高中生物 第四章 遗传的分子基础 第二节 DNA分子的结构和复制（第2课时）DNA分子的复制课时作业 苏教版必修2.doc

第二课时dna分子的复制【目标导航】1.阅读教材，结合dna分子的结构特点，了解dna半保留复制的实验证据。2.结合教材图411，归纳dna分子的复制过程、计算规律，并探讨dna复制的生物学意义。一、dna分子复制的方式1dna分子复制的含义以亲代dna分子为模板合成子代dna分子的过程。2时期细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。3场所细胞核(主要)。4dna复制的条件(1) 模板：dna分子的两条链。(2) 原料：游离的4种脱氧核苷酸。(3) 能量：atp。(4) 酶：解旋酶、dna聚合酶等。二、dna复制的过程及特点1过程2结果形成两个完全相同的dna分子。3特点(1)边解旋边复制；(2)半保留复制。三、dna准确复制的原因及意义1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。(2)通过碱基互补配对原则，保证了复制能够精确地进行。2意义使遗传信息从亲代传给子代，确保了遗传信息的连续性。判断正误(1)有的细胞并不进行dna复制。()(2)dna双螺旋全部解链后，开始dna复制。()(3)单个脱氧核苷酸在dna酶的作用下连接成子链，并且2条子链形成子代dna分子。()(4)dna的复制需要消耗能量。()(5)单个脱氧核苷酸借助dna聚合酶通过氢键彼此连接成dna链。()(6)真核细胞核内dna复制后位于两条姐妹染色单体上。()(7)dna分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。()(8)通过碱基互补配对原则，保证了复制的准确进行。()(9)通过dna复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)一、dna分子半保留复制的实验证据1实验材料和技术科学家以细菌(约每20分钟分裂一次，产生子代)为实验材料，运用同位素标记技术。2实验的基本步骤为(1)用含15n标记的nh4cl培养细菌。(2)将细菌转移到含14n的普通培养液中培养。(3)在不同时刻收集细菌并提取dna分子。(4)将提取的dna进行离心，记录离心后试管中dna的位置。3实验结果预测如果dna的两条链中都含有15n，那么这样的dna分子质量大，离心时应该在试管的底部；两条链中都含有14n，那么这样的dna分子质量小，离心时应该在试管的上部；两条链中一条含有15n，一条含有14n，那么这样的dna分子质量居中，离心时应该在试管的中部。4实验结果分析亲代的结果说明dna分子还没有复制；子一代试管中为杂合链带说明dna复制了一次。子二代试管中既有杂合链带又有轻链带，说明这时dna分子复制了两次。5结论：dna复制时总是保留一条母链，新合成一条子链，这样的复制方式叫做半保留复制。1真核细胞的dna复制是否只在有丝分裂和减数分裂过程中进行？是否只发生于细胞核中？答案不是，无丝分裂过程中也发生dna复制；线粒体和叶绿体中也有dna，也进行dna复制。2若用15n标记一个dna分子的两条链，用含14n标记的脱氧核苷酸为原料复制一次。那么，半保留复制和全保留复制两种情况下产生的子代dna有什么不同？答案半保留复制：两个子代dna分子都为一条链含15n，一条链含14n。全保留复制：子代dna分子中有一个两条链都为14n，一个两条链都为15n。1在氮源为14n和15n的培养基上生长的大肠杆菌，其dna分子分别为14ndna(相对分子质量为a)和15ndna(相对分子质量为b)。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。下列对此实验的叙述不正确的是()a代细菌dna分子中一条链是14n，另一条链是15nb代细菌含15n的dna分子占全部dna分子的c预计代细菌dna分子的平均相对分子质量为d上述实验结果证明dna复制方式为半保留复制【问题导析】(1)15ndna在14n的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代dna分子均含有一条15n的dna链和一条14n的dna链。这样的dna用离心法分离后，应该全部处在试管的中部。(2)代的两个dna分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代dna分别为全14ndna分子和14n、15ndna分子。此时，将该dna作离心处理，产生的dna沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15n的dna分子占全部dna分子的。(3)代细菌dna分子共有8个，各条单链的相对分子质量之和为(7ab)，平均相对分子质量为。答案b【一题多变】判断正误(1)将第代细菌dna离心分离将会出现3条带。()(2)不管复制多少代，含15n标记的dna分子只有两个。()(3)从代开始细菌dna分子中至少一条链含14n。()答案(1)(2)(3)二、dna分子复制的过程1dna分子复制的过程归纳2不同生物的dna分子复制的场所3复制后两dna分子的位置核dna复制后位于两姐妹染色单体上。4子dna分开时刻及去向细胞分裂过程中，细胞核中两子dna随着丝点分裂姐妹染色单体分开而分开，即两子dna分开于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。5巧记dna分子复制的“一、二、三、四”若图中的亲代dna分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，请结合图示分析以下问题。1关于dna分子数(1)子代dna分子总数2n个。(2)含15n的dna分子数2个。(3)含14n的dna分子数2n个。(4)只含15n的dna分子数0个。(5)只含14n的dna分子数(2n2)个。2关于脱氧核苷酸链数(1)子代dna分子中脱氧核苷酸链数2n1条。(2)含15n的脱氧核苷酸链数2条。(3)含14n的脱氧核苷酸链数(2n12)条。3关于消耗的脱氧核苷酸数(1)经过n次复制，共需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸m(2n1)个。(2)在第n次复制时，共需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸m2n1个。2下图表示dna复制的过程，结合图示，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双链之间的氢键，使两条链解开bdna分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反c从图示可知，dna分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间ddna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【问题导析】(1)dna分子过程中的解旋酶破坏dna双链之间的氢键，使两条链解开；(2)dna分子两条链是反向平行的，两条链复制时箭头方向是相反的；(3)图示中复制的起点只有1个，不能体现dna分子具有多起点复制的特点；(4)dna聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸。答案c【一题多变】判断正误(1)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。()答案解析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。(2)通过dna复制，可以将遗传信息准确无误地从亲代传给子代。()答案解析dna的复制有一定的准确性，但这种准确性是相对的，可能在复制过程中会发生差错。 1关于dna复制的叙述，正确的是()a复制均在细胞核内进行b复制仅发生在有丝分裂的间期c复制过程先解旋后复制d碱基互补配对保证了复制的准确性答案d解析只要细胞分裂，dna就复制，dna不只存于细胞核内，细胞分裂方式亦不只是有丝分裂；dna是边解旋边复制，不分先后。2体外进行dna复制的实验，向试管中加入有关的酶、4种脱氧核苷酸和atp,37 下保温。下列叙述中正确的是()a能生成dna，dna的碱基比例与4种脱氧核苷酸的比例一致b不能生成dna，因为缺少dna模板c能生成dna，dna的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联d不能生成dna，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件答案b解析dna复制需要的条件是模板、原料、酶、能量等，题目的条件缺少模板，不能生成dna。3如图为真核细胞内某dna片段(15n标记)结构示意图，共有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dna片段复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2 800个b该dna片段的一条核苷酸链中为32c解旋酶作用于部位，dna聚合酶用于催化部位的化学键构成d将该dna片段置于14n培养液中复制3次后，含14n的dna分子占答案b解析该dna片段复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为600(231)4 200对；由于碱基a占20%，因此碱基t占20%，碱基c占30%，碱基g占30%，该dna片段的两条脱氧核苷酸链中为32，则该dna片段的一条脱氧核苷酸链中也为32；dna聚合酶用于构建3,5磷酸二酯键；将该dna片段置于14n培养液中复制3次后，子代dna分子全部含有14n。4如图为高等植物细胞中dna复制过程模式图，请根据图示过程，回答问题。(1)由图示可知，1个dna分子复制出乙、丙2个dna分子的方式是_。(2)细胞中dna复制的场所为_；在复制完成后，乙、丙分开的时期为_。(3)把乙(只含14n)放在含15n的培养液中培养，复制2次后子代dna单链中含15n的dna单链所占的比例是_。答案(1)半保留复制(2)细胞核、线粒体和叶绿体有丝分裂后期和减数第二次分裂后期(3)【基础巩固】1沃森和克里克在发表了dna分子双螺旋结构的论文后，又提出了dna自我复制的假说。下列有关假说内容的叙述不正确的是 ()adna复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂b以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上c形成的dna分子包括一条模板单链和一条新链d形成的两个dna分子是由两条母链、两条子链分别结合而成答案d解析沃森和克里克提出的dna自我复制的假说为半保留复制，即形成的dna分子包括一条母链和一条子链。2已知一条完全标记上15n的dna分子在含14n的培养基中经n次复制后，仅含14n的dna分子总数与含15n的dna分子总数之比为71，则n是()a2 b3 c4 d5答案c解析dna分子复制是半保留复制，所以无论这个dna分子复制多少次，总有两个dna分子各有一条链带有15n标记，因此仅含14n的dna分子总数应为14个，复制n次后，共得到16个dna分子；由公式2n16可知dna分子复制了4次。3把培养在含轻氮(14n)环境中的细菌转移到含重氮(15n)的环境中培养相当于繁殖一代的时间，然后放回原来的环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，分析细菌dna分子组成，则正确答案应为()选项dna分子轻氮型中间型重氮型abcd答案a解析细菌繁殖一代后，dna分子为中间型，连续繁殖两代后，形成的8个dna分子中，中间型有2个，占；轻氮型有6个，占。4一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被32p标记及氨基酸被15n标记的细菌体内，连续繁殖三代，含有32p和15n标记的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为()a100%、100% b25%、50%c50%、50% d25%、0答案a解析噬菌体侵染细菌后在亲代噬菌体的dna的作用下，以细菌细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体的dna和蛋白质外壳。细菌细胞内脱氧核苷酸被32p标记，氨基酸被15n标记，则后代每个噬菌体都含有32p和15n。5某些药物可以抑制肿瘤细胞dna分子的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处在细胞周期的()a间期 b前期 c中期 d后期答案a解析dna的复制时期是在细胞分裂间期。【巩固提升】6用经3h标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中，培养一段时间后，统计得知培养基中共有后代噬菌体m个，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为()a. b. c. d.答案b解析每个噬菌体共有2条被标记的dna链，n个噬菌体dna经复制后被标记的dna链进入2n个子代噬菌体内，所以被标记的噬菌体所占比例为。7如图表示dna分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项中正确的是()aa和c的碱基序列互补，b和c的碱基序列相同ba链中的比值与d链中同项比值相同ca链中的比值与b链中同项比值相同da链中的比值与c链中同项比值不同答案c解析dna复制的特点是半保留复制，b链是以a链为模板合成的，a链和b链合成一个子代dna分子，a链中的值等于b链中的值。8细菌在15n培养基中繁殖数代后，使细菌dna的含氮碱基皆含有15n，然后再移入14n培养基中培养，抽取其子代的dna经高速离心分离，下图为可能的结果，下列叙述错误的是()a第一次分裂的子代dna应为b第二次分裂的子代dna应为c第三次分裂的子代dna应为d亲代的dna应为答案a解析亲代dna为15n15n，经第一次复制所形成的子代dna应均为15n14n，即中dna应如图所示。9如图为真核细胞dna复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是()a由图示得知，dna分子复制的方式是半保留复制b解旋酶能使双链dna解开，但需要消耗atpc从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的ddna在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制答案d解析dna分子的复制是边解旋边复制。10如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()a图中dna分子复制是从多个起点同时开始的b图中dna分子复制是边解旋边双向复制的c真核生物dna分子复制过程需要解旋酶d真核生物的这种复制方式提高了复制速率答案a解析从图中可以看出dna分子复制有多个起点，但不是同时开始，因为复制环有大有小，所以a不对。图中dna分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物dna分子复制过程需要解旋酶、dna聚合酶等参与。dna分子复制是多起点、边解旋边双向复制，从而提高了复制的速率。11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的培养基上生长的大肠杆菌，其dna分子均为15ndna(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到氮源为14n的培养基上，让其连续繁殖两代(和)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示。请分析：(1)由实验结果推测第一代()细菌dna分子中一条链是_，另一条链是_。(2)将第一代()细菌转移到氮源为15n的培养基上，让其繁殖一代，将所得到细菌的dna分子用同样的方法分离，请参照图，将dna分子可能出现在试管中的位置画出。答案(1)含14n含15n(2)如图所示12如图为真核生物dna复制的图解，请据图回答下列问题。(1)dna复制主要发生在_期。(2)过程称为_。(3)中的子链是_。(4)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复制具有_的特点。(6)具有n个碱基对的一个dna分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸。该片段完成n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。该片段完成第n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。a(2n1)(nm) b2n1(nm)c2n1 d2n答案(1)有丝分裂间期和减数分裂间(2)解旋(3)、(4)碱基互补配对(5)半保留复制(6)ab解析dna的复制方式为半保留复制，子代dna分子中有一条母链和一条与母链互补的子链。据题意，该dna分子片段含有胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为nm。该片段完成n次复制，共产生dna分子数为2n个，新增dna分子(2n1)个。故其完成n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(2n1)(nm)个，选a。该片段完成n1次复制时共产生dna分子2n1个，若再完成一次复制(也就是第n次复制)，新增dna分子数为2n1个，故其完成第n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2n1(nm)个，选b。【走进高考】13(2010北京卷，30，改编)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了dna复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14nh4cl15nh4cl14nh4cl14nh4cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物abb的子一代b的子二代操作提取dna并离心离心结果仅为轻带(14n/14n)仅为重带(15n/15n)仅为中带(15n/14n)轻带(14n/14n)中带(15n/14n)请分析并回答：(1)综合分析本实验的dna离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能说明dna分子的复制方式是_。(2)分析讨论：若子一代dna的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”dna来自_，据此可判断dna分子的复制方式不是_复制若将子一代dna双链分开后再离心，其结果_(填“能”或“不能”)判断dna的复制方式。若在同等条件下将子二代继续培养，子n代dna离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化的是_带。若某次实验的结果中，子一代dna的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成dna单链中的n尚有少部分为_。(3)经上述实验可知dna的复制方式是半保留复制。如果1个dna分子中共有