高中生物第3章基因的本质第3节DNA的复制第3节基因是有遗传效应的DNA片段学案新人教版必修2

1、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种脱氧核苷酸作原料以及酶和能量。3dna复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。4基因是有遗传效应的dna片段。5dna中碱基对的排列顺序表示遗传信息。6dna分子具有多样性和特异性。dna分子的复制自读教材夯基础1概念、时间和场所2过程3特点(1)过程：边解旋边复制。(2)方式：半保留复制。4准确复制的原因和意义判断(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，保证了复制的准确进行。()(3)通过dna复制，将遗传信息从亲代传给了子代

2、，保持了遗传信息的连续性。()1dna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？提示：不是，无丝分裂过程中也发生dna复制。不是，线粒体和叶绿体中也有dna，也进行dna复制。2如果将dna分子的两条链用15n标记，转移到含14n的培养基中培养，试分析子代dna被标记的情况。dna复制次数含15n的dna含14n的dna含15n的dna链含14n的dna链复制1次_复制2次_提示：2; 2; 2; 2; 2; 4; 2; 6。3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？

3、提示：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。跟随名师解疑难1dna半保留复制的实验分析2dna复制的有关计算将含有15n的dna分子放在含有14n的培养基上培养，复制n次，则：(1)(2)特别提醒解答此类问题时，应看准“含”还是“只含”，是“dna分子数”还是“链数”。基因是有遗传效应的dna片段自读教材夯基础1基因与dna分子的关系2dna片段中的遗传信息(1)遗传信息：dna分子中4种碱基的排列顺序。(2)dna分子的特点：1请分析基因、dna和染色体三者之间的关系。提示：基因是有遗传效应

4、的dna片段，染色体是dna的主要载体，一条染色体上含有许多基因。2在刑侦领域，dna分子能够像指纹一样用来鉴定个人的身份，你能解释其中的生物学原理吗？提示：dna分子具有多样性和特异性，每个人的dna分子中脱氧核苷酸序列是不同的，且每个人的dna分子中脱氧核苷酸序列是特定的。3结合蛋白质多样性的原因，分析dna分子多样性的原因有哪些。提示：脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序不同是造成dna分子多种多样的原因。跟随名师解疑难脱氧核苷酸、基因、dna和染色体的关系图解 特别提醒基因概念理解的两个误区并不是所有的dna片段都是基因，必须是有遗传效应的dna片段。并不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体

5、和线粒体也是基因的载体。dna分子复制的过程及有关计算例1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。其结果不可能是()a含有15n的dna分子占1/8b含有14n的dna分子占7/8c消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个d产生了16个dna分子思路点拨解析该dna分子在含14n的培养基中连续复制4次，可得到24个dna分子，其中含有14n的dna分子占100%；含有15n的dna分子占2/16，因为dna复制为半保留复制，亲代dna分子的两条链只可能进入两个子代dna分子中；在含有100个碱基对的dna分子中，若有胞嘧啶60个，

6、则含有腺嘌呤个数40(个)，则连续复制4次所需腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为40(241)600(个)。答案b规律方法 dna复制消耗脱氧核苷酸数的计算(1)方法：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(2n1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1。(2)步骤：1某双链dna分子含m对碱基，其中腺嘌呤有a个。该dna在连续复制时，对所需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，错误的是()a在第一次复制时，需要(ma)个b在第二次复制时，需要2(ma)个c在第n次复制时，需要2n1(ma)个d不论复制多少次，需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目等于dna分子中的脱氧核糖数

7、目解析：选ddna每次复制时，需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目等于原有dna分子中的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目。基因的本质例2下列有关基因的叙述，正确的是()a基因是控制生物性状的结构单位和功能单位b经测定，一个由n个脱氧核苷酸构成的dna分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对c人体细胞内的基因全部位于染色体上d基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代思路点拨解析基因是有遗传效应的dna片段，是控制生物性状的结构单位和功能单位。一个dna分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的dna片段并不是基因，因此b项中基因的平均长度小

8、于n/2m个脱氧核苷酸对。人体细胞内的基因主要在染色体上，线粒体dna分子上也有少量基因。有性生殖的生物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代，无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。答案a2下列关于基因的叙述，正确的是()adna分子上任意一个片段都是基因b人体细胞中染色体是基因的唯一载体c等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同d基因的多样性决定了dna分子的多样性解析：选c基因是有遗传效应的dna片段，而不是dna分子中任意一片段；人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因基本组成单位的是脱氧核苷酸，基因的多样性和dna分子的多样性均与脱氧核苷酸

9、的数量和排列顺序有关。1探究dna分子复制的方式。2探究dna分子复制所需的条件及影响因素。典例剖析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，实验内容及结果如表。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)1/2轻带(14n/14n)1/2中带(15n/14n)请分析并回答：(1)要得到dna中的n全部被放射性标记的大肠杆菌b，必须经

10、过_代培养，且培养液中的_是唯一氮源。(2)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_。(3)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

11、合成dna单链中的n尚有少部分为_。解析本题主要考查dna分子复制的相关知识，意在考查学生对同位素示踪技术与密度梯度离心方法的掌握情况。经过一代培养后，只能是标记dna分子的一条单链，所以要想对所有的dna分子全部标记，要进行多代培养；在探究dna分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两条单链均被15n标记，“轻带”为两条单链均被14n标记，“中带”为一条单链被14n标记，另一条单链被15n标记。答案(1)多15n/15nh4cl(2)312半保留复制(3)b半保留不能没有变化轻15n归纳拓展同位素示踪法及其应用(1)同位素示踪法的含义：同位素示踪法是利用放射性示踪剂，对研究对象进行

12、标记的微量分析方法。(2)方法应用：标记某元素，追踪其转移途径。如研究光合作用过程中原子的转移轨迹。标记化合物：a标记特征元素，探究化合物的作用。如用32p和35s分别标记t2噬菌体中的dna和蛋白质，探究生物的遗传物质。b标记特征化合物，探究详细的生理过程。如研究分泌蛋白的合成和分泌过程。随堂基础巩固1下列叙述不属于沃森和克里克提出的dna分子复制假说内容的是()adna分子复制时，dna分子解开两条单链作模板bdna分子复制是半保留复制方式cdna分子复制时边解旋边复制ddna分子复制时遵循碱基互补配对原则解析：选cdna分子复制时边解旋边复制不是假说内容，是dna复制的特点。2dna分子

13、的半保留复制是指()adna分子中的一条链进行复制，另一条链不复制bdna分子中的一半进行复制，另一半不复制c每一个子代dna均保留了其亲代dna分子中的一条单链d一个dna分子复制后产生的两个dna分子中，一个为亲代dna分子，另一个为子代dna分子解析：选c半保留复制是指新合成的每个dna分子中，都保留了原来dna分子中的一条链。3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都是一条链白色，一条链灰色

14、；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。4某双链dna分子含有200个碱基对，其中一条链上atgc1234。下列关于该dna分子的叙述，错误的是()a共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸b4种碱基的比例为atgc3377c若该dna分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有4200种d若连续复制两次，则需180个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸解析：选c双链dna分子含有200个碱基对，说明每条链含有200个碱基。其中一条链上atgc1234，则该链中a、t、g、c分别为20、40、60、80个。依碱基互补配对原则，在该dna分子中，cg140，at60

15、。故该dna分子共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸；该dna分子中4种碱基的比例为atgc60601401403377；该dna分子碱基可能的排列方式小于4200种；若连续复制两次，则需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(221)60180个。5下面为dna的复制图解，请据图回答下列问题：(1)dna复制发生在_期。(2)过程称为_。(3)指出中的子链：_。(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dn

16、a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。解析：dna分子的复制方式为半保留复制，子代dna分子中有一条母链和与母链互补的子链；复制n次产生的子代dna分子数为2n个；若亲代dna分子中含某种碱基数为a个，则复制n次需该种碱基数为a(2n1)个。答案：(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间(2)解旋(3)、(4)碱基互补配对(5)半保留复制(6)100%12.5%(7)900课时跟踪检测(满分50分时间25分钟)一、选择题(每小题3分，共24分)1dna分子复制时，解旋酶作用的部位应该是()a腺

17、嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键b腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键c脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键d脱氧核糖与磷酸之间的化学键解析：选bdna复制过程中用到解旋酶和dna聚合酶，其中解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开，破坏的是a与t、g与c 之间的氢键。2下面是人体某一条染色体上的色盲基因s示意图，相关叙述正确的是()a基因s片段中，含有成百上千个核糖核苷酸b色盲基因s是有遗传效应的脱氧核苷酸序列c基因s控制的性状在遗传时，与性别无关联d基因s片段中的4种碱基对随机排列解析：选b组成基因的基本单位是脱氧核苷酸，一个基因含有多个脱氧核苷酸；基因是指有遗传效应的dna片段；根据题中信息无法判断基因s控制的性状与性

18、别是否有关联；确定的基因中碱基对的排列顺序是确定的，而不是随机排列的。3细胞通过dna修复可使dna在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复，以保持其相对稳定。下列叙述错误的是()a人体细胞内凡是含dna的结构，就有可能发生dna分子复制bdna修复需要相应酶的参与cdna修复过程中，一定会涉及碱基互补配对ddna损伤后的修复所需原料为核糖核苷酸解析：选d人体细胞内细胞核、线粒体中都含有dna，在这两个结构中可能发生dna复制；dna修复是细胞内进行的一种生物化学反应，需要相应酶的参与；dna复制过程中受到的损伤包括碱基对的增添、缺失或替换等，而要使这些损伤得到修复，一定会涉及碱基互补配对；d

19、na损伤后的修复所需原料为脱氧核苷酸。4将大肠杆菌培养在含15n的培养基中若干代，其dna中的n均为15n。把被15n标记的大肠杆菌培养在含14n的培养基中，当15n标记的大肠杆菌占大肠杆菌总量的12.5%时，15n标记的大肠杆菌dna在含14n的培养基中已复制了()a2次b3次c4次 d5次解析：选c根据dna分子半保留复制的特点，1个亲代dna分子不论复制了几代，子代含15n的dna分子只有2个，因为15n标记的大肠杆菌占大肠杆菌总量的12.5%，所以可以认为：若开始只有一个大肠杆菌，经过一段时间繁殖后变为212.5%16个，即dna复制了4次，与若干个dna同时复制结果一样。5某个dna

20、片段由500对碱基组成，gc占碱基总数的34%。若该dna片段连续复制3次，第3次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为()a1 155 b1 320 c2 310 d2 640解析：选b由于gc34%，所以at66%，at33%，整个dna片段中含有500对碱基，该dna片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33%1 000330个。在第三次复制时需新合成8条dna单链，相当于4个dna分子，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33041 320(个)。6一个未标记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

21、()a1/3,1 b1/4,1 c1/3,1/2 d1/4,1/2解析：选b由于子一代dna的一条单链出现差错，所以子二代的4个dna分子中，差错dna单链占2/81/4；因在15n的环境中复制，所以每个dna分子都含15n，故选b。7下图表示dna复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是()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。8

22、.下图表示dna分子片段的复制，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。下列说法正确的是()aa和c的碱基序列互补bb和c的碱基序列相同ca链中(at)/(gc)的值与b链中同项比值不同da链中(at)/(gc)的值与c链中同项比值相同解析：选d在a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，a和b、d的碱基互补，d和a、c的碱基互补，b和d、a和c的碱基序列相同。在双链dna分子中at、gc，因此一条链中的(at)或(gc)的数量与互补链中的(at)或(gc)的数量相同。综上可知，a链中(at)/(gc)的值与b链中同项比值相同，与c链中同项比值也相同。二、非选择题(共26分)9(12分)图甲是dna分子局

23、部组成示意图，图乙表示dna分子复制的过程。请回答以下问题：(1)甲图中有_种碱基，有_个游离的磷酸基团。从主链上看，两条单链的方向_，从碱基关系看，两条单链_。(2)dna分子的_是生物体多样性和特异性的物质基础。dna与基因的关系是_。 (3)乙图的dna分子复制过程中除了需要模板和酶外，还需要_等条件，保证dna分子复制精确无误的关键是_。(4)若图乙的该dna分子含有48 502个碱基对，而子链延伸的速度为105个碱基对/min，则此dna复制约需要30 s，而实际只需约16 s，根据图分析是因为_；由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明dna分子复制是_。(5)dna分子在复制过程中

24、，某位点上的一个正常碱基(设为p)由于诱变变成了尿嘧啶。该dna连续复制两次，得到的4个子代dna分子相应位点上的碱基对分别为ua、at、gc、cg。推测“p”可能是()a胸腺嘧啶b腺嘌呤c胸腺嘧啶或腺嘌呤 d胞嘧啶或鸟嘌呤解析：(1)由图看出dna分子中有a、t、c、g 4种碱基，每一端都有一个游离的磷酸基，两条链的方向相反且平行，碱基遵循互补配对原则。(2)dna分子具有多样性和特异性的特点，这也是生物体多样性和特异性的物质基础。(3)dna分子复制需要模板、原料、酶和能量等条件；碱基互补配对原则保证了其复制的精确性。(4)由题意可知，dna分子复制具有双向复制和边解旋边复制的特点。(5)根据半保留复制的特点，dna分子经过两次复制后，突变链形成的两个dna分子中含有ua、at碱基对，而另一条正常链形成的两个dna分子中含有gc、cg碱基对，因此替换的可能是g，也可能是c。答案：(1)42反向平行互补(2)多样性和特异性基因是有遗传效应的dn