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文档介绍
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
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 遗传特性查看更多