基因的本质ppt课件.ppt

第3节DNA的复制第4节基因是有遗传效应的DNA片段【趣味趣味导导学学】恐龙与恐龙与DNADNA恐龙，这是数千万年前地球上的霸主，它们的灭绝恐龙，这是数千万年前地球上的霸主，它们的灭绝和进化至今仍是一个谜团。多年以来，科学家也产生了和进化至今仍是一个谜团。多年以来，科学家也产生了许多奇特的想法，试图揭开恐龙的神秘面纱，让恐龙重返地球。比如，许多奇特的想法，试图揭开恐龙的神秘面纱，让恐龙重返地球。比如，电影侏罗纪公园中，科学家利用凝结在琥珀中蚊子体内的恐龙血电影侏罗纪公园中，科学家利用凝结在琥珀中蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因，加以修补和培育繁殖，竟然让已绝迹液提取出恐龙的遗传基因，加以修补和培育繁殖，竟然让已绝迹6 6 500500万年的庞然大物复生，让人们体会到这一远古物种走进现实生活万年的庞然大物复生，让人们体会到这一远古物种走进现实生活的感觉。目前，确实有很多科学家正在进行该项研究，他们试图通过的感觉。目前，确实有很多科学家正在进行该项研究，他们试图通过改造改造DNADNA最终培育出恐龙，让发生在电影中的一幕真实再现！最终培育出恐龙，让发生在电影中的一幕真实再现！请思考：请思考：(1)(1)如果能找到恐龙的如果能找到恐龙的DNADNA，让它复制需要哪些条件？，让它复制需要哪些条件？(2)(2)基因和基因和DNADNA之间有什么关系？之间有什么关系？一、对一、对DNADNA分子复制的推测分子复制的推测1.1.提出者：提出者：_。2.2.假说内容：假说内容：(1)(1)解旋：解旋：DNADNA分子复制时，分子复制时，DNADNA分子的双螺旋解开，互补碱基之间的分子的双螺旋解开，互补碱基之间的_断裂。断裂。沃森和克里克沃森和克里克氢键氢键 模板：模板：DNADNA分子解开的分子解开的_（2 2）复制）复制 原料：游离的原料：游离的4 4种种_ 原则：原则：_原则原则(3)(3)特点：新合成的每个特点：新合成的每个DNADNA分子中，都保留了原来分子中，都保留了原来DNADNA分子中的一条分子中的一条链，这种复制方式称做链，这种复制方式称做_。两条单链两条单链脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基互补配对碱基互补配对半保留复制半保留复制二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1.1.实验材料：实验材料：_。2.2.实验方法：运用实验方法：运用_技术。技术。3.3.实验过程：实验过程：用用_标记细标记细菌的菌的DNADNA转转入以含入以含1414N N物物质为质为唯一氮源的培养基中唯一氮源的培养基中取取细细菌，分离菌，分离_，进进行密度梯度超速离心行密度梯度超速离心大肠杆菌大肠杆菌同位素示踪同位素示踪1515N NDNADNA4.4.实验结实验结果：果：(1)(1)复制一次复制一次产产生的生的DNADNA分子中，一条分子中，一条链链含含1414N N，另一条，另一条链链含含1515N N，DNADNA分分子密度居中。子密度居中。(2)(2)复制两次复制两次产产生的生的DNADNA分子中，有两个分子中，有两个DNADNA分子双分子双链链均含均含_，另两个，另两个DNADNA分子中一条分子中一条链链含含1515N N，另一条，另一条链链含含1414N N。5.5.实验结论实验结论：DNADNA的复制方式的复制方式为为_。1414N N半保留复制半保留复制三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程1.DNA1.DNA复制的概念、时间、场所：复制的概念、时间、场所：概念概念以以_为为模板合成子代模板合成子代DNADNA的的过过程程时间时间有有丝丝分裂的分裂的_和和_场场所所主要是主要是_亲亲代代DNADNA间间期期减数第一次分裂前的减数第一次分裂前的间间期期细细胞核胞核2.DNA2.DNA分子的复制过程：分子的复制过程：能量能量解旋酶解旋酶解开解开母链母链脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA聚合酶聚合酶碱基互补配对碱基互补配对双螺旋结构双螺旋结构3.3.特点：特点：(1)(1)过程：过程：_。(2)(2)方式：方式：_。4.4.准确复制的原因：准确复制的原因：(1)DNA(1)DNA分子独特的分子独特的_结构为复制提供了精确的模板。结构为复制提供了精确的模板。(2)(2)通过通过_保证了复制的准确进行。保证了复制的准确进行。5.5.意义：将意义：将_从亲代传给子代，保持了遗传信息的从亲代传给子代，保持了遗传信息的_。边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对遗传信息遗传信息连续性连续性四、基因是有遗传效应的四、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段1.1.遗传信息：蕴藏在遗传信息：蕴藏在4 4种碱基的种碱基的_之中。之中。2.2.特点：特点：(1)(1)多样性：碱基多样性：碱基_的千变万化。的千变万化。(2)(2)特异性：每一个特异性：每一个DNADNA分子有特定的碱基分子有特定的碱基_。排列顺序排列顺序排列顺序排列顺序排列顺序排列顺序3.3.基因与基因与DNADNA的关系：的关系：独立性独立性许多许多部分部分性状性状DNADNA遗传效应遗传效应有遗传效应的有遗传效应的DNADNA【思考辨析】【思考辨析】1.1.辨析下列辨析下列说说法的正法的正误误：(1)(1)沃森和克里克在构建了沃森和克里克在构建了DNADNA双螺旋双螺旋结结构模型后，又提出了构模型后，又提出了DNADNA半保留复制的假半保留复制的假说说。()()(2)(2)证证明明DNADNA复制方式的复制方式的实验实验只能用同位素只能用同位素标记标记N N元素。元素。()()分析：分析：DNADNA的组成元素有的组成元素有C C、H H、O O、N N、P P，这几种元素都有同位素，所，这几种元素都有同位素，所以标记任何一种元素都可以。以标记任何一种元素都可以。(3)DNA(3)DNA复制的复制的时时期通常期通常发发生在生在细细胞分裂胞分裂间间期。期。()()(4)(4)大大肠肠杆菌杆菌细细胞胞进进行行DNADNA复制的主要复制的主要场场所是所是细细胞核。胞核。()()分析：分析：大肠杆菌是原核细胞，大肠杆菌是原核细胞，DNADNA复制的主要场所是拟核部位。复制的主要场所是拟核部位。(5)(5)任何生物的基因都是有任何生物的基因都是有遗传遗传效效应应的的DNADNA片段。片段。()()分析：分析：RNARNA病毒病毒(如烟草花叶病毒、禽流感病毒、埃博拉病毒等如烟草花叶病毒、禽流感病毒、埃博拉病毒等)的遗传的遗传物质是物质是RNARNA，其基因是有遗传效应的，其基因是有遗传效应的RNARNA片段。片段。(6)(6)遗传遗传信息是指信息是指DNADNA分子中碱基的排列分子中碱基的排列顺顺序。序。()()2.2.思考下列思考下列问题问题：(1)DNA(1)DNA分子的哪些分子的哪些结结构特点保构特点保证证了其精确复制？了其精确复制？提示：提示：DNADNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过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。碱基互补配对保证了复制的准确进行。(2)(2)基因是碱基随机排列成的基因是碱基随机排列成的DNADNA片段片段吗吗？为为什么？什么？提示：提示：基因不是碱基随机排列成的基因不是碱基随机排列成的DNADNA片段。基因的碱基序列是特定片段。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，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。也就构不成基因。一、有关一、有关DNADNA分子复制的总结分子复制的总结项项目目具体内容具体内容复制复制时间时间有有丝丝分裂的分裂的间间期和减数第一次分裂前的期和减数第一次分裂前的间间期期复制复制场场所所细细胞核、胞核、线线粒体和叶粒体和叶绿绿体体需要条件需要条件(1)(1)模板：解旋后的两条模板：解旋后的两条DNADNA单链单链(2)(2)原料：原料：4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸(3)(3)能量：能量：ATPATP(4)(4)酶酶：解旋：解旋酶酶、DNADNA聚合聚合酶酶等等项项目目具体内容具体内容复制复制模型模型复制复制过程过程(1)(1)解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开(2)(2)合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的4 4种种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链作用下，各自合成与母链互补的子链(3)(3)形成子代形成子代DNADNA：每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋：每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而形成结构，从而形成2 2个与亲代个与亲代DNADNA完全相同的子代完全相同的子代DNADNA分子分子项项目目具体内容具体内容复制复制特点特点(1)(1)半保留复制半保留复制(2)(2)边解旋边复制边解旋边复制(3)(3)多位点复制多位点复制(4)(4)双向复制双向复制复制复制结果结果形成两个完全相同的形成两个完全相同的DNADNA分子，每个分子，每个DNADNA分子的两条链中一分子的两条链中一条为母链，一条为子链条为母链，一条为子链复制复制意义意义通通过过复制，将复制，将遗传遗传信息从信息从亲亲代代传递给传递给子代，保持了子代，保持了遗传遗传信信息的息的连续连续性性【微点拨】【微点拨】复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性，但也可复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性，但也可能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变基因突变。这种稳基因突变。这种稳定性与可变性的统一，是生物遗传和变异的物质基础及根本原因。定性与可变性的统一，是生物遗传和变异的物质基础及根本原因。【拓展深化】【拓展深化】(1)(1)真核生物真核生物DNADNA复制的复制的场场所有所有细细胞核、胞核、线线粒体和叶粒体和叶绿绿体，原核生物体，原核生物DNADNA复制的主要复制的主要场场所是所是拟拟核部位。核部位。DNADNA病毒病毒(如噬菌体如噬菌体)DNA)DNA复制的复制的场场所是所是宿主宿主细细胞内。胞内。(2)(2)真核生物真核生物细细胞核中胞核中DNADNA复制复制发发生的生的时间时间是两个是两个间间期：有期：有丝丝分裂分裂间间期期和减数第一次分裂前的和减数第一次分裂前的间间期。无期。无丝丝分裂分裂(如蛙的如蛙的红细红细胞胞)过过程中也有程中也有DNADNA的复制。原核的复制。原核细细胞在分裂胞在分裂过过程中也有程中也有DNADNA复制。复制。(3)(3)真核生物真核生物细细胞中，复制胞中，复制产产生的两个子代生的两个子代DNADNA分子位于一分子位于一对对姐妹染色姐妹染色单单体上，由着体上，由着丝丝点点连连在一起，在有在一起，在有丝丝分裂后期或减数第二次分裂后期分裂后期或减数第二次分裂后期着着丝丝点分裂点分裂时时随之分开，分随之分开，分别进别进入两个子入两个子细细胞中，从而胞中，从而实现实现DNADNA复制复制之后的平均分配。之后的平均分配。【题组过题组过关】关】1.(20151.(2015合肥高一合肥高一检测检测)下列甲下列甲图图中中DNADNA分子有分子有a a和和d d两条两条链链，将甲，将甲图图中某一片段放大后如乙中某一片段放大后如乙图图所示，所示，结结合所学知合所学知识识回答下列回答下列问题问题：(1)(1)从甲从甲图图可看出可看出DNADNA复制的方式是复制的方式是_。(2)(2)甲甲图图中，中，A A和和B B均是均是DNADNA分子复制分子复制过过程中所需要的程中所需要的酶酶，其中，其中B B能将能将单单个个的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸连连接成脱氧核苷酸接成脱氧核苷酸链链，从而形成子，从而形成子链链，则则A A是是_酶酶，其作用是其作用是_；B B是是_酶酶。(3)(3)甲甲图过图过程在植物根尖分生程在植物根尖分生组织细组织细胞中胞中进进行的行的场场所有所有_，进进行的行的时间为时间为_。(4)(4)乙乙图图中，中，1010是是_，DNADNA分子的基本骨架由分子的基本骨架由_交替交替连连接而成；接而成；DNADNA分子两条分子两条链链上的碱基通上的碱基通过过_连连接成碱基接成碱基对对，并且遵循，并且遵循_原原则则。【解【解题题探究】探究】思考以下思考以下问题问题：(1)(1)甲甲图图中有中有a a、b b、c c、d 4d 4条条单链单链，哪两条，哪两条单链单链的碱基序列是相同的？的碱基序列是相同的？提示：提示：a a和和c c，b b和和d d。(2)(2)真核真核细细胞内胞内DNADNA复制的复制的场场所有哪几个？所有哪几个？提示：提示：细胞核、线粒体和叶绿体。细胞核、线粒体和叶绿体。(3)(3)真核真核细细胞的胞的DNADNA复制复制发发生在什么生在什么时时期？期？提示：提示：细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。【解析】【解析】(1)(1)分析甲图可知，分析甲图可知，a a、d d是是DNADNA复制的模板链，复制的模板链，b b、c c是新合成是新合成的子链，的子链，DNADNA分子是半保留复制。分子是半保留复制。(2)(2)分析图甲可知，分析图甲可知，A A是解旋酶，作用是断裂氢键，使是解旋酶，作用是断裂氢键，使DNADNA解旋，形成解旋，形成单链单链DNADNA；B B的作用是将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，为的作用是将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，为DNADNA聚合酶。聚合酶。(3)(3)植物根尖分生组织细胞中的植物根尖分生组织细胞中的DNADNA存在于细胞核和线粒体中，因此在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细胞有丝分裂间期，细胞核和线粒体中都能进行DNADNA分子复制。分子复制。(4)(4)分析图乙可知，分析图乙可知，1010是脱氧核糖核苷酸链；是脱氧核糖核苷酸链；DNADNA分子的基本骨架由脱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；氧核糖和磷酸交替连接而成，排列在外侧；DNADNA分子两条链上的碱基分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧，碱基对之间遵循通过氢键连接成碱基对，排列在内侧，碱基对之间遵循A A与与T T配对、配对、G G与与C C配对的碱基互补配对原则。配对的碱基互补配对原则。答案：答案：(1)(1)半保留复制半保留复制(2)(2)解旋解旋、断裂氢键解旋解旋、断裂氢键DNADNA聚合聚合(3)(3)细胞核、线粒体有丝分裂间期细胞核、线粒体有丝分裂间期(4)(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【讲评讲评建建议议】(1)(1)针对针对本本题题第第(1)(1)问问：提醒学生不要填成：提醒学生不要填成“边边解旋解旋边边复制复制”，这这属于属于DNADNA复制的特点。复制的特点。(2)(2)针对针对本本题题第第(2)(2)问问：要向学生：要向学生讲讲清楚只要清楚只要氢键氢键断裂，双螺旋即解开。断裂，双螺旋即解开。可以可以联联系以下知系以下知识识：格里菲思在做肺炎双球菌的体内：格里菲思在做肺炎双球菌的体内转转化化实验时实验时，将，将S S型型细细菌加菌加热杀热杀死，其死，其DNADNA受受热热也会解旋，但降温后又恢复双螺旋也会解旋，但降温后又恢复双螺旋结结构。构。(3)(3)针对针对本本题题第第(3)(3)问问：要提醒学生不要漏掉：要提醒学生不要漏掉线线粒体，不要多写上叶粒体，不要多写上叶绿绿体，不要多写上减数第一次分裂前的体，不要多写上减数第一次分裂前的间间期。期。【互【互动动探究】探究】(1)(1)上上题图题图乙中，乙中，1 1、2 2、3 3、4 4分分别别代表什么代表什么(用用汉汉字表示字表示)？提示：提示：1 1代表胞嘧啶，代表胞嘧啶，2 2代表腺嘌呤，代表腺嘌呤，3 3代表鸟嘌呤；代表鸟嘌呤；4 4代表胸腺嘧啶。代表胸腺嘧啶。(2)(2)上上题图题图乙中，乙中，7 7代表的代表的结结构是什么？构是什么？提示：提示：胸腺嘧啶脱氧核苷酸。胸腺嘧啶脱氧核苷酸。2.(20152.(2015朝阳区高一检测朝阳区高一检测)下图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞下图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞DNADNA复制过程中的图像。下列有关叙述正确的是复制过程中的图像。下列有关叙述正确的是()A.A.此此图图反映出的反映出的DNADNA复制模式可作复制模式可作为为DNADNA双向复制的双向复制的证证据据B.B.此此过过程遵循碱基互程遵循碱基互补补配配对对原原则则，任一条，任一条链链中中A=TA=T，G=CG=CC.C.若将若将该该DNADNA彻彻底水解，底水解，产产物是脱氧核苷酸和物是脱氧核苷酸和4 4种碱基种碱基D.D.若若该该DNADNA分子的一条分子的一条链链中中(A+T)/(G+C)=a(A+T)/(G+C)=a，则则互互补链补链中中该该比比值为值为1/a1/a【解【解题题探究】探究】思考以下思考以下问题问题：(1)DNA(1)DNA的初步水解的初步水解产产物是什么？物是什么？提示：提示：4 4种脱氧核苷酸。种脱氧核苷酸。(2)(2)若若该该DNADNA分子的一条分子的一条链链中中(A+G)/(T+C)=b(A+G)/(T+C)=b，则则互互补链补链上上该该比比值值等于等于多少？多少？提示：提示：1/b1/b。【解析】【解析】选选A A。图示表示。图示表示DNADNA可以双向复制，可以双向复制，A A项正确；项正确；DNADNA复制遵循碱基复制遵循碱基互补配对原则，双链中互补配对原则，双链中A=TA=T，G=CG=C，但任一条链中，但任一条链中，A A不一定等于不一定等于T T，C C不不一定等于一定等于G G，B B项错误；若将该项错误；若将该DNADNA进行彻底水解，产物是脱氧核糖、磷进行彻底水解，产物是脱氧核糖、磷酸和酸和4 4种碱基，种碱基，C C项错误；若该项错误；若该DNADNA分子的一条链中分子的一条链中(A+T)/(G+C)=a(A+T)/(G+C)=a，则根，则根据碱基互补配对原则，另一条互补链中该比值也为据碱基互补配对原则，另一条互补链中该比值也为a a，D D项错误。项错误。【方法【方法规规律】律】染色体和染色体和DNADNA复制复制问题问题的的处处理方法理方法画画图图法法操作如下：操作如下：第一步：画出含有染色体的第一步：画出含有染色体的细细胞胞图图，在，在细细胞胞图图的下方画出相的下方画出相应应染色体染色体上的上的DNADNA分子。分子。第二步：用不同第二步：用不同颜颜色区分特殊色区分特殊链链或将有关信息或将有关信息标标在在线线段上。如段上。如图图：第三步：与题结合，处理问题，必须分清含有同位素标记的是第三步：与题结合，处理问题，必须分清含有同位素标记的是DNADNA的的单链还是双链。单链还是双链。二、有关二、有关DNADNA分子复制的分子复制的计计算算DNADNA的复制方式的复制方式为为半保留复制，一个被半保留复制，一个被1515N N标记标记的的DNADNA分子在含有分子在含有1414N N脱脱氧核苷酸的培养液中复制氧核苷酸的培养液中复制n n次。次。1.1.合成子代合成子代DNADNA分析：分析：2.2.消耗的脱氧核苷酸数：消耗的脱氧核苷酸数：(1)(1)若一若一亲亲代代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m m个，个，经过经过n n次复制需要消耗次复制需要消耗该该脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数为为m(2m(2n n-1)-1)个。个。(2)(2)第第n n次复制所需次复制所需该该脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数为为m2m2n-1n-1个。个。【微点拨】【微点拨】(1)(1)子代子代DNADNA分子中，含分子中，含1414N N的有的有2 2n n个，个，n n表示复制代数，只含表示复制代数，只含1414N N的有的有(2(2n n-2)-2)个，做个，做题时应题时应看准是看准是“含含”还还是是“只含只含”。(2)(2)无无论论复制多少次，含复制多少次，含1515N N的的DNADNA分子始分子始终终是是2 2个，占个，占总总数比例数比例为为2/22/2n n。(3)(3)子代子代DNADNA分子的分子的总链总链数数为为2 2n n2=22=2n+1n+1条。含条。含1515N N的的链链始始终终是是2 2条，占条，占总总数比例数比例为为2/22/2n+1n+1=1/2=1/2n n。做。做题时题时，应应看准是看准是“DNA“DNA分子数分子数”还还是是“链链数数”。【拓展深化】【拓展深化】细细胞分裂与胞分裂与DNADNA复制复制综综合合应应用的原理用的原理阐释阐释(1)(1)首先确定首先确定细细胞分裂方式是有胞分裂方式是有丝丝分裂分裂还还是减数分裂，有是减数分裂，有丝丝分裂常以一分裂常以一条染色体条染色体为为研究研究对对象，减数分裂一般象，减数分裂一般选选取一取一对对同源染色体同源染色体为为研究研究对对象。象。(2)(2)其次确定其次确定标记过标记过程中程中DNADNA复制次数和在未复制次数和在未标记标记培养液中培养液中细细胞分裂次胞分裂次数数(时时期期)。(3)(3)最后用图表示细胞分裂过程，如下图：最后用图表示细胞分裂过程，如下图：标记标记DNADNA分子：分子：转至普通培养液中培养一个细胞周期：转至普通培养液中培养一个细胞周期：【题组过题组过关】关】1.(20151.(2015泰安高一泰安高一检测检测)用用1515N N标记标记含有含有100100个碱基个碱基对对的双的双链链DNADNA分子，分子，其中有胞其中有胞嘧啶嘧啶6060个，个，该该DNADNA分子在含有分子在含有1414N N的培养基中的培养基中连续连续复制复制4 4次。其次。其结结果不可能是果不可能是()A.A.含有含有1515N N的的DNADNA分子占分子占1/81/8B.B.复制复制过过程中需要腺程中需要腺嘌嘌呤脱氧核苷酸呤脱氧核苷酸600600个个C.C.含有含有1414N N的的DNADNA分子占分子占7/87/8D.D.复制复制结结果共果共产产生生1616个个DNADNA分子分子【解【解题题探究】探究】(1)(1)计计算算该该DNADNA分子的碱基分子的碱基总总数数(_)(_)胞胞嘧啶嘧啶C=60C=60，则则G=_G=_，A=T=_A=T=_复制复制4 4次，次，DNADNA分子数由分子数由1 1到到1616，多出，多出1515个个则则需要的需要的A A为为1540=6001540=600个。个。(2)(2)每一代中具有每一代中具有1515N N标记标记的的DNADNA分子始分子始终终是是_个，而所有的子代个，而所有的子代DNADNA分分子都含有子都含有1414N N。1002=2001002=200606040402 2【解析】【解析】选选C C。1515N N标记的标记的DNADNA分子在含分子在含1414N N的培养基中复制的培养基中复制4 4次后，产生次后，产生1616个个DNADNA分子，其中含分子，其中含1515N N的的DNADNA分子有分子有2 2个，占个，占1/81/8，A A项、项、D D项正确；经项正确；经计算，该计算，该DNADNA分子中分子中A=40A=40个，则复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸个，则复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸1540=6001540=600个，个，B B项正确；含项正确；含1414N N的的DNADNA分子有分子有1616个，占总数的个，占总数的100%100%，C C项错误。项错误。【互【互动动探究】探究】请请将上将上题题中的中的3 3类类子代子代DNADNA分子的数目用柱状分子的数目用柱状图图的形式表的形式表示出来。示出来。提示：提示：如图所示如图所示(a(a表示只含表示只含1515N N，b b表示同时含表示同时含1414N N和和1515N N，c c表示只含表示只含1414N)N)：【误误区警示】区警示】看清看清C C项项的要求，是的要求，是“含有含有”而不是而不是“只含有只含有”。2.2.假定某高等生物体假定某高等生物体细细胞内染色体是胞内染色体是1010条，其中染色体中的条，其中染色体中的DNADNA用用3 3H H标记标记，将，将该该体体细细胞放入不含有胞放入不含有标记标记的培养液中的培养液中连续连续培养培养2 2代，代，则则在第在第二次有二次有丝丝分裂后期，每个分裂后期，每个细细胞中没有被胞中没有被标记标记的染色体的染色体为为()A.5A.5条条B.40B.40条条C.20C.20条条D.10D.10条条【解题指南】解题指南】解答本题的关键是明确两点：解答本题的关键是明确两点：(1)(1)每条染色体上含有一个每条染色体上含有一个DNADNA分子，复制时形成的两条染色单体中都分子，复制时形成的两条染色单体中都含有原来的一条母链。含有原来的一条母链。(2)(2)细胞进行两次有丝分裂，细胞进行两次有丝分裂，DNADNA分子复制两次。分子复制两次。【解析】【解析】选选D D。DNADNA是半保留复制，体细胞中是半保留复制，体细胞中1010条染色体都被条染色体都被3 3H H标记，标记，经过第一次有丝分裂后，每个经过第一次有丝分裂后，每个DNADNA分子一条链被分子一条链被3 3H H标记，另一条链不标记，另一条链不被标记。第二次有丝分裂间期被标记。第二次有丝分裂间期DNADNA进行复制，而原料不被标记，所以进行复制，而原料不被标记，所以含有含有3 3H H标记与不含标记与不含3 3H H标记的染色体数量之比为标记的染色体数量之比为1111，即有丝分裂后期，即有丝分裂后期，细胞中含有细胞中含有3 3H H标记与不含标记与不含3 3H H标记的染色体各有标记的染色体各有1010条，条，D D选项正确。选项正确。【补偿训练补偿训练】(2015(2015大大连连高一高一检测检测)一个一个DNADNA中有中有1 0001 000个碱基个碱基对对，其中，其中腺腺嘌嘌呤占碱基呤占碱基总总数的数的20%20%，如果，如果连续连续复制复制2 2次，参与复制次，参与复制过过程的游离胞程的游离胞嘧啶嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸总总数是数是()A.600A.600个个B.1 200B.1 200个个C.1 800C.1 800个个D.2 400D.2 400个个【解析】【解析】选选C C。由题意知，一个。由题意知，一个DNADNA中有中有1 0001 000个碱基对，其中腺嘌呤个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的占碱基总数的20%20%，则，则A=T=1 000A=T=1 0002 220%=40020%=400个，个，G=C=600G=C=600个，一个个，一个DNADNA复制复制2 2次形成次形成4 4个个DNADNA分子，分子，DNADNA分子增加分子增加3 3个，因此参与复制过程的个，因此参与复制过程的游离胞嘧啶脱氧核苷酸总数是游离胞嘧啶脱氧核苷酸总数是6006003=1 8003=1 800个。个。【方法【方法规规律】律】DNADNA复制的复制的计计算方法算方法(1)DNA(1)DNA分子遵循分子遵循A A与与T T配配对对，G G与与C C配配对对的碱基互的碱基互补补配配对对原原则则，这这是解是解题题的最重要的依据。的最重要的依据。(2)(2)复制使复制使DNADNA数目呈指数增数目呈指数增长长，即由，即由12421242n-1n-122n n，故复制，故复制n n次后增加的次后增加的DNADNA分子数分子数为为2 2n n-1-1，而第，而第n n次复制增加的数目次复制增加的数目为为2 2n n-2-2n-1n-1=2=2n-1n-1，即在第，即在第(n-1)(n-1)次复制的基次复制的基础础上加倍。上加倍。三、对基因的理解三、对基因的理解基因是控制生物性状的基本结构和功能单位，基因结构被破坏后，将基因是控制生物性状的基本结构和功能单位，基因结构被破坏后，将不能控制生物性状。不能控制生物性状。1.1.基因与脱氧核苷酸的关系：基因与脱氧核苷酸的关系：(1)(1)基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)(2)基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息，脱氧核苷酸的排列基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息，脱氧核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。顺序的多样性决定了基因的多样性。2.2.基因与基因与DNADNA的关系：基因是具有遗传效应的的关系：基因是具有遗传效应的DNADNA片段，每个片段，每个DNADNA分子分子上有许多个基因。上有许多个基因。3.3.基因与染色体的关系：基因与染色体的关系：(1)(1)基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。(2)(2)染色体是基因的主要载体。染色体是基因的主要载体。4.4.脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNADNA和染色体的关系：和染色体的关系：(1)(1)图解：图解：(2)(2)范围大小：范围大小：【微点拨】【微点拨】基因概念理解的两个基因概念理解的两个误误区区(1)(1)不是所有的不是所有的DNADNA片段都是基因，必片段都是基因，必须须是有是有遗传遗传效效应应的的DNADNA片段。片段。(2)(2)不是所有的基因都位于染色体上，叶不是所有的基因都位于染色体上，叶绿绿体和体和线线粒体中也有基因。粒体中也有基因。【拓展深化】【拓展深化】(1)(1)基因的内涵：基因的内涵：功能上，是功能上，是遗传遗传物物质质的的结结构和功能的基本构和功能的基本单单位。位。本本质质上，是有上，是有遗传遗传效效应应的的DNADNA片段。片段。结结构上，含有特定构上，含有特定遗传遗传信息的脱氧核苷酸序列。信息的脱氧核苷酸序列。位置上，在染色体上有特定的位置，呈位置上，在染色体上有特定的位置，呈线线性排列。性排列。(2)(2)基因的基因的遗传遗传效效应应：基因具有基因具有遗传遗传效效应应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本的基本单单位，特定的基因决定特定的性状。基因的位，特定的基因决定特定的性状。基因的遗传遗传效效应应反映出来反映出来的效果是控制蛋白的效果是控制蛋白质质合成，从而表合成，从而表现现生物性状。生物性状。【题组过题组过关】关】1.(20151.(2015徐州高一徐州高一检测检测)下列有关真核生物基因的叙述中，不正确的下列有关真核生物基因的叙述中，不正确的是是()A.A.基因是基因是遗传遗传信息的携信息的携带带者者B.B.所有基因都在染色体上呈所有基因都在染色体上呈线线性排列性排列C.C.基因是有基因是有遗传遗传效效应应的的DNADNA片段片段D.D.相同基因在一个四分体上可达到相同基因在一个四分体上可达到4 4个个【解析】【解析】选选B B。基因上脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，。基因上脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，A A项正项正确；核内基因在染色体上呈线性排列，线粒体和叶绿体内的基因位于确；核内基因在染色体上呈线性排列，线粒体和叶绿体内的基因位于裸露的裸露的DNADNA上，上，B B项错误；基因是有遗传效应的项错误；基因是有遗传效应的DNADNA片段，片段，C C项正确；四项正确；四分体含有分体含有4 4条染色单体，条染色单体，4 4个个DNADNA分子，其上相同位置上可能有分子，其上相同位置上可能有4 4个相同个相同基因，基因，D D项正确。项正确。【互【互动动探究】探究】(1)(1)原核生物的基因是如何分布的？原核生物的基因是如何分布的？提示：提示：主要位于拟核的主要位于拟核的DNADNA上，细胞质中也有。上，细胞质中也有。(2)(2)病毒的基因本病毒的基因本质质是什么？是什么？提示：提示：病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是DNADNA或或RNARNA，所以其基因是具有遗传效应的，所以其基因是具有遗传效应的DNADNA或或RNARNA片段。片段。2.(20152.(2015淄博高一检测淄博高一检测)下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，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：请仔细阅读并回答问题：(1)(1)细胞内的遗传物质是细胞内的遗传物质是 _，基因和它的关系是，基因和它的关系是_。(2)a(2)a是指是指_，e e和和g g的关系是的关系是_，e e有有_种，种，g g被彻被彻底水解后的产物可用字母底水解后的产物可用字母_表示。表示。(3)f(3)f和和i i的位置关系是的位置关系是_，f f和和h h的关系是的关系是_。(4)1(4)1个个i i与与g g有两种比例关系：有两种比例关系：_和和_。(5)g(5)g的空的空间结间结构一般表构一般表现为现为_，若其中，若其中(C+G)/(T+A)=1/2(C+G)/(T+A)=1/2，则则A A占占总总碱基数的比例碱基数的比例为为_，其，其单链单链之一的之一的(C+G)/(T+A)(C+G)/(T+A)为为_。【解析】【解析】a a代表组成基因的元素，即代表组成基因的元素，即C C、H H、O O、N N、P P；b b、c c、d d代表磷酸、代表磷酸、脱氧核糖、碱基；脱氧核糖、碱基；e e代表代表4 4种脱氧核苷酸；种脱氧核苷酸；g g代表代表DNADNA；h h代表蛋白质；代表蛋白质；i i代代表染色体。双链表染色体。双链DNADNA中，中，A=TA=T，C=GC=G，又因为，又因为(G+C)/(A+T)=1/2(G+C)/(A+T)=1/2，所以，所以A+TA+T占占总数的总数的2/32/3，A A占总数的占总数的1/31/3；其任一单链上；其任一单链上(G+C)/(A+T)=1/2(G+C)/(A+T)=1/2。答案：答案：(1)gDNA(1)gDNA基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段，片段，1 1个个DNADNA分子上含分子上含有许多个基因有许多个基因(2)C(2)C、H H、O O、N N、P Pe e是是g g的基本单位的基本单位4 4b b、c c、d d(3)f(3)f在在i i上呈线性排列上呈线性排列f f控制控制h h的合成的合成(4)11(4)111212(5)(5)规则的双螺旋规则的双螺旋1/31/31/21/2【拓展深化】【拓展深化】1.1.实验过实验过程：程：(1)(1)用用1515N N标记标记的的NHNH4 4ClCl培养大培养大肠肠杆菌多代，杆菌多代，获获得得1515N/N/1515N-DNAN-DNA。(2)(2)将大将大肠肠杆菌杆菌转转移到含移到含1414N N的普通培养液中培养。的普通培养液中培养。(3)(3)在不同在不同时时刻收集大刻收集大肠肠杆菌并提取杆菌并提取DNADNA。(4)(4)将提取的将提取的DNADNA进进行离心，行离心，记录记录离心后离心后试试管中管中DNADNA的位置。的位置。2.2.实验预实验预期：离心后出期：离心后出现现3 3条条DNADNA带带。(1)(1)重重带带(密度最大，最靠近密度最大，最靠近试试管底部管底部)：1515N N标记标记的的亲亲代双代双链链DNA(DNA(1515N/N/1515N)N)。(2)(2)杂杂交交带带(密度居中，位置也居中，也称中密度居中，位置也居中，也称中带带)：只有一条：只有一条链链被被1515N N标记标记子代双子代双链链DNA(DNA(1515N/N/1414N)N)。(3)(3)轻带轻带(密度最小，离密度最小，离试试管底部最管底部最远远)：两条：两条链链都未被都未被1515N N标记标记的子代双的子代双链链DNA(DNA(1414N/N/1414N)N)。3.3.实验结果：实验结果：4.4.实验结论：实验结果与实验预期相同，由此证明实验结论：实验结果与实验预期相同，由此证明DNADNA复制方式为半复制方式为半保留复制。保留复制。【解析】【解析】(1)A(1)A催化游离的脱氧核苷酸形成互补链，是催