3.3 DNA的复制-【新课程能力培养】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化学习手册（人教版2019）

（人教版）高 中 生 物 必 修 2 个氢键， A — T 之间有 2 个氢键， 故图中 ③ 代表碱基互 补配对形成的氢键有 3 个， C 正确； 原核细胞的遗传物 质是 DNA ， D 错误。 4. ABC 【解析】 若比值 b 等于 1 ， 说明 A+C=G+T ， 该 DNA 分子可能是双链， 也可能是单链， A 错误； 由 于两条链间 A 与 T 配对 ， G 与 C 配对 ， 因此在整个 DNA 分子中 （ A+T ） / （ G+C ）与分子内每一条链上的该比 例相同， 所以双链 DNA 分子的 2 条单链的比值 a 通常 相同， B 错误； 一般碱基序列不同的双链 DNA 分子其 （ A+T ） / （ G+C ）比值不同， 但在整个 DNA 分子中， 嘌呤 碱基之和 = 嘧啶碱基之和， 即（ A+C ） / （ G+T ）的比值一般 相同， C 错误； 根据碱基互补配对的规律， 整个 DNA 分子中 （ A+T ） / （ G+C ）与分子内每一条链上的该比例相 同 ， 若 2 条双链 DNA 的单链的比值 a 相同 ， 则 2 条 DNA 的比值 a 也相同， D 正确。 5. ABC 【解析】 图中 X 是磷酸基团， A 代表腺嘌 呤， A 错误； DNA 基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接 的， B 错误； 中间的脱氧核糖上连着两个磷酸和一个碱 基， 但最末端的只连一个磷酸， C 错误； DNA 双链中遵 循碱基互补配对原则， 嘌呤数和嘧啶数相等， D 正确。 6． （ 1 ） 8 脱氧核苷酸 （ 2 ） 5 脱氧核糖 6 磷 酸 （ 3 ） C 、 A 、 G 、 T （ 4 ） A — T 、 G — C DNA 分 子中的脱氧核糖和磷酸 碱基对的排列顺序 （ 5 ） 8 碱基 碱基对的排列顺序千变万化 7. （ 1 ） 不同的组织细胞来源于同一个受精卵的有丝分 裂 （ ２ ） 小麦 （ ３ ） １ （ ４ ） ４0％ （ ５ ） ３１.３％ 、 18.7% 【解析】 （ 1 ） 同一个体的不同组织细胞来源于同一 个受精卵的有丝分裂， 都含有相同的遗传物质， 因此猪 的不同组织细胞的 DNA 碱基比例大致相同。 （ 2 ） A 和 T 之间有 2 个氢键， 而 C 和 G 之间有 3 个氢键， 所以 C 和 G 的含量越高， 即 A+T C+G 的比值越低， DNA 的热稳定 性越强， 因此上述三种生物中 DNA 热稳定性最强的是小 麦。 （ 3 ） 双链 DNA 中， A 与 T 配对， G 与 C 配对， 且 A＝T 、 C＝G ， 因此小麦 DNA 中 A+G T+C ＝1 。 （ 4 ） 由题可知， A＝T＝30% ， 则 C＝G＝ （ 1－2×30% ） ÷2＝20% ， 则鸟嘌呤占 20% 。 若所有鸟嘌呤分布在一条链上， 则一条链上鸟嘌呤 含量的最大值可占此链碱基总数的 40% 。 （ 5 ） 若题图中 的双链 DNA 中， G＋C 之和占全部碱基的 35.8% ， 则 C＝ G＝17.9% ， A＝T＝32.1% 。 根据碱基互补配对原则， A＝ （ A 1 ＋ A 2 ） ÷2 ， 若一条链的 T 和 C 分别占该链碱基总数的 32.9% 和 17.1% ， 则它的互补链中 T 占该链碱基总数的 32.1%× 2－32.9%＝31.3% ， 同理， C 占该链碱基总数的 18.7% 。 8. （ 1 ） ① 腺嘌呤核糖核苷酸 ②RNA （ 2 ） ① 脱氧 核糖 胞嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链 ② 胸腺嘧啶 ③ 两 （或 2 ） 细胞核中 【解析】 （ 1 ） ① 由图分析知， 题图 1 中核苷酸中的 五碳糖是核糖、 碱基为腺嘌呤， 因此该核苷酸是腺嘌呤 核糖核苷酸； ② 腺嘌呤核糖核苷酸是 RNA （核糖核酸） 的基本组成原料之一。 （ 2 ） ① 由图分析， 该核苷酸链中 含有碱基 T ， 推测该核苷酸链属于构成 DNA 的脱氧核苷 酸链， 则图 2 中的 2 是脱氧核糖， 4 是胞嘧啶脱氧核苷 酸， 5 是脱氧核苷酸链； ② 图 2 中的脱氧核苷酸链与另一 种核酸 （ RNA ） 相比， 脱氧核苷酸链中特有的碱基是胸 腺嘧啶； ③ 由以上分析知， 图 2 所示的核苷酸链为构成 DNA 的脱氧核苷酸链， DNA 通常由 2 条图示的脱氧核苷 酸链构成一个分子， 在真核细胞中 DNA 主要分布在细胞 核 （在原核细胞中， DNA 主要分布在拟核 ）， 在线粒体 和叶绿体中也有少量分布。 第 3节 DNA的复制 学习手册 知识点一 对 DNA 分子复制的推测 知识梳理 2. 半保留 3. 氢键 碱基互补配对 氢键 4. 双链 教材拓展 提示： 关键需要通过实验区分亲代与子代 DNA 。 知识点二 DNA 半保留复制的实验证据 知识梳理 2. 大肠杆菌 3. 同位素标记 7. 半保留复制 知识点三 DNA 分子复制的过程 知识梳理 2. 间期 间期 4. 边解旋边复制 7. 遗传信息 8. 双螺旋结构 教材拓展 提示： 6 个； 这些错误产生的影响可能很大， 也可 能没有影响。 练习手册 基础练习 1. D 【解析】 因为 DNA 的复制为半保留复制， 因 此亲本 DNA 的两条链将分别进入不同的子代 DNA 分子 中， A 、 B 错误； 第二次复制时得到的 4 个 DNA 分子 中， 都有一条 DNA 子链是在第二次复制时形成的， 而 C 中只有两个 DNA 分子中含第二次复制出的子链 ( 黑 色表示 ) ， C 错误、 D 正确。 2. C 【解析】 该实验运用了密度梯度离心法和同位 素标记技术， 用 15 N 标记 DNA ， A 正确； 第一次分裂过 程中 DNA 分子只复制一次， 若结果为 ② ， 可以排除全 保留复制的学说， 因为全保留复制的为一个在上层， 一 个在下层， B 正确； 子二代 DNA 表明 DNA 分子复制二 64 参考答案与解析 次 ， 产生 4 个 DNA 分子 ， 其中 2 个都是 14 N ， 2 个为 15 N- 14 N ， 所以应为 ① ， C 错误； 亲代的 DNA 都是 15 N ， 放在 14 N 培养基中培养， 复制 1 次形成 2 个 DNA 分子， 一条含有 15 N ， 一条含有 14 N ， 加入解旋酶一段时间后双 链打开形成单链， 离心出现的结果应该是一半的 15 N 带 和一半的 14 N 带， 即 ① ， D 正确。 3. B 【解析】 复制后具有 15 N 的还是母链上的 750 个腺嘌呤， A 错误； 复制 4 次后共有 16 个 DNA 分子， 其中 2 个 DNA 分子含有 15 N ， 所以不含 15 N 的 DNA 分 子占 14/16＝7/8 ， C 错误； 由于 DNA 是半保留复制， 故 含 15 N 的 DNA 分子的两条链中， 一条链有 15 N ， 一条链 无 15 N ， D 错误。 4. C 【解析】 如果是全保留复制， 子一代 2 个 DNA 分子 ， 1 个只含有 14 N ， 1 个只含有 15 N ， 1/2 分布在轻 带， 1/2 分布在重带， A 正确； 如果是全保留复制， 子 二代 4 个 DNA 分子， 1 个只含有 14 N ， 3 个只含有 15 N ， 1/4 分布在轻带， 3/4 分布在重带， B 正确； 如果是半保 留复制， 子一代 2 个 DNA 分子， 都是一条链 14 N 一条链 15 N ， 都在中带， C 错误； 如果是半保留复制， 子二代 4 个 DNA 分子， 2 个是一条链 14 N 一条链 15 N 在中带， 2 个只含 15 N 在重带， D 正确。 5. B 【解析】 只含 14 N 的一个细菌， 转移到含重氮 15 N 的环境中培养复制一轮的时间， 由半保留复制特点 可知， 所形成的子代中每个 DNA 分子都是中间型； 再 复制一轮， 共形成 4 个 DNA 分子， 其中只有两个 DNA 分子是一条链含 15 N 、 另一条链含 14 N 标记 ， 另两个 DNA 分子两条链都含 15 N 标记， 即子代有 1/2 中带、 1/2 重带， 结合图示可知， B 正确。 6. D 【解析】 解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键， 使 DNA 双螺旋解开， 只有 D 项属于 DNA 上的碱基对。 7. C 【解析】 DNA 分子复制的正确顺序是： 解旋— 氢键断裂—通过碱基互补配对原则合成子链—子链与母 链盘绕成双螺旋， C 正确。 8. D 【解析 】 DNA 分子复制需要的条件 ： 模板 （ DNA 的两条链）、 原料 （脱氧核苷酸）、 酶 （解旋酶和 DNA 聚合酶） 和能量 （ ATP ）， A 正确； DNA 复制具有边 解旋边复制、 半保留复制等特点， B 正确； DNA 分子通过 自我复制， 将遗传信息从亲代传递给子代， 保持了遗传信 息的连续性， C 正确； 复制后的一对同源染色体中含有 4 条染色单体、 4 条 DNA ， 8 条脱氧核苷酸链， D 错误。 9. C 【解析】 多起点双向复制能保证 DNA 复制在短 时间内完成， 提高复制效率， A 正确； DNA 为半保留复 制， 每个子代 DNA 都有一条核苷酸链来自亲代， B 正 确； 复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的作用， 但是氢 键的形成不需要 DNA 聚合酶的作用， C 错误； 碱基对之 间严格的碱基互补配对原则， 保证遗传信息准确从亲代 DNA 传向子代 DNA ， D 正确。 10. A 【解析】 根据 rep 蛋白的功能可推断出， rep 蛋 白能破坏 A 与 T 、 C 与 G 之间形成的氢键 ， A 错误 ； DNA 结合蛋白缠绕在 DNA 单链上， 可防止单链重新形 成双链， B 正确。 提升练习 1. AC 【解析 】 DNA 分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有 200×3/10＝60 个。 该 DNA 分子连续复制 2 次， 需要游离 的腺嘌呤脱氧核苷酸为 3×60＝180 个， B 错误； 种类少 于 4 200 种， D 错误。 2. ABD 【解析】 方形表示的是含氮碱基， 有 A 、 T 、 G 、 C 四种， 没有 U ， A 错误； 磷酸二酯键是一个脱氧 核苷酸的脱氧核糖与另一个脱氧核糖核苷酸的磷酸脱去 1 分子水形成的， 不是两个脱氧核糖核苷酸的两个磷酸 基团形成， B 错误； 圆表示的是磷酸， 五边形表示的是 脱氧核糖 ， 在 DNA 单链中 ， 脱氧核苷酸之间通过 3 ， 5- 磷酸二酯键相连， 即别针应连接在一个核苷酸的 五边形和另一个核苷酸的圆上， 而不是两个圆之间， C 正确； DNA 分子的两条链是反向平行的， 若两个脱氧 核苷酸分别位于链的两侧， 两个模型方向相反， 而不能 相同， D 错误。 3. ACD 【解析】 由以上分析可以知道： a 和 d 的碱 基序列可以互补， b 和 c 的碱基序列可以互补， A 正确； a 和 c 的碱基序列相同， B 错误； 因为 a 与 b 的碱基序 列互补， 根据碱基互补配对原则， a 链中 （ A+T ） / （ G+C ） 的比值与 b 中的比值相同， C 正确； 因为 a 与 c 的碱基 序列相同， 所以 a 链中 （ A+T ） / （ G+C ） 的比值与 c 链中 同项比值相同， D 正确。 4. BC 【解析】 酶 ① 是解旋酶， 作用于氢键， 酶 ② 是 DNA 聚合酶， 催化脱氧核苷酸的连接， A 错误； 解旋酶 能使双链 DNA 解开， 并且需要消耗 ATP 提供的能量， C 正确； 新的子链与母链通过氢键形成一个新的 DNA 分子， D 错误。 5. BD 【解析】 该过程 DNA 复制了两次， 得到四个 DNA ， 每个 DNA 的胞嘧啶脱氧核苷酸 800 个， 所以共 消耗胞嘧啶脱氧核苷酸 （ 4-1 ） ×800=2400 个， A 错误； 若某双链 DNA 片段中， A 占 23% ， 则 T 占 23% ， C 与 G 共占 54% ， 根据碱基互补配对原则 C=G ， 所以 G 占 27% ， B 正确； 由于 DNA 复制是半保留复制， 所以具有 放射性的 DNA 分子的两条链中只有一条含有 15 N （放射 性）， C 错误； 亲代 DNA 有两条链均被标记， 又因为 DNA 复制属于半保留复制， 所以亲代的两条被标记的链分别 去到了两个子代 DNA 分子中， 所以复制完成后， 得到四 个 DNA 共 8 条链， 其中不含 15 N 的脱氧核苷酸链 6 条， 含有 15 N 的脱氧核苷酸链 2 条， 数量之比为 3 ∶1 ， D 正确。 6. （ 1 ） 脱氧核苷酸单链片段 腺嘌呤脱氧核苷酸 （ 2 ） 磷酸 脱氧核糖 （ 3 ） 氢键 （ 4 ） 140 420 能 量 解旋 DNA 聚合 16 【解析】 （ ４ ） 如果一个 DNA 片段有 200 个碱基对， 氢键共 540 个， 由于 C 和 G 之间有 3 个氢键， A 和 T 之间有 2 个氢键， 设 C 的含量为 x ， 则 3x＋2× （ 200－x ） ＝ 540 ， 解得胞嘧啶脱氧核苷酸有 140 个， 则腺嘌呤脱氧 65 （人教版）高 中 生 物 必 修 2 核苷酸有 60 个； 该 DNA 分子复制 3 次， 需要原料腺嘌 呤脱氧核苷酸数为 （ 2 3 －1 ） ×60＝420 （个）。 一个用 15 N 标 记的 DNA 分子， 放在 14 N 的环境中培养， 复制 4 次后， 根据 DNA 分子半保留复制的特点， 子代 DNA 分子都含 有 14 N ， 即含有 14 N 的 DNA 分子总数为 2 4 ＝16 （个）。 7. （ 1 ） 将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞， 从 而保持了遗传信息的连续性 （ 2 ） 全保留复制 全保 留复制 可以分出中、 轻两条密度带 分散复制 （ 3 ） 半保留复制 【解析】 （ 2 ） 若子代 Ⅰ 离心后能分辨出轻 （两条链 均被 14 N 标记） 和重 （两条链均被 15 N 标记 ) 两条密度 带， 则 DNA 分子的复制方式是全保留复制。 如果子代 Ⅰ 离心后只有 1 条中等密度带， 则不可能是全保留复 制， 可能是半保留复制或分散复制 （没有全轻和全重）。 若是半保留复制， 子代 Ⅱ 离心后能分出中、 轻两条密度 带， 且各占 1/2 ； 若是分散复制， 子代 DNA 离心后不能 分出中、 轻两条密度带。 （ 3 ） 分析图 B ， 子代 Ⅰ 都是 中等密度带， 子代 Ⅱ 中的中、 轻密度带各占 1/2 ， 这与 半保留复制的特点相吻合。 第 4节 基因通常是有遗传效应的 DNA片段 学习手册 知识点一 说明基因与 DNA 关系的实例 知识梳理 2. 片段 3. 遗传效应 教材拓展 提示： 染色体主要由 DNA 和蛋白质组成， 基因通 常是有遗传效应的 DNA 片段。 能说明其关系即可， 形 式不限。 知识点二 DNA 片段的遗传信息 知识梳理 1. 4 种碱基排列顺序之中 4 23 2. （ 1 ） 多样性 （ 2 ） 特异性 要点精析 变式训练 BCD 练习手册 基础练习 1. B 【解析】 每条染色体上的 DNA 分子数可以是 1 个或 2 个， A 错误； 每个 DNA 分子上可以有许多个基 因， C 错误； 基因也是双链结构， 基因在染色体上可以 成对存在， D 错误。 2. A 【解析】 此图为基因在染色体上呈线性排列 图示。 3. D 【解析】 基因是有遗传效应的核酸分子片段， 而核酸包括 DNA 和 RNA ， A 正确； 一个 DNA 片段上 可以有多个基因， D 错误。 4. A 【解析】 图中含有碱基 T 而不含有 U ， 据此可判 断该分子是 DNA 的某一片段， 而不是 RNA 的某一片段， A 正确， D 错误； 染色体主要由 DNA 和蛋白质组成， 图示 分子仅是 DNA 的某一片段， B 错误； 一个基因一般含有 成百上千个碱基， 图示不能代表一个基因分子， C 错误。 5. B 【解析】 真核生物的 DNA 分子主要分布在染色 体上， 少量分布在线粒体和叶绿体中， A 错误； 一条染 色体上有多个不同基因， 它们在染色体上呈线性排列， B 正确； 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段， C 错误； 染色体主要由 DNA 和蛋白质组成， 基本组成单位是脱 氧核苷酸、 氨基酸等， D 错误。 6. C 【解析】 具有 HMGIC 基因就可以变得肥胖， 该 基因缺陷鼠吃同样多的食物却不会肥胖， 说明该基因可 以控制相应的性状， 即具有遗传效应。 7. C 【解析】 DNA 分子的特异性是指其特定的碱基 排列顺序， 图中 ③ 为碱基。 8. A 【解析】 遗传信息是指 DNA 分子中有遗传效 应的脱氧核苷酸序列， A 正确； 核苷酸是组成核酸的基 本单位， 不能体现遗传信息， B 错误； 氨基酸是组成蛋 白质的基本单位， 蛋白质不是遗传物质， 氨基酸序列没 有遗传信息， C 错误； 脱氧核苷酸是组成 DNA 的基本 单位， 没有遗传信息， D 错误。 9. B 【解析】 遗传信息储存在 DNA 或 RNA 中， A 错 误； HIV 的遗传物质是 RNA ， 因此其遗传信息贮存在 RNA 分子中， B 正确； 不同生物的 DNA 具有不同的脱氧 核苷酸排列顺序， C 错误； 组成 DNA 的核苷酸只有 4 种， 但连成长链时， 其排列顺序是千变万化的， D 错误。 10. B 【解析】 对于绝大多数生物而言， 组成不同基 因的碱基种类均为 A 、 T 、 C 、 G ， A 错误； 不同基因的碱 基的排列顺序不同， 代表了不同的遗传信息， B 正确； 不 同基因的磷酸和脱氧核糖排列顺序相同， 二者交替链接， 构成了基因的基本骨架， C 错误； 不同基因的碱基配对方 式相同， 均是 A 与 T 配对， G 与 C 配对， D 错误。 提升练习 1. AC 【解析】 ④ 代表的物质是脱氧核苷酸， 而脱 氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息， A 错误； 不同生物 的 DNA 分子中 ④ 脱氧核苷酸的种类无特异性， 但是脱 氧核苷酸的排列顺序差异很大， B 正确； 双链 DNA 中 碱基遵循互补配对原则， 故嘌呤碱基的数量等于嘧啶碱 基的数量， C 错误； DNA 分子中 A 与 T 碱基对含量越 高， 其结构稳定性越低， G 与 C 碱基对含量越高， 其结 构越稳定， D 正确。 2. D 【解析】 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段， 不都位于染色体上， 细胞质中也有基因， A 错误； 基因 可发生变异， B 错误； RNA 病毒也有基因， C 错误。 3. BD 【解析】 基因通常是具有遗传效应的 DNA 片 段， A 正确； 等位基因是位于一对同源染色体上相同位 置上控制一对相对性状的基因， 所以等位基因位于不同 的 DNA 分子上， B 错误； 对于部分病毒而言， 基因是 66 学 第 3章 基因的本质 第 3节 DNA的复制 核 心 素 养 1. 基于对 DNA 半保留复制机制的理解， 进 一步形成结构与功能相适应的观念。 （生 命观念） 2. 阐明运用假说—演绎法进行科学探究的基 本思路。 （科学探究） 知识点一 对 DNA 分子复制的推测 知 识 梳 理 1. 推测者： 沃森和克里克 沃森和克里克在发表 DNA 双螺旋结构 的那篇著名的短文结尾处写道： “值得注意 的是， 我们提出的这种碱基特异性配对的方 式， 暗示着遗传物质进行复制的一种可能的 机制。” 2. 复制方式推测： DNA 分子复制方式为 复制。 3. 复制过程推测： DNA 复制时， DNA 双螺 旋解开， 互补碱基之间的 断裂， 解开的两条单链分别作为复制的模板， 游 离的脱氧核苷酸根据 原则， 通 过形成 ， 结合到作为模板的单 链上。 4. DNA 复制的其他推测： 这一假说提出后， 也有人持不同观点， 如全保留复制： DNA 复制以 DNA 为模板， 子代的双 链都是新合成的。 教 材 拓 展 区分 DNA 的复制方式究竟是半保留复 制还是全保留复制， 关键是什么？ 要 点 精 析 若为半保留复制， 则每个子代 DNA 应 由一条母链和一条新合成的子链构成。 例 1 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 ， 若 DNA 分子的复制方式为半保留复制， 该亲 本双链 DNA 分子连续复制两次后的产物如 下图 （ ） 答案： D 解析： DNA 复制一次， 由 1 变 2 ， 复制两次 由 2 变 4 。 若为半保留复制， 第 2 次复制时 生成的每个子代 DNA 都应含有 1 条黑色链， 再由于亲代 DNA 只有两条链， 最终只能分 给两个子代， 所以 D 正确。 知识点二 DNA 半保留复制的实验证据 知 识 梳 理 1. 实验者： 美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。 A B C D 51 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 2. 实验材料： 。 3. 实验方法： 法和离心技术。 4. 实验原理 ： 含 15 N 的双链 DNA 密度大 ， 含 14 N 的双链 DNA 密度小 ， 一条链含 14 N 、 一条链含 15 N 的双链 DNA 密度居中。 5. 实验过程及现象： 6. 实验结果： 繁殖一代后取出， 提取 DNA→ 离心 → 全部中带。 繁殖两代后取出， 提取 DNA→ 离心 →1/2 轻带、 1/2 中带。 7. 实验结论： DNA 的复制方式是 。 要 点 精 析 能证明 DNA 半保留复制的关键是子一代。 如果 DNA 是全保留复制或其他假说的 复制方式， 子一代不可能出现 1/2 轻带， 1/2 中带。 例 2 细菌在含 15 N 的培养基中繁殖数代后， 使细菌的 DNA 皆含有 15 N ， 然后再移入含 14 N 的培养基中培养， 提取其子代的 DNA 进 行梯度离心， 下图 ①～⑤ 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 ② B. 第二次分裂的子代 DNA 应为 ① C. 第三次分裂的子代 DNA 应为 ③ D. 亲代的 DNA 应为 ④ 答案： D 解析： 子一代 DNA 表明 DNA 分子只复制 一次 ， 都是 15 N/ 14 N ， 所以应为 ② ， A 正 确 ； 子二代 DNA 表明 DNA 分子复制二 次 ， 产 生 4 个 DNA 分 子 ， 其 中 2 个 是 14 N/ 14 N ， 2 个为 15 N/ 14 N ， 所以应为 ① ， B 正确； 子三代 DNA 表明 DNA 分子复制三 次 ， 产 生 8 个 DNA 分 子 ， 其 中 6 个 是 14 N/ 14 N ， 2 个为 15 N/ 14 N ， 所以应为 ③ ， C 正确 ； 亲代的 DNA 都是 15 N/ 15 N ， 所以应 为 ⑤ ， D 错误。 知识点三 DNA 分子复制的过程 知 识 梳 理 1. 概念： 以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程。 2. 时间： 细胞有丝分裂前的 或减数 第一次分裂前的 。 3. 图解 转入含 14 N 的培养液中 轻带 中带 重带 提取 DNA ，进行 密度梯度离心 （ a ） （ b ） （c ） 大肠杆菌在含有 15 N 的培养 液中生长若干代， 使 DNA 双链充分标记 （ a ）立即取出 （ b ）繁殖一代后取出 （ c ）繁殖两代后取出 14 N/ 14 N 15 N/ 14 N 15 N/ 15 N ⑤③① ② ④ 52 学 第 3章 基因的本质 4. 特点： 。 5. 方式： 半保留复制。 6. 结果： 形成两个完全相同的 DNA 分子。 7. 意义： DNA 分子通过复制， 将遗传信息 从亲代传给了子代， 从而保持了 的连续性。 8. 保障： DNA 具有独特的 ， 为复制提供了精确的模板； 通过碱基互补 配对， 保证了复制能够准确地进行。 教 材 拓 展 虽然 DNA 复制通过碱基互补配对在很 大程度上保证了复制的准确性， 但是， DNA 平均每复制 10 9 个碱基对， 就会产生 1 个错 误。 请根据这一数据计算， 约有 31.6 亿个 碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个 错误？ 这些错误可能产生什么影响？ 要 点 精 析 1. 细胞生物中凡存在 DNA 分子的场所均可 进行 DNA 分子的复制， 其场所除细胞核 外， 还包括叶绿体、 线粒体、 原核细胞的 拟核及细胞质中 （质粒）。 2. DNA 复制中消耗的脱氧核苷酸数 （ 1 ） 若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷 酸 m 个， 则经过 n 次复制需要消耗游 离的该脱氧核苷酸数为 m× （ 2 n －1 ） 个。 （ 2 ） 若进行第 n 次复制， 需该脱氧核苷酸 数 ＝2 n 个 DNA 分子中该脱氧核苷酸数 － 2 n－1 个 DNA 分子中该脱氧核苷酸数 ＝2 n · m－m · 2 n－1 ＝m ·（ 2 n －2 n－1 ） ＝m · 2 n－1 。 例 3 假如某大肠杆菌的 DNA 分子用 15 N 标 记后其相对分子质量为 a ， 用 14 N 标记后其 相对分子质量为 b 。 现将用 15 N 标记后的大 肠杆菌， 培养在含有 14 N 的培养基中， 则子 一代、 子二代的 DNA 分子平均相对分子质 量分别为 （ ） A. （ a＋b ） /2 ； （ a＋3b ） /4 B. a＋b ； a＋3b C. （ a＋b ） /2 ； （ a＋b ） /2 D. a＋b ； （ a＋b ） /3 答案： A 解析： 在子一代的两个 DNA 分子中， 都是 一条单链含有 14 N ， 一条单链含有 15 N ， 所以 每个 DNA 分子的平均相对分子质量为 （ a＋ b ） /2 ； 在子二代的四个 DNA 分子中， 有两 个只含有 14 N ， 另两个是一条单链含有 15 N 、 一条单链含有 14 N ， 所以平均相对分子质量 为 ［（ a＋b ） ＋2b ］ /4＝ （ a＋3b ） /4 。 DNA 聚合酶 亲代 DNA DNA 聚合酶 母链 子链 子链 需要细胞提供能量 需要解旋酶的作用 结果： 把两条螺旋的双链解开 模板： 解开后的两条母链 原料： 游离的四种脱氧核苷酸 酶： DNA 聚合酶等 原则： 碱基互补配对原则 重新螺旋： 每一条新链与其对应 的模板链盘绕成双螺 旋结构 解旋 合成 子链 53