人教版必修2 第三章 第3、4節(jié) DNA的復制 基因是有遺傳效應的DNA片段 學案.doc

第3、4節(jié)dna的復制_基因是有遺傳效應的dna片段1.dna復制發(fā)生在細胞分裂的間期。2dna復制需要dna模板、4種脫氧核苷酸為原料以及酶和能量等。3dna復制的特點是邊解旋邊復制和半保留復制。4dna分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復制提供了精確的模板；通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。5基因是有遺傳效應的dna片段。6dna中堿基對的排列順序表示遺傳信息。一、dna半保留復制的實驗證據(jù)1實驗材料：大腸桿菌。2實驗方法：運用同位素示蹤技術(shù)。3實驗過程4實驗結(jié)果(1)復制一次產(chǎn)生的dna分子中，一條鏈含14n，另一條鏈含15n，dna分子密度居中。(2)復制兩次產(chǎn)生的dna分子中，有兩個dna分子的雙鏈均含14n，另兩個dna分子中一條鏈含15n，另一條鏈含14n。5實驗結(jié)論：dna的復制方式為半保留復制。二、dna分子復制的概念、過程及特點1概念理解(1)實質(zhì)：以親代 dna分子為模板合成子代dna的過程。(2)時間：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。(3)場所：主要是細胞核。2過程填圖3特點(1)過程：邊解旋邊復制。(2)方式：半保留復制。三、基因是有遺傳效應的dna片段1基因與dna分子的關系填圖2dna片段中的遺傳信息(1)遺傳信息：蘊藏在4種堿基的排列順序之中。(2)特點：多樣性：堿基排列順序的千變?nèi)f化。特異性：每一個dna分子的堿基有特定排列順序。(3)與生物體多樣性和特異性的關系：dna分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎。生物體的多樣性和特異性是dna分子多樣性和特異性的客觀體現(xiàn)。1判斷下列敘述的正誤(1)dna分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復制提供了精確的模板()(2)通過堿基互補配對原則，保證了dna分子復制的準確進行()(3)dna的遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中()(4)堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了dna分子的多樣性()2以dna的一條鏈“atc”為模板，經(jīng)復制后的子鏈是()agatbuagctag dtug解析：選cdna復制依據(jù)堿基互補配對原則，以“atc”鏈為模板復制得到的子鏈堿基順序為“tag”。3dna分子解旋是指()adna分子中堿基對之間的氫鍵斷裂bdna分子完全水解cdna分子斷裂ddna分子不完全水解解析：選adna分子解旋是指dna分子中堿基對之間的氫鍵斷裂。4在一個細胞周期中，核dna分子的復制過程發(fā)生在()a間期b前期c中期d后期解析：選a在細胞周期中，核dna分子的復制發(fā)生在分裂間期。5關于基因的概念，下列敘述錯誤的是()a基因是具有遺傳效應的dna片段b基因是dna分子上有一定功能的脫氧核糖核苷酸特定的排列順序c基因是染色體的一段d基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位解析：選c染色體是基因的載體，基因是具有遺傳效應的dna片段。 1對dna復制的理解(1)能夠進行dna復制的生物：一切以dna為遺傳物質(zhì)的生物。(2)dna復制的場所：細胞生物dna復制主要場所是細胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體中也能進行dna復制；病毒的dna復制在宿主細胞內(nèi)。(3)真核生物細胞核中dna復制發(fā)生的時間：在體細胞中發(fā)生在有絲分裂間期；在有性生殖過程中發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前的間期。(4)復制所需的酶是指一個酶系統(tǒng)，不僅僅是指解旋酶和dna聚合酶，還包括dna連接酶等。解旋酶的作用是破壞堿基間的氫鍵。dna聚合酶的作用是連接游離的脫氧核苷酸。2dna分子復制中相關計算的規(guī)律方法dna分子復制為半保留復制，若將一個被15n標記的dna轉(zhuǎn)移到含14n的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制)若干代，其結(jié)果分析如下：(1)子代dna共2n個，其中(2)脫氧核苷酸鏈共2n1條，其中(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，則經(jīng)過n次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸為m(2n1)個。若進行第n次復制，則需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為m2n1個。思考探究(1)用15n標記的dna分子，放入含14n的培養(yǎng)基中進行復制，當測得含有15n的dna分子數(shù)為12.5%時，該dna分子復制了幾次？提示：4次。含15n的dna分子在含14n培養(yǎng)基中復制n次，則形成2n個dna分子，其中含15n的dna分子占2/2n，已知2/2n12.5%，則n4。(2)dna復制n次與第n次復制各形成多少個dna分子？提示：dna復制n次形成2n個dna分子，第n次復制形成2n1個dna分子。題組沖關1某親本dna分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復制出的dna子鏈，以黑色表示第二次復制出的dna子鏈，該親本雙鏈dna分子連續(xù)復制兩次后的產(chǎn)物是()解析：選ddna的復制方式為半保留復制，復制第一次時，由1個dna復制成的2個dna都是一條鏈為白色，一條鏈為灰色；第二次復制時，2個dna復制成4個dna，有8條鏈，新產(chǎn)生4條鏈為黑色，分別與原來的鏈結(jié)合。2下圖為真核細胞dna復制過程示意。據(jù)圖分析，下列相關敘述錯誤的是()a由圖示得知，子鏈是沿著一定方向延伸的b合成兩條子鏈時，dna聚合酶移動的方向是相反的c細胞內(nèi)的dna復制場所有細胞核、葉綠體、線粒體d解旋需解旋酶及dna聚合酶的催化，且需要消耗atp解析：選d由題圖可知，a、b正確；真核細胞內(nèi)的dna分布在細胞核、線粒體和葉綠體中，這三個結(jié)構(gòu)都可以進行dna復制；解旋不需要dna聚合酶參與。3用15n標記含有100個堿基對的dna分子，其中有胞嘧啶60個，該dna分子在含14n的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。下列結(jié)果不可能的是()a含有14n的dna分子占7/8b含有15n的脫氧核苷酸鏈占1/16c復制過程中需游離腺嘌呤脫氧核苷酸600個d復制后共產(chǎn)生16個dna分子解析：選adna進行的是半保留復制，又因所用培養(yǎng)基含14n，所以后代含14n的dna分子占100%；1個dna分子連續(xù)復制4次會得到16個dna分子，32條脫氧核苷酸鏈，其中有2條脫氧核苷酸鏈為母鏈(含15n)，位于兩個子代dna分子中，故含15n的脫氧核苷酸鏈占1/16；dna分子中不相配對的兩種堿基之和等于堿基總數(shù)的一半，c與a不配對，故該dna中a有2001/26040(個)，而該dna分子連續(xù)復制4次會得到16個dna，相當于新合成15個dna分子，故需要游離腺嘌呤脫氧核苷酸為1540600(個)。歸納拓展有關dna分子復制相關計算的兩個注意點(1)分析被標記dna分子所占的比例時，應注意求的是dna分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；看準是“含”還是“只含”；還應注意培養(yǎng)液中化學元素的不同。(2)在計算消耗脫氧核苷酸數(shù)時要明確是經(jīng)過n次復制還是第n次復制。1脫氧核苷酸、基因、dna和染色體的關系圖解2全方位理解“基因”(1)本質(zhì)上，基因是有遺傳效應的dna片段。(2)結(jié)構(gòu)上，基因是含有特定遺傳信息的脫氧核苷酸序列。(3)功能上，基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。(4)位置上，基因在染色體上呈線性排列。題組沖關4下列有關染色體、dna、基因三者關系的敘述，錯誤的是()a每條染色體上含有一個或兩個dna，一個dna分子上含有多個基因b生物的遺傳中，染色體的行為決定著dna和基因的行為c三者都是生物細胞內(nèi)的主要遺傳物質(zhì)d三者都能復制、分離和傳遞解析：選cdna是主要的遺傳物質(zhì)，而染色體不是遺傳物質(zhì)，染色體上還含有蛋白質(zhì)。一個dna分子上有多個基因，基因是有遺傳效應的dna片段。染色體的行為決定著dna和基因的行為。在生命活動過程中，基因、dna都會隨染色體的復制而復制。5如圖是果蠅某條染色體上的一段dna分子的示意圖。下列說法正確的是()a白眼基因含有多個核糖核苷酸b白眼基因是有遺傳效應的dna片段c白眼基因位于細胞質(zhì)內(nèi)d白眼基因基本組成單位是4種堿基解析：選b基因是有遺傳效應的dna片段，其基本組成單位與dna相同，即為脫氧核苷酸，脫氧核苷酸共有4種；每個dna分子上含有很多個基因，每個基因中含有許多個脫氧核苷酸；染色體是dna的主要載體，白眼基因位于染色體上，是細胞核基因。 一、選擇題1下列不屬于dna復制條件的是()a解旋酶、dna聚合酶b脫氧核苷酸cdna模板和能量 d核糖核苷酸解析：選ddna分子復制時需要以原dna分子為模板，atp提供能量，以脫氧核苷酸為原料，在解旋酶和dna聚合酶的作用下，按堿基互補配對原則，完成復制過程，該過程不需要核糖核苷酸。2保證準確無誤地進行dna復制的關鍵步驟是()a解旋酶促使dna的兩條互補鏈分離b游離的脫氧核苷酸上的堿基與母鏈堿基進行互補配對c配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補的子鏈d模板母鏈與互補子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)解析：選bdna分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證了復制能夠精確地進行。3dna分子復制時需要解旋，下列哪一組堿基對被解開()a鳥嘌呤和腺嘌呤 b胸腺嘧啶和胞嘧啶c腺嘌呤和胸腺嘧啶 d腺嘌呤和胞嘧啶解析：選c根據(jù)堿基互補配對原則，a與t配對，g與c配對，在dna分子復制時，解旋酶解開配對堿基間的氫鍵。4下列關于dna分子和基因相互關系的敘述，不正確的是()a基因是具有遺傳效應的dna片段b生物體的dna分子數(shù)目小于基因數(shù)目c基因在dna上，dna上所有序列都屬于基因d基因并不是堿基對隨機排列成的dna片段解析：選cdna分子上分布著多個基因，基因是具有遺傳效應的dna片段，基因位于dna分子上，dna上還包含不具有遺傳效應的片段，這些片段不能稱為基因。5如圖是用集合的方法表示各種概念之間的關系，其中與圖示相符的是()選項1234a染色體dnarna基因bdna基因脫氧核苷酸堿基c核酸dna脫氧核苷酸基因d核酸染色體dna基因解析：選b基因是dna的一個片段，基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，堿基是組成脫氧核苷酸的成分之一。6右圖表示發(fā)生在細胞核內(nèi)的某生理過程，其中a、b、c、d表示脫氧核苷酸鏈。以下說法正確的是()a此過程需要能量和尿嘧啶脫氧核苷酸b真核細胞中此過程發(fā)生的唯一場所是細胞核cb鏈中(ag)/(tc)的值一定與c鏈中的相同d正常情況下，a、d鏈都應該到不同的細胞中去解析：選d據(jù)圖可知，此生理過程是dna的復制。該過程需要的脫氧核苷酸有腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸和胞嘧啶脫氧核苷酸；真核生物發(fā)生此過程的場所有細胞核、線粒體和葉綠體；b鏈中(ag)/(tc)的值與c鏈中的此比值呈倒數(shù)關系。7下圖為真核生物染色體上dna分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是()adna分子復制過程需要酶的催化，也需要消耗atpb這一過程是在細胞分裂間期隨著染色體的復制而完成的c由圖可知該過程是邊解旋邊雙向復制，是多個起點同時開始的d真核生物的這種復制方式提高了復制效率解析：選cdna分子復制需要模板、原料、酶和能量等基本條件；dna分子復制是在細胞有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，隨著染色體的復制而完成的；由圖可知dna分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，且是多個起點開始，但并不是同時開始的；真核生物的這種復制方式使復制效率大大提高。二、非選擇題8分析下圖，回答有關問題：(1)圖中b是_，c是_，d是_，f是_，g是_。(2)f的基本組成單位是圖中的_，共有_種。f與h的關系是_。(3)圖中e和f的關系是_。決定f結(jié)構(gòu)多樣性的是_的排列順序。(4)通常情況下，1個h中含_個f,1個f中含有_個e,1個e中含有_個d。解析：dna的基本組成單位是脫氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子含氮堿基組成；基因是有遺傳效應的dna片段；染色體是遺傳物質(zhì)dna的主要載體；1條染色體上通常情況下含有一個dna分子，一個dna分子上有很多個基因，1個基因由成百上千個脫氧核苷酸構(gòu)成。答案：(1)脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸dna蛋白質(zhì)(2)d4h是f的主要載體(3)e是有遺傳效應的f的片段d(4)1許多成百上千9將親代dna用15n標記，放在含有14n的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，如圖是dna復制圖解，請據(jù)圖回答問題：(1)圖中長方形a表示_，圖中的箭頭b表示_，圖中體現(xiàn)了dna復制的特點是_。(2)dna復制完一次后，2個子代dna分子共有_個游離的磷酸基團。分析得知，新合成的dna分子中，at，gc。這個事實說明dna的合成遵循_。新合成的dna分子中，帶有15n標記的鏈占總鏈數(shù)的50%，這個事實說明_。(3)15n標記的dna分子復制4次后，含14n的dna分子占dna分子總數(shù)的_，若該dna分子共有300個堿基對，其中胞嘧啶為260個，則第4次復制時，消耗的腺嘌呤脫氧核苷酸為_個。解析：(1)a催化游離的脫氧核苷酸形成互補鏈，是dna聚合酶，箭頭b代表的是復制的方向，從圖中能夠看出dna邊解旋邊復制的特點。(2)每個dna分子的兩條鏈中，每一條鏈都有一個游離的磷酸基團，所以復制后形成的2個dna分子共有4個游離的磷酸基團；在dna分子復制的過程中遵循堿基互補配對的原則；新dna分子中新鏈和舊鏈各占一半，表現(xiàn)了dna分子的半保留復制的特點。(3)由于dna分子的半保留復制的特點，所以含有15n的dna分子只有2個，經(jīng)4次復制后共產(chǎn)生了16個dna分子，而每個dna分子中都含14n；300個堿基對的dna分子，含有胞嘧啶260個，則含有腺嘌呤為40個，則第4次復制過程中，會增加8個新dna分子，所以需要游離的腺嘌呤320個。答案：(1)dna聚合酶dna復制方向邊解旋邊復制(2)4堿基互補配對原則dna復制方式為半保留復制(3)100%320一、選擇題1真核細胞內(nèi)某基因由1 000對脫氧核苷酸組成，其中堿基a占20%。下列說法正確的是()a該基因一定存在于染色體上b該基因的一條脫氧核苷酸鏈中(cg)/(at)的值為3/2cdna解旋酶能催化該基因水解為多個脫氧核苷酸d該基因復制3次，需游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸2 800個解析：選b真核細胞內(nèi)的基因包括核基因和質(zhì)基因，質(zhì)基因不會存在于染色體上；根據(jù)已知條件可知：在該基因中，at400(個)，gc600(個)，dna分子中，一條單鏈的(cg)/(at)的值與整個dna分子中(cg)/(at)的值相等，本題中(cg)/(at)的值為3/2；解旋酶只能將dna分子解旋，不能將基因水解成脫氧核苷酸；該基因復制3次，需游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸為600(231)4 200(個)。2科學研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)hmgic基因與肥胖直接相關。具有hmgic基因缺陷的實驗鼠與作為對照的小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組小鼠變得十分肥胖，而具有hmgic基因缺陷的實驗鼠體重仍然保持正常，說明()a基因在dna上b基因在染色體上c基因具有遺傳效應 ddna具有遺傳效應解析：選chmgic基因缺陷的小鼠體重保持正常，而含有hmgic基因的小鼠變得肥胖，說明基因具有遺傳效應。3一個未標記dna分子在15n的環(huán)境中復制，若子一代dna的一條單鏈出現(xiàn)差錯，則子二代dna中，差錯dna單鏈和含15n的dna分子分別占()a1/3,1 b1/4,1c1/3,1/2 d1/4,1/2解析：選b一個未標記的dna分子在15n的環(huán)境中復制兩次后，形成的4個dna分子全部被標記。若子一代1條單鏈出現(xiàn)差錯，則子二代中有2條單鏈出現(xiàn)差錯，所占比例為1/4。4某雙鏈dna分子中含有200個堿基，一條鏈上atgc1234，則該dna分子中()a四種含氮堿基atgc3377b連續(xù)復制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個c堿基排列方式共有4100種d嘌呤總數(shù)大于嘧啶總數(shù)解析：選a該dna分子的一條鏈上atgc1234，另一條鏈上atgc2143，故整個dna分子中atgc3377；該dna分子中a、t各30個，g、c各70個，連續(xù)復制兩次，需要腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為30(221)90(個)；該dna分子含有100個堿基對，30個at堿基對，70個gc堿基對，堿基排列方式小于4100種；一個dna分子中嘌呤總數(shù)和嘧啶總數(shù)相等。5用15n標記細菌的dna分子，再將它們放入含14n的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖4代，a、b、c為3種dna分子：a只含15n，b同時含14n和15n，c只含14n，如下圖，這3種dna分子的比例正確的是()解析：選d假設親代dna分子為n個，則繁殖4代后，dna分子總數(shù)為16n，其中，只含15n的dna分子為0個，同時含14n和15n的dna分子有2n個，只含14n的dna分子有14n個，它們呈現(xiàn)的比例為d圖所示。6假設1個雙鏈均被32p標記的噬菌體dna由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31p的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述不正確的是()a該過程至少需要3105個鳥嘌呤脫氧核苷酸b噬菌體增殖需要細菌提供場所、原料和酶等c含32p與只含31p的子代噬菌體的比例為149d噬菌體dna復制在宿主細胞中進行解析：選aat5 000220%2 000，gc5 000230%3 000。dna復制n次后需要加入鳥嘌呤脫氧核苷酸的個數(shù)(2n1)3 000(個)，因此dna復制中需要鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)993 0002.97105(個)。噬菌體侵染細菌時，噬菌體的dna進入作為模板，需要細菌提供場所、原料和酶等。1個被32p標記的噬菌體經(jīng)半保留復制形成的100個子代噬菌體中有2個子代噬菌體含32p,98個只含31p，所以含32p的子代噬菌體與只含31p的子代噬菌體的比例為298149；噬菌體dna復制在細菌細胞中進行。 7將dna雙鏈均含15n的大腸桿菌放在含有14n的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，8 h后提取dna進行分析，得出含15n的dna占總dna的比例為1/16，則大腸桿菌的分裂周期是()a1.3 h b1.6 hc2.0 h d4.0 h解析：選bdna的復制方式為半保留復制，1個dna分