黑龙江省齐齐哈尔市高中生物第三章基因的本质3.3DNA的复制学案无答案新人教版必修2.doc

第3节DNA的复制题目第3节DNA的复制第1 课时学习目标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。(重点)3理解DNA分子多样性和特异性的原因。(重、难点)学习疑问学习建议1对DNA分子复制的推测(1)提出者：沃森和克里克。(2)假说内容：解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补碱基之间的氢键断裂。复制特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称做半保留复制。2DNA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：用15N标记细菌的DNA转入以含14N物质为唯一氮源的培养基中取细菌，分离DNA，进行密度梯度离心(4)实验结果：复制一次产生的DNA分子中，一条链含14N，另一条链含15N，DNA分子密度居中。复制两次产生的DNA分子中，有两个DNA分子双链均含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。3DNA分子复制的过程(1)DNA复制的概念、时间、场所：概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。场所：主要是细胞核。(2)DNA分子的复制过程：(3)特点：过程：边解旋边复制。方式：半保留复制。(4)准确复制的原因：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。(5)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。探讨：阅读教材P54DNA复制有关内容，并仔细观察DNA复制过程图，尝试归纳DNA复制需要哪些条件？提示：(1)模板：亲代DNA的两条链；(2)原料：四种脱氧核苷酸；(3)酶：解旋酶和DNA聚合酶等酶；(4)能量。探讨：下图是真核生物DNA复制的示意图，从图中你能归纳出哪些信息？提示：(1)真核生物DNA分子复制是从多个起点开始的，但是各个起点开始的时间不同(最右边最早)。(2)真核生物的DNA分子复制是边解旋边双向复制的。探讨：用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入含31P的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期和后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是多少？提示：中期每个细胞含染色体20条，被32P标记的有20条，后期每个细胞含染色体40条，被32P标记的有20条。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。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。DNA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。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)DNA分子数。子代DNA分子数2n个。含有亲代DNA链的子代DNA分子数2个。不含亲代链的子代DNA分子数(2n2)个。(2)脱氧核苷酸链数。子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2n1条。亲代脱氧核苷酸链数2条。新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。(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，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸m(2n1)个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为m·2n1。1下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述不正确的是()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【解析】由图示可以看出，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，DNA分子复制的方式为半保留复制；由图中的箭头可知，两条链上DNA聚合酶移动的方向是相反的；子链合成的方向是一定的，即只能从5端向3端延伸；图示解旋的过程中只有解旋酶的作用，而没有DNA聚合酶的参与。【答案】D2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1/8B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7/8D复制结果共产生16个DNA分子【解析】15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制4次后，产生16个DNA分子，其中含15N的DNA分子有2个，占1/8，A项，D项正确；经计算，该DNA分子中A40个，则复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸15×40600个，B项正确；含14N的DNA分子有16个，占总数的100%，C项错误。【答案】C3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，如图为可能的结果，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【解析】亲代DNA为15N/5N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N/14N，应如题图所示 。【答案】A4下列关于DNA复制条件的叙述，不正确的是()ADNA复制时只有DNA的一条链作模板B以4种游离的脱氧核苷酸为原料CDNA复制过程需要消耗能量D没有酶的催化，细胞DNA复制无法进行【解析】DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下将双链解开，以解开的两条链为模板，在DNA聚合酶作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的子链，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。【答案】A5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，不正确的是()A在第一次复制时，需要(ma)个B复制两次时，共需要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所需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目【解析】双链DNA分子中含2m个碱基，a个腺嘌呤，推算出胞嘧啶个数为：(2m2a)/2(ma)个，在第一次复制时，需胞嘧啶脱氧核苷酸个数为(211)×(ma)(ma)个，复制两次需要：(221)×(ma)3(ma)个，第n次复制时需要：(2n1)(ma)(2n11)(ma)2n1(ma)个；根据DNA中碱基互补配对原则知，胞嘧啶与鸟嘌呤数目相等。【答案】B6假定某高等生物体细胞的染色体数是10条，其中染色体中的DNA分子用含3H的胸腺嘧啶标记，将该体细胞放入不含有3H标记的培养液中连续培养2代，则在形成的第2代细胞的1个细胞的有丝分裂后期，没有被标记的染色体数为()A5条B40条C20条 D10条【解析】根据DNA半保留复制的特点，DNA双链被含3H的胸腺嘧啶标记，在不含3H标记的培养液中完成第一次分裂后，每条染色体的DNA分子中一条链有3H标记，另一条链没有3H标记。在不含3H标记的培养液中进行到第二次分裂的后期时一半染色体被标记，一半染色体没有被标记。【答案】D课时作业：一、选择题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2下列关于遗传信息传递的叙述，不正确的是()A遗传信息可通过细胞分裂向子细胞传递B遗传信息可通过减数分裂和有性生殖向下一代传递C通过有丝分裂和无性生殖，遗传信息也可以向下一代传递D在同一个生物体中，遗传信息不能传递3DNA分子的多样性和特异性分别决定于()A碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序B细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性C碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则DDNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性4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5将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次，则后代中含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是()A1/2n,1/2nB1/2n,1/2n1C1/2n,1/2n1 D1/2n1,1/2n6将被15N标记的DNA分子，放入只含14N的培养基中让其进行复制，当测得含有15N的DNA分子占12.5%时，该DNA分子已复制了()A1次B2次C3次D4次7在一个密闭的容器里，用含有14C的脱氧核苷酸合成一个DNA分子，然后加入普通的含12C的脱氧核苷酸，经n次复制后，所得DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含 14C的脱氧核苷酸链数之比是()A2n1 B(2n2)nC(2n1)1 D(2n2)28(上海高考)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()二、非选择题9分析下图，回答有关问题：(1)图中B是_，F是_，G是_。(2)A与C有两种数量比例关系：_和_，每个C上含有_个D，每个D可以由_个E组成。(3)D与A的位置关系是_。(4)从分子水平看，D与C的关系是_。(5)C的基本组成单位是图中的_。D的主要载体是图中的_。除细胞核外，_和_中的D也可由亲代传递给子代。(6)在E构成的链中，与1分子G相连接的有_分子的F和_分子的H。(7)遗传信息是D中_排列顺序。(8)生物的性状遗传主要通过A上的_传递给后代，实际上是通过_排列顺序来传递遗传信息。10下面是DNA复制的有关图示。ABC表示大肠杆菌的DNA复制。DF表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起点，“”表示复制方向，“”表示时间顺序。(1)若A中含有48 502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据AC过程分析，这是因为_。(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按AC的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要约2 h左右，根据DF过程分析，是因为_。(3)AF均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是_的。(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为_。答 案1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。2选D同一个生物体中有新细胞产生，所以有遗传信息的传递；进行有性生殖的生物通过减数分裂以生殖细胞作“桥梁”将遗传信息传递到下一代；进行无性生殖的生物则通过有丝分裂来实现遗传信息向下一代的传递。3选A碱基对的不同排列顺序决定了DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序决定了DNA分子的特异性。4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。5选BDNA分子复制n次后，得到的子代DNA分子为2n个，后代中含15N的DNA单链占全部DNA单链的比例为2/(2n×2)，即1/2n；含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为2/2n，即1/2n1。6选DDNA复制是半保留复制。1个含15N的DNA分子在含14N的培养基中复制n次，则形成2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子占2/2n。已知2/2n12.5%，则n4。7选C被14C标记的DNA分子在只含被12C标记的脱氧核苷酸的培养液中复制n次共产生2n个DNA分子，含12C的脱氧核苷酸链数为(2n12)个，与含14C的脱氧核苷酸链数的比为(2n12)/2(2n1)1。8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；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。9(1)蛋白质含氮碱基脱氧核糖(2)1112许多成百上千(3)D在A上呈线性排列(4)D是有遗传效应的C的片段(5)EA线粒体叶绿体(6)12(7)特定的碱基(8)基因特定的碱基10解析(1)由题知，实际复制时间约相当于用DNA分子中总碱基对数与子链延伸速率比值算出的时间的一半，再根据图示可知DNA复制为双向复制。(2)哺乳动物的DNA分子的实际复制时间要短于按AC的方式复制的时间，说明DNA复制不只是单起点双向复制，结合DF可推断DNA复制为多起点同时双向复制。答案：(1)复制是双向进行的(2)DNA分子中有多个复制起点(3)边解旋边复制(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则保证DNA分子复制的准确无误