ＝T，C＝G，则求出该 DNA 分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为 600 个，该 DNA 分子连续复制两次，共需要鸟 嘌呤脱氧核苷酸分子数为(22－1) ×600＝1 800 个。 6. (2016·徐州高一检测) 下列有关真核生物基因的叙述中，不正确的是( ) A. 基因是遗传信息的携带者 B. 所有基因都在染色体上呈线性排列 C. 基因是有遗传效应的 DNA 片段 D. 相同基因在一个四分体上可达到 4 个 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 7. (2016·合肥高一检测) 下列图甲中 DNA 分子有 a 和 d 两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示， 结合所学知识回答下列问题： (1) 从图甲可看出 DNA 复制的方式是 ________________________________________________________________________。 (2) 图甲中，A 和 B 均是 DNA 分子复制过程中所需要的酶，其中 B 能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸 链，从而形成子链，则 A 是________酶，其作用是________；B 是________酶。 (3) 图甲过程在植物根尖分生组织细胞中进行的场所有________，进行的时间为 __________。 (4) 图乙中，10 是________________，DNA 分子的基本骨架由________交替连接而成；DNA 分子两条链上的 碱基通过________连接成碱基对，并且遵循____________原则。 解析：(1) 分析图甲可知，a、d 是 DNA 复制的模板链，b、c 是新合成的子链，DNA 分子是半保留复制。 (2) 分析图甲可知，A 是解旋酶，作用是断裂氢键，使 DNA 解旋，形成单链 DNA；B 的作用是将单个的脱氧 核苷酸连接成脱氧核苷酸链，为 DNA 聚合酶。 (3) 植物根尖分生组织细胞中的 DNA 存在于细胞核和线粒体中，因此在细胞有丝分裂间期，细胞核和线粒 体中都能进行 DNA 分子复制。 (4) 分析图乙可知，10 是一条脱氧核糖核苷酸链；DNA 分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成， 排列在外侧；DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧，碱基对之间遵循 A 与 T 配对、 G 与 C 配对的碱基互补配对原则。 答案：(1) 半保留复制 (2) 解旋 解旋、断裂氢键 DNA 聚合 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 (3) 细胞核、线粒体 有丝分裂间期 (4) 一条脱氧核苷酸链片段 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基互补配对 [课时作业][学生用书 P133(独立成册) ] 一、选择题 1. (2016·西安高一检测) 下列有关真核细胞 DNA 分子复制的叙述，正确的是( ) A. 复制形成的两个子代 DNA 分子共 2 个游离的磷酸基团 B. DNA 复制完成后原先的 DNA 分子不复存在 C. DNA 聚合酶催化碱基对之间的连接 D. 复制过程中先全部解链，再进行半保留复制 2. (2016·潍坊高一检测) 下列关于 DNA 复制的叙述中，正确的是( ) A. DNA 复制时，亲代 DNA 中只有一条链是模板 B. 精原细胞略微增大进行 DNA 复制 C. DNA 复制在核糖体上进行 D. DNA 复制时，以其周围的游离的脱氧核糖核酸为原料 解析：选 B。DNA 复制时，亲代 DNA 中的两条链都是模板，A 项错误；精原细胞略微增大，说明细胞处于分 裂间期，正在进行 DNA 复制，B 项正确；DNA 复制主要在细胞核中进行，蛋白质合成在核糖体上进行，C 项 错误；DNA 复制时，以其周围的游离的单体——脱氧核糖核苷酸为原料，D 项错误。 3. 在一个细胞周期中，DNA 复制过程中的解旋发生在( ) A. 两条 DNA 母链之间 B. DNA 子链与其互补的母链之间 C. 两条 DNA 子链之间 D. DNA 子链与其非互补母链之间 解析：选 A。DNA 复制过程中的解旋发生在两条 DNA 母链之间。 4. 女性子宫肌瘤细胞中最长的 DNA 分子可达 36 mm，DNA 复制速度约为 4 μm/min，但复制过程仅需 40 min 左右即可完成。这是因为 DNA 分子( ) A. 边解旋边复制 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 B. 每个复制点双向复制，使子链迅速延伸 C. 以半保留方式复制 D. 复制起点多，分段同时复制 解析：选 D。DNA 分子长 36 mm，复制速度为 4 μm/min，则如果从始端开始复制，所需复制时间大约是 36×103 μm÷4 μm/min＝9×103 min，而实际上只需 40 min 左右，究其原因应该是复制起点多，分段同时复制。 5. DNA 的复制保持了亲子代间遗传信息传递的连续性，DNA 的复制不可能发生在( ) A. 细胞核 B. 叶绿体 C. 线粒体 D. 核糖体 解析：选 D。细胞核、叶绿体、线粒体中都有 DNA，均可发生 DNA 复制，而核糖体中无 DNA。 6. 最新研究表明，人类 24 条染色体上含有 3 万～4 万个蛋白质编码基因。这一事实说明( ) A. 基因是 DNA 上有遗传效应的片段 B. 基因是染色体 C. 1 条染色体上有许多个基因 D. 基因只存在于染色体上 解析：选 C。人类 24 条染色体上含有 3 万～4 万个蛋白质编码基因，说明 1 条染色体上含有许多个基因； 线粒体内基因就不在染色体上。 7. 某双链 DNA 分子共含有含氮碱基 1 400 个，其中一条单链上(A＋T) /(G＋C) ＝2/5，问该 DNA 分子连续 复制两次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( ) A. 300 个 B. 400 个 C. 600 个 D. 1 200 个 8. 将用 15N 标记的一个 DNA 分子置于含 14N 的脱氧核苷酸的培养基中，经过 4 次连续复制，含 15N 标记的脱 氧核苷酸链占总脱氧核苷酸链的比例是( ) A. 1/4 B. 1/6 C. 1/8 D. 1/16 解析：选 D。一个含有 15N 的 DNA 分子经过 4 次复制得到 24＝16 个 DNA 分子，共 2×16＝32 条脱氧核苷酸链， 其中含有 15N 标记的脱氧核苷酸链只有 2 条，故含有 15N 标记的脱氧核苷酸链所占的比例是 2/32＝1/16。 9. 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，如图，这 3 种 DNA 分子的比例正确的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 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 选项所示。 10. 下列关于如图 DNA 分子片段的说法，正确的是( ) A. 解旋酶可作用于①②处 B. “G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 C. 该 DNA 的特异性表现在碱基种类和(A＋G) /(C＋T) 的比例上 D. 把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复制 2 代，子代中含 15N 的 DNA 占 3/4 11. (2016·开封高一检测) 用一个 32P 标记的噬菌体侵染 31P 标记的细菌。若该细菌解体后释放出 16 个大 小、形状一样的噬菌体，则其中含有 32P 的噬菌体有( ) A. 1 个 B. 2 个 C. 15 个 D. 16 个 解析：选 B。用一个 32P 标记的噬菌体侵染含有 31P 标记的细菌。若该细菌解体后释放出 16 个大小、形状一 样的噬菌体，其中有 2 个含有杂合的 DNA，其中一条单链含 32P，另一条单链含 31P；其余的 14 个噬菌体的 DNA 分子的两条单链仅仅含 31P。 12. 假定某高等生物体细胞内染色体是 10 条，其中染色体中的 DNA 用 3H 标记，将该体细胞放入不含有标记 的培养液中连续培养 2 代，则在第二次有丝分裂后期，每个细胞中没有被标记的染色体为( ) A. 5 条 B. 40 条 C. 20 条 D. 10 条 解析：选 D。DNA 是半保留复制，体细胞中 10 条染色体都被 3H 标记，经过第一次有丝分裂后，每个 DNA 分 子一条链被 3H 标记，另一条链不被标记。第二次有丝分裂间期 DNA 进行复制，而原料不被标记，所以含有 3H 标记与不含 3H 标记的染色体数量之比为 1∶1，即有丝分裂后期，细胞中含有 3H 标记与不含 3H 标记的染 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 16 色体各有 10 条，D 选项正确。 二、非选择题 13. 下图表示真核细胞内某物质的合成过程，请回答以下问题： (1) 图示表示______________过程，主要在__________进行，需要的原料是____________。 (2) DNA 分子解旋时，需要________和________，破坏碱基对之间的氢键。 (3) 一个细胞周期中，所示过程在每个起点复制____次。 答案：(1) DNA 复制 细胞核 脱氧核苷酸 (2) 解旋酶 能量 (3) 一 14. (2016·淄博高一检测) 下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题： (1) 细胞内的遗传物质是[ ]________，基因和它的关系是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2) a 是指________，e 和 g 的关系是________，e 有________种，g 被彻底水解后的产物可用字母________ 表示。 (3) f 和 i 的位置关系是____________________，f 和 h 的关系是________。 (4) 1 个 i 和 g 有两种比例关系：________和________。 (5) g 的空间结构一般表现为______________，若其中(C＋G) /(T＋A) ＝1/2，则 A 占总碱基数的比例为 ______，其单链之一的(C＋G) /(T＋A) 为________。 答案：(1) g DNA 基因是具有遗传效应的 DNA 片段，1 个 DNA 分子上含有许多个基因 (2) C、H、O、N、P e 是 g 的基本单位 4 b、c、d (3) f 在 i 上呈线性排列 f 控制 h 的合成 (4) 1∶1 1∶2 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 17 (5) 规则的双螺旋 1/3 1/2 15. 如图为 DNA 的复制图解，请据图回答下列问题： (1) DNA 复制发生在__________________________期。 (2) ②过程称为____________。 (3) 指出③中的子链：____________。 (4) ③过程必须遵循____________________原则。 (5) 子代 DNA 分子中只有一条链来自亲代 DNA 分子，由此说明 DNA 的复制具有____________________特点。 (6) 将一个细胞的 DNA 用 15N 标记，放入含 14N 的 4 种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂 4 次，则含 14N 的 DNA 细胞占总细胞数的________，含 15N 的 DNA 细胞占总细胞数的________。 (7) 已知原来 DNA 中有 100 个碱基对，其中 A 有 40 个，则复制 4 次，在复制过程中将需要________个游离 的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。 答案：(1) 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间 (2) 解旋 (3) Ⅱ、Ⅲ (4) 碱基互补配对 (5) 半保留复制 (6) 100% 12. 5% (7) 900 16. 含有 32P 或 31P 的磷酸的化学性质几乎相同，都可以参与 DNA 分子的组成，但 32P 比 31P 质量大。现将某 哺乳动物的细胞放在含 31P 的培养基中连续培养数代后得到 G0 代细胞，然后将 G0 代细胞移至含有 32P 的培养 基中培养，经过第 1、2 次细胞分裂后，分别得到 G1、G2 代细胞。再从 G0、G1、G2 代细胞中提取出 DNA，经密 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 18 度梯度离心后得到的结果如图所示。由于 DNA 分子的相对分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若 ①②③分别表示轻、中、重三种 DNA 分子的位置，请回答下列问题： (1) G0、G1、G2 三代 DNA 离心后的试管分别对应的图是：G0________，G1________，G2________。 (2) G2 代在①②③三条带中 DNA 分子数目的比例为________。 (3) 图中①②两条带中 DNA 分子所含的同位素 P 分别是：条带①________，条带②________。 (4) 上述实验结果证明 DNA 的复制方式是________，DNA 的自我复制能使生物的________保持相对稳定。 解析：32P 是 31P 的同位素，相对分子质量要比 31P 大，所以 32PDNA 分子在相对分子质量上比 31PDNA 分子要 重，而一条链为 32P、另一条链为 31P 的 DNA 分子在相对分子质量上介于两者之间。如果把这 3 种 DNA 放在氯 化铯溶液中并置于离心管中进行高速离心，它们能彼此分开。32PDNA 分子最重，在试管的最下部；31PDNA 分子最轻，在试管的最上部；一条链含有 31P，另一条链含有 32P 的 DNA 分子的相对分子质量居中，位于试管 的中部。G0 代细胞是在 31P 的培养基中培养了若干代后得到的细胞，其中的 DNA 分子上均有 31P，经密度梯度 离心后应在试管的最上部。G0 代细胞在含 32P 的培养基上培养一代，得到 G1 代细胞，由于 DNA 复制是半保留 复制，其中的 DNA 分子中一条链上含有 32P，另一条链上含有 31P，这样的 DNA 分子经密度梯度离心后，应在 试管的中部。G0 代的一个细胞培养到第二代，应有 4 个细胞，其中 2 个细胞的 DNA 分子中一条链含有 31P， 另一条链含有 32P，另 2 个细胞的 DNA 分子中均为 32P。所以提取 G2 代细胞的 DNA 分子，经密度梯度离心后， 其中的 DNA 分子有一半在试管的中部，另一半在试管的下部。 答案：(1) A B D (2) 0∶1∶1 (3) 31P 31P 和 32P (4) 半保留复制 遗传特性