2022年高考生物一輪復(fù)習 第三章 第三節(jié) DNA分子的復(fù)制學(xué)案 新人教版必修2 【學(xué)習目標】 知識點1. 對DNA分子復(fù)制的推測 知識點2. DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù) 知識點3. DNA分子復(fù)制的過程 【知識點1：對DNA分子復(fù)制的推測】 （1）依據(jù)：DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu) （2）假說： 復(fù)制 a．內(nèi)容 解旋：DNA分子復(fù)制時，DNA分子的 將解開，互補的堿基之間的 斷裂；復(fù)制：解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù) 原則，通過形成 ，結(jié)合到作為模板的單鏈上。 b．特點 新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的 ，因此，這種復(fù)制方式被稱為 。 例1．以DNA的一條鏈“—A—T—C—”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈是（ ） A．“—T—A—G—”  B．“—U—A—G—”  C．“—T—A—C—”  D．“—T—U—G” 【知識點2：DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)】 （1）實驗材料：大腸桿菌 （2）方法： （3）實驗過程： ①用15N標記的NH4Cl培養(yǎng)大腸桿菌，獲得的大腸桿菌中的DNA雙鏈可表示為15N/15N－DNA，提取DNA，離心，其密度最大，最靠近試管底部。 ②將大腸桿菌轉(zhuǎn)移道14N的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一代，獲得的子一代大腸桿菌DNA，雙鏈可表示為 ，提取DNA，離心，其密度 ，在試管中的位置為 。 ③子二代大腸桿菌的DNA雙鏈可表示為 ，提取DNA，離心，在試管中會出現(xiàn)DNA帶 條，在試管中的位置為 。 思考：若在14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)了三代，子三代大腸的桿菌DNA該怎樣表示？ 例2．一個被放射性元素標記了雙鏈DNA的噬菌體（一個噬菌體中含有一個DNA分子）侵染細菌，若此細菌破裂后釋放出n個噬菌體，則其中具有放射性元素的噬菌體占總數(shù)的（ ） A．n B．2/n C．n/2 D．2 例3．將用15N標記的DNA分子放入14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，則含15N的脫氧核苷酸鏈占總數(shù)的（ ） A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/16 【知識點3：DNA分子復(fù)制的過程】 （1）概念：以 為模板合成 的過程。 （2）時間：細胞有絲（或者減數(shù)第一次）分裂的 ，是隨 復(fù)制而完成的。 （3）復(fù)制的過程： a．解旋：在 的作用下，DNA的兩條螺旋的雙鏈解開。 b．合成子鏈：該過程的模板是 ，原料是 ，遵循的原則是 ，起重要作用的酶為 。 c．形成子代DNA：每一條子鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成 ，從而形成兩個新的DNA，這兩個DNA分子具有相同的 。 （4）復(fù)制的特點：a．邊 邊 ； b． （5）復(fù)制的基本條件：模板（ ）、原料( )、 、能量。（除此之外，還要有相對穩(wěn)定的內(nèi)部條件，如一定的溫度、適宜的pH等。） （6）準確復(fù)制的原因：a．DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了精確的 。 b．通過 保證了復(fù)制的準確性。 （7）意義：通過復(fù)制，將 從親代傳給了子代，從而保持了 的連續(xù)性。 例4．將單個的脫氧核苷酸連接成DNA分子的主要的酶是： A．DNA連接酶 B．DNA酶 C．DNA解旋酶 D．DNA聚合酶 例5．實驗室內(nèi)現(xiàn)有如下材料：從某生物體細胞內(nèi)提取的一個DNA分子（作為第一代），具有放射性同位素3H標記的4種脫氧核苷酸。要在實驗室內(nèi)合成新的DNA分子，那么： （1）除以上物質(zhì)外，還必須有 和 才能合成第二代DNA分子。 （2）在第二代的DNA分子中，含3H的有 個。 （3）在第二代的全部DNA分子中，含3H的脫氧核苷酸鏈有 條，不含3H的脫氧核苷酸鏈有 條。 【補充：DNA復(fù)制的有關(guān)計算】 DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個DNA分子復(fù)制n次，則有： 1.DNA分子數(shù) （1）子代DNA分子數(shù)＝2n個 （2）含有親代DNA鏈的子代DNA分子＝2個 （3）不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)＝（2n－2） 2.脫氧核苷酸鏈數(shù) （1）子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1 （2）親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條 （3）新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝（2n＋1－2） 3.消耗的脫氧核苷酸數(shù) 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸m×（2n－1） 【鞏固練習】 一、選擇題 1．某同學(xué)在模擬DNA分子結(jié)構(gòu)模型時想順便模擬DNA分子復(fù)制的過程，他用剪刀模擬解旋酶，請問，剪刀將作用于下列哪一結(jié)構(gòu)（ ） A． —A B．P— C．A—U D．G—C 2．下圖是四位同學(xué)制作的DNA分子結(jié)構(gòu)模型，其中正確的是（ ） 3．體外模擬生物體DNA復(fù)制所必須的條件是下列的哪幾個（ ） ①酶 ②游離的脫氧核苷酸 ③ATP ④DNA分子 ⑤mRNA ⑥tRNA ⑦適宜的溫度 ⑧適宜的酸堿度 A．①②③④⑤⑥  B．②③④⑤⑥⑦  C．④⑤⑥⑦⑧  D．①②③④⑦⑧ 4．某DNA分子中腺嘌呤的含量為24%，則經(jīng)過4次復(fù)制后，在所有子代DNA分子中腺嘌呤的含量為（ ） A．24% B．26% C．6% D．12% 5．1條染色單體含有1個雙鏈的DNA分子，那么，四分體時期中的1條染色體含有（ ） A．4個雙鏈的DNA分子 B．2個雙鏈的DNA分子 C．2個單鏈的DNA分子 D．1個雙鏈的DNA分子 6．15N同位素標記細菌DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基上繁殖4代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N ，b同時含15N 和14N ，c只含14N。下圖中這三種DNA分子的比例正確的是（ ） 7．某DNA分子共有a個堿基，其中含胞嘧啶m個，則該DNA分子復(fù)制3次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為（ ） A．7（a－m） B．8（a－m） C．7 (a/2－m) D．8 (2a－m) 8．對DNA分子復(fù)制的敘述中，錯誤的是（ ） A．有絲分裂間期有DNA復(fù)制 B．邊解旋邊復(fù)制 C．復(fù)制時需要氨基酸 D．復(fù)制時遵循堿基互補配對原則 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 二、非選擇題 9．圖中一、二、三表示DNA復(fù)制的過程，據(jù)圖回答問題： （1）．“一”表示 。這一過程中，DNA分子在 作用下，兩條扭成螺旋狀的長鏈上的堿基之間的 斷裂。 （2）．“二”表示 。每條母鏈在 的作用下，鏈上的堿基按照 與周圍環(huán)境中游離的 配對，各自合成與母鏈互補的一段子鏈。 （3）．DNA分子復(fù)制發(fā)生在細胞分裂的 期。復(fù)制的兩個新的DNA分子最后隨著 的分開，平均分配到 中去。 （4）．若該DNA分子中含14N而原料脫氧核苷酸中含15N，則復(fù)制3次后，含14N的單鏈與含15N的單鏈比例為 ，只含14N的雙鏈DNA分子與只含15N的雙鏈DNA分子的數(shù)量比依次為 。 10．含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大。將某哺乳動物的細胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細胞。然后將G0代細胞移到含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細胞分裂后，分別得到G1、G2代細胞。再從G0、G1、G2代細胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如圖所示。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重3種DNA分子的位置，請回答： （1）G0、G1、G2三代DNA分子離心后的試管分別是圖中的： G0 ；G1 ；G2 。 （2）G2代在①、②、③三條帶中DNA數(shù)的比例是 。  （3）圖中①、②兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶① ；條帶② 。 （4）上述實驗結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是 。DNA的自我復(fù)制能使生物的 保持相對穩(wěn)定。 高一生物學(xué)案13參考答案 例1．A 例2．B 例3．D 例4．D 例5.（1）酶 ATP （2）2 （3）2 2 【鞏固練習】1－5 DBDAB 6－8 DCC 課后題參考答案： （一）問題探討 提示：兩個會徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材；應(yīng)先制造模型，并按模型制作會徽；應(yīng)使用電子控制的刻床；刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。（以上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗推測回答，事實是原料確實選自一塊石材，但由于時間緊迫，兩個會徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的）。驗證的最簡單的方法是：將兩個印章的圖形蓋在白紙上進行比較（學(xué)生也可能提出更科學(xué)、更現(xiàn)代化的方法）。 （二）旁欄思考題 提示：本實驗是根據(jù)半保留復(fù)制原理和DNA密度的變化來設(shè)計的。在本實驗中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA了。 拓展題 提示：可能有6個堿基會發(fā)生錯誤。產(chǎn)生的影響可能很大，也可能沒有影響（這一問可由學(xué)生做開放式回答）。