第3章 第3节 DNA的复制-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化 创新导学案课件PPT（人教版2019 单选版）

　　　　　　　　　　　　　 第3章　基因的本质 第3节　DNA的复制 一阶段 1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。2.通过对DNA半保留复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。3.概述DNA复制的条件、过程和特点。 2 目录 CONTENTS 02 知识框架构建 04 课时作业 01 知识自主梳理 03 重点难点突破 01 知识自主梳理 一读·课本夯实基础 知识点一　对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 1．对DNA复制的推测 半保留 ______复制 提出者 __________________ 内容 ①解旋 DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的______断裂 ②复制 解开的两条____________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 ③结果 新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的____________，因此，这种复制方式称作半保留复制 模型 沃森和克里克 氢键 单链 碱基互补配对 氢键 一条链 知识自主梳理 5 全保留复制 内容 DNA复制以___________为模板，子代DNA的双链都是_________的 模型 DNA双链 新合成 知识自主梳理 6 方法 假说—演绎法 技术 ____________技术和离心技术 原理 含15N的双链DNA密度____，含14N的双链DNA密度_____，一条链含14N、另一条链含15N的双链DNA密度________ 假设 DNA以_________的方式复制 过程 ①用含___________的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是____标记的。 ②将大肠杆菌转移到含有________的普通培养液中。 ③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA。 ④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置 2.DNA半保留复制的实验证据 同位素标记 大 小 居中 半保留 15NH4Cl 15N 14NH4Cl 知识自主梳理 7 预期 15N/14N -DNA 14N/14N -DNA 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 15N/14N-DNA 知识自主梳理 8 结果 ①亲代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中只出现了_____条DNA带，位置靠近试管_____部。 ②第一代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中只出现了____条DNA带，位置______。 ③第二代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中出现了____条DNA带，一条带位置_______，另一条带的位置更靠_____ 结论 DNA的复制是以________的方式进行的 一 底 一 居中 两 居中 上 半保留 知识自主梳理 9 概念 以____________为模板合成____________的过程 发生时间 细胞分裂前的________，随着_________________而完成 场所 真核生物 主要在_________内，________和_______中也可以进行 原核生物 主要在________中 DNA病毒 活的宿主细胞内 知识点二　DNA复制的过程 亲代DNA 子代DNA 间期 染色体的复制 细胞核 线粒体 叶绿体 拟核 知识自主梳理 10 复制 过程 结果 形成两个____________的DNA分子 能量 解旋酶 母链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 碱基互补配对 双螺旋结构 完全相同 知识自主梳理 11 特点 (1)边_________边复制。(2)___________复制 基本条件 ___________、能量、原料、_____等 准确复制 的原因 (1)DNA独特的_____________结构，为复制提供了精确的模板。 (2)通过___________________，保证了复制能够准确地进行 意义 DNA通过复制，将_____________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的______________ 解旋 半保留 模板 双螺旋 碱基互补配对 遗传信息 酶 连续性 知识自主梳理 12 知识点三　DNA复制相关计算　 DNA复制为半保留复制，若将双链被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中扩增，复制n(n≥1)次，其结果如下： 1．子代DNA_____个 2n 2 0 2n 2n-2 知识自主梳理 13 2n＋1 2 2n＋1-2 m×(2n－1) m×2n－1 知识自主梳理 14 1．(P55旁栏思考)判断：亲代大肠杆菌复制一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了全保留复制的方式。(　　) 2．(P56拓展应用2)填空：果蝇DNA的电镜照片中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分，果蝇DNA形成多个复制泡说明果蝇的DNA有________个复制起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此________DNA复制的速率，为__________做好物质准备。 多 √ 加快 细胞分裂 知识自主梳理 15 知识框架构建 再读·课本整体感知 02 知识框架构建 17 DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA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，保证了复制能够准确地进行。(课本P56) 练习　(1)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。(　　) (2)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同。(　　) × × 知识框架构建 18 重点难点突破 三读·课本质疑疑难 03 重难一　运用假说—演绎法探究DNA的复制方式 1．提出问题：DNA以什么方式复制？ 2．作出假设：DNA以半保留方式复制。 3．演绎推理(预期实验结果) 4.实验验证 实验结果与预期结果一致。 5．实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 预期结果 条带数量 在试管中位置 DNA含N情况 亲代 1 靠近试管底部 15N/15N—DNA 第一代 1 位置居中 15N14N—DNA 第二代 2 一条带位置居中，一条带位置靠上 15N/14N—DNA、 14N/14N—DNA 重点难点突破 20 [例1]　将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行离心。下列相关说法中，不正确的是(　　) A．细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层 B．细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层 C．细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层 D．该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制 重点难点突破 21 解题分析：细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。 重点难点突破 22 [例2]　下列关于DNA半保留复制的实验，说法错误的是(　　) A．15N标记的是DNA的五碳糖 B．半保留复制的结果是子代DNA各自含有亲代DNA的一条母链 C．复制过程中有氢键的断裂和形成过程 D．子一代的结果就可以区分是全保留复制还是半保留复制 解题分析：复制过程中解旋时氢键会断裂，形成子代DNA过程中碱基互补配对又形成氢键，C正确；子一代的结果就可以区分是全保留复制还是半保留复制，如果是全保留复制，子一代不会出现位置居中的条带，D正确。 重点难点突破 23 重难二　DNA复制的过程及相关计算 1．DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物。 2．真核生物的多起点双向复制 多起点复制提高了复制的效率。在复制速率 相同的前提下，真核生物细胞的复制泡大小不一， 原因是它们的复制起始时间有先后，上图中DNA是 从其最右边开始复制的。 重点难点突破 24 3．有关DNA复制相关计算的两个注意点 (1)分析被标记物质所占的比例时，应注意求的是DNA数，还是脱氧核苷酸链数；看准是“含”还是“只含”；还应注意培养液中化学元素的不同。 (2)在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。 重点难点突破 25 [例3]　右图表示DNA复制的过程，结合 图示分析，下列有关叙述错误的是(　　) A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏 DNA双链之间的氢键，使两条链解开 B．DNA的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反 C．从图示可知，DNA具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间 D．DNA的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 重点难点突破 26 解题分析：复制过程首先需要解旋，解旋酶断开氢键，解开螺旋，形成两条模板链，A正确；DNA复制从起点开始双向复制，生成的两条子链的方向相反，B正确；虽然DNA具有多起点复制的特点，但图中所示每条链只沿一个起点在复制，C错误。 重点难点突破 27 [例4]　如图表示DNA复制过程示意图，①代表参与DNA复制过程的一种酶，②③④分别代表一条链，a和b为经复制得到的两个DNA。下列叙述错误的是(　　) A．①是解旋酶，其参与的过程会消耗能量 B．两条子链的延伸方向都是从5′端到3′端 C．图中③链上的碱基排列顺序一般和④链相同 D．a和b在减数分裂Ⅰ末期分别进入两个子细胞 重点难点突破 28 解题分析：①是解旋酶，其作用是使碱基对之间的氢键断裂，DNA的解旋过程消耗能量，A正确；DNA复制过程中，两条子链的延伸方向都是从5′端到3′端，B正确；图中③链是以②链为模板生成的子链，其碱基排列顺序一般和②链的互补链④链相同，C正确；a和b分布于一条染色体的两条姐妹染色单体上，而减数分裂过程中姐妹染色单体的分离发生在减数分裂Ⅱ的后期，在减数分裂Ⅱ的末期，由这两条染色单体分开得到的两条染色体分别进入两个子细胞，D错误。 重点难点突破 29 [例5]　用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，该DNA分子中有胞嘧啶60个。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，其结果可能是(　　) A．含有14N的DNA分子占100% B．复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C．含15N的脱氧核苷酸链占总链数的1/8 D．子代DNA分子中嘌呤数与嘧啶数之比是2∶3 重点难点突破 30 解题分析：含15N标记的DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，得到24＝16(个)DNA分子，由DNA分子的半保留复制，可知其中含14N的DNA分子占100%，含15N的脱氧核苷酸链有2条，占总链数的1/16，A正确，C错误；根据已知条件，可知每个DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸(100×2－60×2)÷2＝40(个)，则复制过程中需消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为40×(24－1)＝600(个)，B错误；每个DNA分子中的嘌呤数和嘧啶数相等，两者之比是1∶1，D错误。 重点难点突破 31 重难三　DNA复制与细胞分裂 1．有丝分裂中染色体的标记情况 用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放 到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如 图所示(以一对同源染色体为例)： 由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA；第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N，即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 重点难点突破 32 2．减数分裂中染色体的标记情况 用15N标记细胞的DNA分子，然后将其 放到含14N的培养液中进行正常减数分裂， 情况如图所示(以一对同源染色体为例)： 由图可以看出，在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N－DNA，子细胞的所有染色体都含15N。 重点难点突破 33 [例6]　将用3H标记DNA分子双链的蚕豆(2n＝12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂至第三次分裂中期。根据图示，判断该细胞中染色体的标记情况最可能是(　　) A．12个b B．6个a，6个b C．6个b，6个c D．b＋c＝12个，但b和c数目不确定 重点难点突破 34 解题分析：在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有1条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性，在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成的两条染色体随机移向细胞两极，即第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有1条染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和一定为12。 重点难点突破 35 [例7]　某科研人员用32P标记雄果蝇精原细胞中的X和Y染色体，使其相继完成一次有丝分裂和一次减数分裂。不考虑变异，下列有关叙述错误的是(　　) A．有丝分裂中期和后期含有32P标记的染色体数目相等 B．有丝分裂形成的两个子细胞中均含有32P标记的X和Y染色体 C．减数分裂Ⅰ中含有32P标记染色体数目是减数分裂Ⅱ的2倍 D．减数分裂Ⅱ形成的精细胞中可能不含有32P标记的染色体 重点难点突破 36 解题分析：有丝分裂前的间期，DNA分子进行一次半保留复制，使每条染色体上的染色单体都含有32P标记，有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，因此有丝分裂后期含有32P标记的染色体数目为有丝分裂中期的2倍，A错误；有丝分裂形成的两个子细胞中均含有32P标记的X和Y染色体，且只有DNA的一条链含有32P标记，B正确；减数分裂前的间期DNA分子进行复制，每条染色体上只有一条染色单体含有32P标记，且具有标记的染色单体上的DNA分子中只有一条链含有32P标记，结合减数分裂的过程可知，减数分裂Ⅰ的后期，同源染色体分开，分到两个细胞，因此减数分裂Ⅰ中含有32P标记的染色体数目是减数分裂Ⅱ的2倍，C正确；减数分裂Ⅱ中期，每条染色体上只有一条染色单体含有32P标记，另一条染色单体不含有32P标记，后期着丝粒分裂，子染色体随机移向细胞两极，故减数分裂Ⅱ形成的精细胞中可能不含有32P标记的染色体，D正确。 重点难点突破 37 课时作业 04 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 题点 对DNA复制的推测 DNA半保留复制的实验证据 DNA半保留复制的实验证据 DNA复制的过程 DNA复制的过程 DNA复制的过程 DNA复制相关计算 DNA复制相关计算 题号 9 10 11 12 13 14 15 16 难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★ ★★★ 题点 DNA半保留复制的实验证据、DNA复制的过程 DNA复制的过程 DNA复制的过程 DNA复制的结果 DNA复制相关计算 DNA复制与细胞分裂 DNA复制相关计算 DNA复制相关计算、DNA复制与细胞分裂 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 39 [基础对点] 知识点一　对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 1.如图表示早期科学家对DNA复制方式的两种推测。 据图不能作出的推断是(　　) A．全保留复制是指两个子代DNA中，一个DNA含 两条母链，一个DNA含两条全新的子链 B．半保留复制是指新合成的每个DNA分子中，都 保留了原来DNA分子中的一条链 C．DNA每复制一次，会使子代DNA的数目增加一倍 D．DNA的复制过程是边解旋边复制 解析：由图无法得出DNA复制是边解旋边复制的这一结论，D符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 40 2．探究DNA复制的方式采用了假说—演绎法，下列说法不正确的是(　　) A．提出假说：DNA复制是半保留复制 B．演绎推理：亲代为15N/15N－DNA，密度最大，应位于试管底部；子一代为15N/14N－DNA，密度居中，应位于试管中部；子二代为15N/14N－DNA和14N/14N－DNA，密度分别居中、最小，应位于试管中部和上部 C．实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的 D．演绎推理的过程即实验验证过程 解析：演绎推理过程是根据假说进行演绎推理，推出预测的结果。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 41 3．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，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　) 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 42 知识点二　DNA复制的过程 4.下图为真核生物染色体DNA复制过程的示意图，有关叙述不正确的是(　　) A．DNA分子复制的方式是半保留复制 B．图中所示过程主要在细胞质中进行 C．图中①代表解旋酶 D．DNA复制过程遵循碱基互补配对原则 解析：真核生物的DNA复制过程主要在细胞核进行，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 43 5．下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　) A．复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期 B．子链的合成过程不需要能量供应 C．DNA每条链的5′端是羟基末端 D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 解析：子链的合成过程需要消耗能量，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 44 6．如图为果蝇DNA的电镜照片，图中箭头所指的泡状结构为DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。下列分析错误的是(　　) A．一个DNA分子上有多个复制起点 B．复制时先全部解旋，再进行半保留复制 C．一个DNA分子上出现多个复制泡可提高复制效率 D．DNA复制需要模板、原料、能量和酶等条件 解析：题图中一个DNA分子上有多个复制泡，故推测一个DNA分子上有多个复制起点，A正确；DNA分子复制的特点是边解旋边复制，B错误；DNA复制需要模板(DNA的两条链)、原料(4种脱氧核苷酸)、能量和酶(解旋酶和DNA聚合酶等)等条件，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 45 知识点三　DNA复制相关计算 7.某一DNA中，A为200个，复制数次后消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个，该DNA已经复制了几次(　　) A．4次 B．3次 C．5次 D．6次 解析：某DNA中含有腺嘌呤是200，复制n次后消耗腺嘌呤脱氧核苷酸3000个，则有关系式200×(2n－1)＝3000，解得n＝4。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 46 解析：由题意可知，该DNA分子区段含有60个胞嘧啶脱氧核苷酸，根据DNA半保留复制的特点，如果该DNA连续复制两次，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目＝(22－1)×60＝180个。 8．含有100个碱基对的一个DNA片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制2次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸(　　) A．120个 B．180个 C．80个 D．240个 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 47 9．科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下所示的实验(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 48 (1)实验一、实验二的作用是________。 (2)从结果C、D看，DNA复制具有____________的特点。根据这一特点，理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为________。如果结果C、D、E都与结果G相同，则说明DNA复制________(填“具有”或“不具有”)该特点。 (3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要__________等条件。 (4)若对结果C中的DNA分子先用解旋酶处理，再离心，结果为F，请在图中画出。 对照 半保留复制 100% 不具有 酶、能量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 49 解析： (1)实验一和实验二的作用是作为实验三的对照。 (2)由于结果C中的DNA全为中链，而结果D中的DNA一部分为轻链、一部分为中链，说明DNA分子复制的特点是半保留复制。由于DNA复制是半保留复制，所需原料都来自培养基，而培养基是含有14N的培养基，所以结果E中的DNA分子都含有14N。如果结果C、D、E都与结果G相同，说明有一部分DNA分子两条链都是15N，则DNA复制不符合半保留复制的特点。 (3)DNA复制的条件有模板(DNA的两条链)、能量(可由ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)等。 (4)结果C中的DNA分子1条链含14N，1条链含15N，用解旋酶处理并离心后得到两条条带，分别处于轻链和重链位置，图见答案。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 50 10．如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题： (1)图中甲有________种碱基，有________个游离的磷酸基团。从主链上看，两条单链的方向_________，从碱基关系上看，两条单链__________。 4 2 反向平行 互补配对 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 51 (2)图乙的DNA分子复制过程中保证DNA分子复制精确无误的关键是_______________。 (3)若图乙的该DNA分子含有48502个碱基对，而子链延伸的速度为105个碱基对/min，则此DNA分子完成复制约需要30 s，而实际只需要16 s，根据题图分析，这是因为________________；由图可知，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______________。 碱基互补配对 多起点同时进行 边解旋边复制 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 52 [能力提升] 11．rep蛋白在某DNA复制过程中具有解旋的功能。如图为某DNA分子复制过程示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．rep蛋白解旋断开了A与C、T与G之间 形成的氢键 B．DNA结合蛋白可防止DNA单链重新形 成双链 C．图示体现了DNA复制中边解旋边复制和半保留复制的特点 D．正常情况下，复制形成的两个DNA分子完全相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 53 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结合蛋白结合在DNA单链上，可防止单链重新形成双链，B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 54 12．双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为－GTACATACGTA－的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有(　　) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 55 解析：根据碱基互补配对原则，单链模板序列为－GTACATACGTA－，其合成的子链为－CATGTATGCAT－。因为双脱氧核苷酸能使子链延伸终止，所以在胸腺嘧啶双脱氧核苷酸存在时，能形成CAT/GT/AT/GCAT/(“/”表示子链延伸终止处)，由此可见，可以形成4种不同长度的子链。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 56 13．一个15N标记的、含1000个碱基对的DNA分子片段，其中一条链中T＋A占40%，若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次，相关叙述错误的是(　　) A．该DNA分子的另一条链中T＋A占60% B．该DNA分子中含有A的数目为400 C．该DNA分子第3次复制时需要消耗2400个G D．经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为100% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 57 解析： DNA分子片段的一条链中A＋T占40%，根据碱基互补配对原则，另一条链中A＋T也占40%，A错误；在整个DNA片段中，A＋T所占的比例为40%，A与T数量相等，所以该DNA分子中A的数目为1000×2×20%＝400，B正确；因为在整个DNA分子片段中，A＋T所占比例为40%，所以G＋C所占比例为1－40%＝60%，由于G与C相等，所以在整个DNA片段中C与G的数目均为1000×2×30%＝600，该DNA分子第三次复制时需要消耗(23－22)×600＝2400个G，C正确；因为DNA分子的复制方式是半保留复制，所以经三次复制后，子代DNA分子中都含有14N，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 58 14．洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是(　　) A．第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期 B．第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记 C．第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记 D．一个细胞完成两个细胞周期后，产生的含3H的子细胞数为1或2或3或4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 59 解析：第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制，发生在细胞周期的分裂间期，A错误；第一个细胞周期后，每个DNA分子都含有放射性，因此每个子细胞中的染色体都被标记，B错误；第一个细胞周期后，DNA一条链有放射性，一条链没有；第二个细胞周期中，间期DNA半保留复制，因此第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记，后期时着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成的子染色体移向细胞两极，形成的子细胞可能2个都含3H，或1个含3H，1个不含3H，所以一个细胞完成两个细胞周期后，产生的含3H的子细胞数为2或3或4，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 60 15．在氮源分别为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分别为14N/14N－DNA(拟核DNA相对分子质量为a)和15N/15N－DNA(拟核DNA相对分子质量为b)。将一个15N标记的亲代大肠杆菌(15N/15N－DNA)转移到含14N的培养基上，让其连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列关于此实验的叙述，不正确的是(　　) A．Ⅰ代大肠杆菌DNA分子中 一条链含14N，另一条链含15N B．Ⅱ代大肠杆菌含15N的DNA 分子占全部DNA分子的1/4 C．预计Ⅲ代大肠杆菌拟核DNA分子的平均相对分子质量为(7a＋b)/8 D．上述实验结果证明DNA的复制方式为半保留复制 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 61 解析：亲代大肠杆菌DNA分子中2条链都含15N，在含14N的培养基上繁殖一代，Ⅰ代大肠杆菌DNA分子中一条链含14N，另一条链含15N，A正确；根据半保留复制特点，Ⅱ代大肠杆菌含15N的DNA分子有2个，占全部DNA分子(4个)的1/2，B错误；由于两条链含有14N的DNA分子的相对分子质量为a，则每条14N链的相对分子质量为a/2，两条链含有15N的DNA分子的相对分子质量为b，则每条15N链相对分子质量为b/2；亲代大肠杆菌DNA分子中2条链都含15N，将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖三代，共得到8个DNA分子，这8个DNA分子共16条链，其中有2条是含有15N的，14条是含有14N的，因此每个DNA的平均相对分子质量为(2×b/2＋14×a/2)/8＝(7a＋b)/8，C正确；由实验Ⅰ代的结果(DNA带为全中带)和Ⅱ代的结果(一半中带、一半轻带)，可证明DNA的复制方式为半保留复制，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 62 (1)图1 a中A、B共有的元素是____________，e和f体内的④总共有____种。 (2)赫尔希和蔡斯用实验证明DNA是噬菌体的遗传物质时用了图1中哪种病毒？________。其实验设计思路是设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察它们各自的作用，为实现该设计思路，他们分别标记了图1 A、B中的________(用图中数字表示)部位。 16．图1为两种病毒(核酸不同)的物质组成；图2为某一卵原细胞及其细胞内一对同源染色体中的两个DNA分子，其放射性标记如图中所示。 请据图回答： C、H、O、N 5 病毒e ②① 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 63 (3)若将图2细胞放在只含有32P的培养液中，让其只进行减数分裂。假设该细胞内只有这两个DNA，且每个DNA分子均含有m个碱基，其中细胞内碱基T共占15%，则： ①该细胞在形成卵细胞过程中共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为________。 ②依照图2请在下面框中画出该卵原细胞产生的卵细胞及其DNA放射性标记情况。 0.7m 答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 64 解析： (1)图1中A为核苷酸，含有的元素有C、H、O、N、P，B为氨基酸，含有的元素有C、H、O、N，有的含有S，两者共有的元素有C、H、O、N；病毒e为DNA病毒，病毒f为RNA病毒，DNA与RNA共含有5种碱基，分别为A、T、C、G、U。 (2)赫尔希和蔡斯用实验证明DNA是T2噬菌体的遗传物质时，用的是T2噬菌体即DNA病毒，为图1中的病毒e，利用的是放射性同位素标记法，分别标记图1 A中的P和B中的S，即②①部位。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 65 (3)①每个DNA分子均含有m个碱基，细胞内碱基T共占15%，则两个DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸数为(50%－15%)×2m＝70%m，根据DNA半保留复制的特点，该细胞在形成卵细胞过程中DNA复制一次，所需的鸟嘌呤脱氧核苷酸数＝0.7m。②DNA的复制为半保留复制，以含32P的核苷酸为原料进行复制，复制形成的一条染色体的两个染色单体的2条DNA链均含32P，一条染色体的两个染色单体中均为一条DNA链含31P，一条DNA链含32P，在减数分裂Ⅰ后期时同源染色体分离，再经减数分裂Ⅱ形成的卵细胞中的一个DNA分子可能只含有32P，也可能同时含31P和32P。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 66 　　　　　　　　　　　　　 R eq \b\lc\{\rc(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(含15N的DNA：_________个,只含15N的DNA：________个,含14N的DNA：_________个,只含14N的DNA：________))) 2．脱氧核苷酸链共__________条 eq \b\lc\{\rc(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(含15N的脱氧核苷酸链：______条,含14N的脱氧核苷酸链：__________条))) 3．消耗的脱氧核苷酸数 (1)若一亲代DNA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为______________个。 (2)若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为__________个。 实验一：细菌eq \o(――――→,\s\up15(14N培养基))破碎细菌细胞提取DNAeq \o(――→,\s\up15(离心))结果A 实验二：细菌eq \o(――――→,\s\up15(15N培养基))破碎细菌细胞提取DNAeq \o(――→,\s\up15(离心))结果B 实验三： $$