2019-2020年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制 第2課時(shí)教學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制 第2課時(shí)教學(xué)案 蘇教版必修2 [學(xué)習(xí)導(dǎo)航]　1.閱讀教材P71，結(jié)合DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。2.結(jié)合教材P72，歸納DNA分子的復(fù)制過程、特點(diǎn)，探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。 [重難點(diǎn)擊]　1.DNA分子的復(fù)制過程和特點(diǎn)。2.DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算。 生物親子代之間是通過遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質(zhì)如何“多出一份”來傳遞給子代？DNA的復(fù)制就是以親代DNA為模板合成子代DNA的過程，即1DNA→2DNA。新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新的DNA分子嗎？是否像洗相片似的，有一張底片就可以洗出許多相片來？這一節(jié)我們就一起來學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的過程。 一、DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 1．實(shí)驗(yàn)材料和技術(shù) 科學(xué)家以細(xì)菌(約每20分鐘分裂一次，產(chǎn)生子代)為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用同位素標(biāo)記技術(shù)。 2．實(shí)驗(yàn)的基本步驟 (1)用含15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)細(xì)菌。 (2)將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。 (3)在不同時(shí)刻收集細(xì)菌并提取DNA分子。 (4)將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄試管中DNA的位置。 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)：如果DNA的兩條鏈中都含有15N，那么這樣的DNA分子質(zhì)量大，離心時(shí)應(yīng)該在試管的底部；兩條鏈中都含有14N，那么這樣的DNA分子質(zhì)量小，離心時(shí)應(yīng)該在試管的上部；兩條鏈中一條含有15N，一條含有14N，那么這樣的DNA分子質(zhì)量居中，離心時(shí)應(yīng)該在試管的中部。 4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (1)提取親代DNA―→離心―→全部重帶。 (2)繁殖一代后取出，提取DNA―→離心―→全部中帶。 (3)繁殖兩代后取出，提取DNA―→離心―→輕帶、中帶。 5．結(jié)論：DNA復(fù)制時(shí)總是保留一條母鏈，新合成一條子鏈，這樣的復(fù)制方式叫做半保留復(fù)制。 如果用15N標(biāo)記DNA分子的兩條鏈，讓其在含有14N的環(huán)境中復(fù)制。結(jié)合DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，完成下面表格： 世 代 DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) DNA中脫氧核苷酸鏈的特點(diǎn) 分子 總數(shù) 細(xì)胞中的DNA分子在離心管中的位置 不同DNA分子占全部DNA分子之比 鏈的 總數(shù) 含14N、15N 的鏈所占的比例 只含 15N 含14N 和15N 只含 14N 含15N 含14N 0 1 全部在下部 1 0 0 2 1 0 1 2 全部在中部 0 1 0 4 1/2 1/2 2 4 1/2中部，1/2上部 0 1/2 1/2 8 1/4 3/4 3 8 1/4中部，3/4上部 0 1/4 3/4 16 1/8 7/8 根據(jù)上表，回答下列問題： 1．復(fù)制n次后，子代DNA分子總數(shù)和含有15N的DNA分子數(shù)分別是多少？ 答案　2n個(gè)、2個(gè)。 2．復(fù)制n次后，子代DNA分子含14N的DNA分子數(shù)和只含14N的DNA分子數(shù)分別是多少？ 答案　2n個(gè)、2n－2個(gè)。 3．復(fù)制n次后，子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)、含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)、含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)分別是多少？ 答案　2n＋1條、2條、2n＋1－2條。 4．設(shè)親代DNA分子中含有腺嘌呤(A)脫氧核苷酸m個(gè)，則： (1)經(jīng)過n次復(fù)制，共需消耗游離的腺嘌呤(A)脫氧核苷酸多少個(gè)？m(2n－1)個(gè)。 (2)在第n次復(fù)制時(shí)，需消耗游離的腺嘌呤(A)脫氧核苷酸多少個(gè)？m2n－1個(gè)。 知識(shí)整合　將含有15N標(biāo)記的1個(gè)DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復(fù)制n次： (1) 產(chǎn)生2n個(gè)DNA分子，其中含15N的DNA分子有2個(gè)，含14N的DNA分子有2n個(gè)，只含14N的DNA分子數(shù)是(2n－2)個(gè)。 (2) 2n個(gè)DNA分子有2n＋1條脫氧核苷酸鏈，其中：含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)是2條、含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)是(2n＋1－2)條。 (3)若親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則： ①經(jīng)過n次復(fù)制，共需要消耗該脫氧核苷酸：m(2n－1)個(gè)。 ②在第n次復(fù)制時(shí)，需要消耗該脫氧核苷酸：m2n－1個(gè)。 1．在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N－DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為a)和15N—DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為b)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如下圖所示。下列對(duì)此實(shí)驗(yàn)的敘述不正確的是(　　) A．Ⅰ代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5N B．Ⅱ代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的 C．預(yù)計(jì)Ⅲ代細(xì)菌DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 D．上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制 答案　B 解析　15N－DNA在14N的培養(yǎng)基上進(jìn)行第一次復(fù)制后，產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子均含有一條15N的DNA鏈和一條14N的DNA鏈。這樣的DNA用離心法分離后，應(yīng)該全部處在試管的中部。Ⅰ代的兩個(gè)DNA分子再分別進(jìn)行復(fù)制，它們所產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分別為全14N－DNA分子和14N、15N—DNA分子。此時(shí)，將該DNA作離心處理，產(chǎn)生的DNA沉淀應(yīng)該分別位于試管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的。Ⅲ代細(xì)菌DNA分子共有8個(gè)，各條單鏈的相對(duì)分子質(zhì)量之和為(7a＋b)，平均相對(duì)分子質(zhì)量為。 2．某一個(gè)DNA分子中，A為200個(gè)，復(fù)制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3 000個(gè)，該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次(　　) A．3次 B．4次 C．5次 D．6次 答案　B 解析　利用DNA復(fù)制規(guī)律得知，經(jīng)過n次復(fù)制利用腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目3 000＝(2n－1)200，得n＝4。 3．用經(jīng)3H標(biāo)記的n個(gè)噬菌體侵染大腸桿菌，在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)得知培養(yǎng)基中共有后代噬菌體m個(gè)，其中含有標(biāo)記元素的噬菌體占的比例為(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　每個(gè)噬菌體共有2條被標(biāo)記的DNA鏈，n個(gè)噬菌體DNA經(jīng)復(fù)制后被標(biāo)記的DNA鏈進(jìn)入2n個(gè)子代噬菌體內(nèi)，所以被標(biāo)記的噬菌體所占比例為。 二、DNA分子復(fù)制的過程 1．DNA復(fù)制的概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。 2．時(shí)間：細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂間期。 3．過程 4．結(jié)果：形成兩個(gè)完全相同的DNA分子。 5．特點(diǎn) (1)邊解旋邊復(fù)制。 (2)半保留復(fù)制。 6．意義：將遺傳信息從親代傳給子代，確保了遺傳信息傳遞的連續(xù)性。 下圖是真核生物DNA復(fù)制的示意圖，據(jù)圖分析： 1．圖中有幾個(gè)DNA的復(fù)制起點(diǎn)？它們開始的時(shí)間相同嗎？ 答案　有3個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，各個(gè)起點(diǎn)開始的時(shí)間不同(最右邊最早)。 2．每個(gè)復(fù)制起點(diǎn)的延伸方向是單向的還是雙向的？ 答案　是雙向的。 3．在DNA復(fù)制的過程中，兩條子鏈延伸的方向是否相同？ 答案　不同，原因是DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，因此子鏈的延伸方向也是相反的? 4．DNA分子的復(fù)制是非常精確的，其原因有哪些？ 答案　DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。 知識(shí)整合　真核生物的DNA復(fù)制是多起點(diǎn)雙向進(jìn)行的，復(fù)制時(shí)兩條子鏈的延伸方向相反；DNA分子精確復(fù)制的原因有：一是獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，二是嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行。 4．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制 B．DNA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)子代DNA分子 C．真核生物DNA復(fù)制的場所只有細(xì)胞核 D．單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈 答案　A 解析　DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期，是以親代DNA的兩條鏈為模板，合成兩個(gè)子代DNA的過程。DNA復(fù)制過程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。真核生物DNA復(fù)制的主要場所是細(xì)胞核，線粒體、葉綠體內(nèi)也可進(jìn)行。 5．下圖表示DNA復(fù)制的過程，結(jié)合圖示，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．DNA復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開 B．DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈的方向相反 C．從圖示可知，DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間 D．DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段 答案　C 解析　DNA分子復(fù)制過程中的解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開；DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，兩條鏈復(fù)制時(shí)箭頭方向是相反的；圖示中復(fù)制的起點(diǎn)只有1個(gè)，不能體現(xiàn)DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)；DNA聚合酶的作用底物是單個(gè)游離的脫氧核苷酸。 方法鏈接　巧記DNA分子復(fù)制的“一、二、三、四” 1．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行 B．復(fù)制僅發(fā)生在有絲分裂的間期 C．復(fù)制過程先解旋后復(fù)制 D．堿基互補(bǔ)配對(duì)保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性 答案　D 解析　只要細(xì)胞分裂，DNA就復(fù)制，DNA不只存于細(xì)胞核內(nèi)；細(xì)胞分裂方式亦不只是有絲分裂；DNA是邊解旋邊復(fù)制，不分先后。 2．DNA分子復(fù)制時(shí)，解旋酶作用的部位應(yīng)該是(　　) A．腺嘌呤與鳥嘌呤之間的氫鍵 B．腺嘌呤與胸腺嘧啶之間的氫鍵 C．脫氧核糖與含氮堿基之間的化學(xué)鍵 D．脫氧核糖與磷酸之間的化學(xué)鍵 答案　B 解析　DNA復(fù)制過程中用到解旋酶和DNA聚合酶，其中解旋酶的作用是把兩條螺旋的雙鏈解開，破壞的是A與T、G與C之間的氫鍵。 3．細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取其子代的DNA經(jīng)高速離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．第一次分裂的子代DNA應(yīng)為⑤ B．第二次分裂的子代DNA應(yīng)為① C．第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③ D．親代的DNA應(yīng)為⑤ 答案　A 解析　親代DNA為15N－15N，經(jīng)第一次復(fù)制所形成的子代DNA應(yīng)均為15N－14N，應(yīng)如圖②所示。 4．女性子宮瘤最長的DNA分子可達(dá)36 mm，DNA復(fù)制速度約為4 μm/min，但復(fù)制過程僅需40 min左右即可完成，這可能是因?yàn)?　　) A．邊解旋邊復(fù)制 B．只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，但解旋之后可以向著兩個(gè)方向復(fù)制 C．以半保留方式復(fù)制 D．復(fù)制起點(diǎn)多，分段同時(shí)復(fù)制 答案　D 解析　真核細(xì)胞中的DNA分子復(fù)制起點(diǎn)多，并且同時(shí)復(fù)制，所以比較迅速。 5．如圖為高等植物細(xì)胞中DNA復(fù)制過程模式圖，請(qǐng)根據(jù)圖示過程，回答下列問題： (1)由圖示可知，1個(gè)DNA分子復(fù)制出乙、丙2個(gè)DNA分子的方式是________________。 (2)細(xì)胞中DNA復(fù)制的場所為________________________________；在復(fù)制完成后，乙、丙分開的時(shí)期為___________________________________________________________________ ____________________________。 (3)把乙(只含14N)放在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，復(fù)制2次后子代DNA單鏈中含15N的DNA單鏈所占的比例是________________。 答案　(1)半保留復(fù)制　(2)細(xì)胞核、線粒體和葉綠體　有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期　(3) 課時(shí)作業(yè) [學(xué)考達(dá)標(biāo)] 1．沃森和克里克在發(fā)表了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文后，又提出了DNA自我復(fù)制的假說。下列有關(guān)假說內(nèi)容的敘述不正確的是(　　) A．DNA復(fù)制時(shí)，雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂 B．以解開的兩條單鏈為模板，以游離的脫氧核苷酸為原料，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過氫鍵結(jié)合到作為模板的單鏈上 C．形成的DNA分子包括一條模板單鏈和一條新鏈 D．形成的兩個(gè)DNA分子是由兩條母鏈、兩條子鏈分別結(jié)合而成 答案　D 解析　沃森和克里克提出的DNA自我復(fù)制的假說為半保留復(fù)制，即形成的DNA分子包括一條母鏈和一條子鏈。 2．下列有關(guān)DNA分子復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脫氧核苷酸 B．在復(fù)制過程中，解旋和復(fù)制是同時(shí)進(jìn)行的 C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈 D．兩條新的子鏈通過氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子 答案　B 解析　在DNA分子復(fù)制過程中，解旋酶的作用是破壞堿基對(duì)之間的氫鍵，形成兩條脫氧核苷酸長鏈。邊解旋邊復(fù)制也是DNA復(fù)制的一個(gè)特點(diǎn)。以解開的每一條單鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各合成一條子鏈，最后每條新合成的子鏈與對(duì)應(yīng)的模板鏈螺旋，形成兩個(gè)一樣的DNA分子。 3．下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的順序，正確的是(　　) ①互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂　②互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵合成?、跠NA分子在解旋酶的作用下解旋　④以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)?、葑渔溑c母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) A．①③④②⑤ B．③①⑤④② C．①④②⑤③ D．③①④②⑤ 答案　D 解析　DNA復(fù)制的基本過程是：解旋→合成子鏈→雙鏈螺旋化，在解旋時(shí)互補(bǔ)堿基對(duì)之間的氫鍵斷裂，在合成子鏈時(shí)重新形成新的氫鍵。 4．DNA復(fù)制過程中，保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤進(jìn)行的關(guān)鍵步驟是(　　) A．解旋酶破壞氫鍵并使DNA雙鏈分開 B．游離的脫氧核苷酸與母鏈堿基互補(bǔ)配對(duì) C．與模板鏈配對(duì)的脫氧核苷酸連接成子鏈 D．子鏈與母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) 答案　B 解析　堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性。 5．已知一條完全標(biāo)記上15N的DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中經(jīng)n次復(fù)制后，僅含14N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為7∶1，則n是(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 答案　C 解析　DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，所以無論這個(gè)DNA分子復(fù)制多少次，總有兩個(gè)DNA分子各有一條鏈帶有15N標(biāo)記，因此僅含14N的DNA分子總數(shù)應(yīng)為14個(gè)，復(fù)制n次后，共得到16個(gè)DNA分子；由公式2n＝16可知DNA分子復(fù)制了4次。 6．在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，如果細(xì)菌體內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)分別含有31P和32S，噬菌體中的DNA和蛋白質(zhì)分別含有32P和35S，噬菌體DNA在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制了三次，那么從細(xì)菌體內(nèi)釋放出的子代噬菌體中含有32P的噬菌體和含有35S的噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的(　　) A．1/4和1 B．3/4和0 C．1/4和0 D．3/4和1 答案　C 解析　噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的只有噬菌體的DNA，被標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼留在外面，新的噬菌體的蛋白質(zhì)是以細(xì)菌的氨基酸為原料重新合成的，因此所有子代噬菌體的外殼都含有32S而不含35S。假如一個(gè)含有32P的噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)利用31P復(fù)制了三次，由于DNA是半保留復(fù)制，在產(chǎn)生的8個(gè)子代噬菌體中，只有2個(gè)含有32P，占所有子代噬菌體的1/4。 [高考提能] 7．下列有關(guān)真核細(xì)胞DNA分子復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．復(fù)制形成的兩個(gè)子代DNA分子共4個(gè)游離的磷酸基團(tuán) B．DNA復(fù)制時(shí)只以一條脫氧核苷酸鏈作為模板 C．DNA聚合酶催化堿基對(duì)之間的連接 D．復(fù)制過程中先全部解旋，再進(jìn)行半保留復(fù)制 答案　A 解析　在DNA分子里的磷酸基團(tuán)，通過磷酸二酯鍵的形式，連接一條鏈上兩個(gè)相鄰的脫氧核糖。所以鏈中的磷酸基團(tuán)是不游離的。在鏈的頂端，由于最后一個(gè)磷酸基團(tuán)沒辦法連接下一個(gè)脫氧核糖，因此它是游離的，A正確；DNA復(fù)制時(shí)兩條脫氧核苷酸鏈都作為模板，B錯(cuò)誤；DNA聚合酶催化游離的脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵連接起來，C錯(cuò)誤；DNA復(fù)制過程中邊解旋，邊進(jìn)行半保留復(fù)制，D錯(cuò)誤。 8．某DNA分子共有x個(gè)堿基，其中胞嘧啶為m個(gè)，該DNA分子復(fù)制3次，需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(　　) A．7(x－m) B．8(x－m) C．7(x/2－m) D．8(2x－m) 答案　 C 解析　在DNA分子中，A＝T，G＝C，所以當(dāng)DNA分子共有x個(gè)堿基，其中胞嘧啶為m個(gè)時(shí)，T應(yīng)為(x/2 －m)個(gè)。DNA分子復(fù)制3次，得到8個(gè)DNA分子，因此，需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(8－1)(x/2－m)＝7(x/2－m)個(gè)，故選C。 9．如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項(xiàng)中正確的是(　　) A．a(chǎn)和c的堿基序列互補(bǔ)，b和c的堿基序列相同 B．a(chǎn)鏈中的比值與d鏈中同項(xiàng)比值相同 C．a(chǎn)鏈中的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同 D．a(chǎn)鏈中的比值與c鏈中同項(xiàng)比值不同 答案　C 解析　DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，b鏈?zhǔn)且詀鏈為模板合成的，a鏈和b鏈合成一個(gè)子代DNA分子。a鏈中的值等于b鏈中的值。 10．將一個(gè)不含放射性同位素32P標(biāo)記的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀，共含有m個(gè)堿基，其中有a個(gè)胸腺嘧啶)放在含有32P －胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，檢測(cè)到下圖Ⅰ、Ⅱ兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)測(cè)與分析，正確的是(　　) A．DNA第二次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ兩種類型，比例為1∶3 B．DNA復(fù)制后分配到兩個(gè)子細(xì)胞時(shí)，其上的基因遵循基因分離定律 C．復(fù)制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n－1)(m－a)/2 D．復(fù)制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n＋l－2條 答案　D 解析　由題可知，T＝a個(gè)，故C＝m/2－a個(gè)，DNA第二次復(fù)制，總的DNA有4個(gè)，其中Ⅰ類型的DNA有2個(gè)，Ⅱ類型的有2個(gè)，A錯(cuò)誤；基因的分離定律適用于真核生物，B錯(cuò)誤；復(fù)制n次，需要C的數(shù)目是(m/2－a)(2n－1)，C錯(cuò)誤；復(fù)制n次，脫氧核苷酸鏈有2n＋1條，不含放射性的有2條，故含有放射性的有2n＋1－2條，D正確。 11．DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出之后，人們又去探究DNA是如何傳遞遺傳信息的。當(dāng)時(shí)推測(cè)可能有如圖A所示的三種方式。1958年，Meselson和Stahl用密度梯度離心的方法，追蹤由15N標(biāo)記的DNA親代鏈的去向，實(shí)驗(yàn)過程是：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對(duì)照)，在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA均為15N－DNA(親代)，將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后離心得到如圖B所示的結(jié)果。請(qǐng)依據(jù)上述材料回答下列問題： (1)如果與對(duì)照相比，子代Ⅰ離心后能分出輕和重兩條密度帶，則說明DNA傳遞遺傳信息的方式是______________。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，則可以排除DNA傳遞遺傳信息的方式是____________。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，再繼續(xù)做子代Ⅱ的DNA密度鑒定： ①若子代Ⅱ離心后能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是____________。 ②若子代Ⅱ離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是____________。 (2)他們觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 梯度離心DNA浮力密度(g/mL)表 世代 實(shí)驗(yàn) 對(duì)照 親代 1.724 1.710 子代Ⅰ 1.717 1.710 子代Ⅱ () 1.717，() 1.710 1.710 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與當(dāng)初推測(cè)的DNA三種可能復(fù)制方式中的____________方式相吻合。 答案　(1)全保留復(fù)制　全保留復(fù)制?、侔氡Ａ魪?fù)制?、诜稚?fù)制　(2)半保留復(fù)制 解析　(1)由題意可知，如果子代Ⅰ離心后能分出輕和重兩條密度帶，可得出是全保留復(fù)制。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，肯定不可能是全保留復(fù)制，可能是半保留復(fù)制或分散復(fù)制。子代Ⅱ?yàn)榈诙螐?fù)制的產(chǎn)物，若是半保留復(fù)制會(huì)有中和輕密度帶；若是全保留復(fù)制會(huì)有重和輕密度帶。若子代Ⅱ能分出輕、中密度帶，可推知為半保留復(fù)制方式；若沒中、輕密度帶之分，則可能為分散復(fù)制。(2)分析表中的數(shù)據(jù)，子代Ⅰ為全中；子代Ⅱ?yàn)橹?、輕，可推測(cè)該復(fù)制方式為半保留復(fù)制。 12．如圖為DNA復(fù)制的圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)DNA復(fù)制發(fā)生在________________________________期。 (2)②過程稱為____________。 (3)③中的子鏈?zhǔn)莀___________。 (4)③過程必須遵循______________原則。 (5)子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA復(fù)制具有______________的特點(diǎn)。 (6)具有N個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子片段中，含有m個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。 ①該片段完成n次復(fù)制需要____________個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸。 ②該片段完成第n次復(fù)制需要____________個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸。 答案　(1)有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間 (2)解旋　(3)Ⅱ、Ⅲ　(4)堿基互補(bǔ)配對(duì)　(5)半保留復(fù)制　(6)①(2n－1)(N－m)?、?n－1(N－m) 13．將大腸桿菌置于含15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。這樣，后代大腸桿菌細(xì)胞中的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記。然后將被15N標(biāo)記的大腸桿菌作為親代轉(zhuǎn)到普通培養(yǎng)基中，繁殖兩代。親代、第一代、第二代大腸桿菌DNA的狀況如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)第一代大腸桿菌DNA儲(chǔ)存的遺傳信息與親代大腸桿菌DNA儲(chǔ)存的遺傳信息完全相同的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果將第二代大腸桿菌的DNA分子總量作為整體1，其中，帶有15N的第二代大腸桿菌DNA分子約占總量的________%。 (3)如果將第二代大腸桿菌的DNA單鏈總量作為整體1，其中第二代大腸桿菌的DNA中被15N標(biāo)記的DNA單鏈約占總量的________%。 答案　 (1)以親代15N標(biāo)記的DNA分子為模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成　(2)50　(3)25 解析　(1)DNA精確復(fù)制的原因：一是以含15N的親代DNA分子作模板，二是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(2)親代DNA為標(biāo)有15N的DNA，第一代DNA為雜合DNA分子(即一條鏈含15N，一條鏈含14N)，第二代以兩個(gè)雜合DNA為模板，以含14N的脫氧核苷酸為原料，共合成4個(gè)DNA，其中兩個(gè)完全標(biāo)有14N，兩個(gè)仍為雜合(即含15N)占總量的50%。(3)第二代4個(gè)DNA分子中，含15N的鏈有兩條，占總鏈的比例為2/8＝25%。 [真題體驗(yàn)] 14．(xx上海，4)某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是(　　) 答案　D 解析　因?yàn)镈NA復(fù)制為半保留復(fù)制，因此親本DNA的兩條鏈將進(jìn)入不同的子代DNA分子中，可見A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)榈诙螐?fù)制時(shí)得到的4個(gè)DNA分子中，都有一條DNA子鏈?zhǔn)窃诘诙螐?fù)制時(shí)形成的，而C項(xiàng)中只有兩個(gè)DNA分子中含第二次復(fù)制出的子鏈(黑色表示)，因此C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。 15．(xx山東，5改編)假設(shè)一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的噬菌體DNA由5 000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個(gè)噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個(gè)子代噬菌體。下列敘述正確的是(　　) A．該過程至少需要3105個(gè)鳥嘌呤脫氧核苷酸 B．噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等 C．含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49 D．含32P與含31P的子代噬菌體的比例為1∶49 答案　C 解析　噬菌體的DNA含有10 000個(gè)堿基，A＝T＝2 000，G＝C＝3 000。在噬菌體增殖的過程中，DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，100個(gè)子代噬菌體含有100個(gè)DNA，相當(dāng)于新合成了99個(gè)DNA，至少需要的鳥嘌呤(G)脫氧核苷酸是993 000＝297 000個(gè)，A錯(cuò)；含有32P的噬菌體共有2個(gè)，只含有31P的噬菌體共有98個(gè)，含31P的噬菌體共有100個(gè)，C對(duì)，D錯(cuò)。