第3章 第3节 DNA的复制-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化学习手册（人教版）

N 高中生物学必修2（人教版） a链 b链 A.a链从左向右的碱基排列顺序和b链从右 向左的碱基排列顺序相同 B.C代表氢键，碱基鸟嘌岭与腺嘌呤配对、 胸腺嘧啶与胞嘧啶配对 C.d处小球代表脱氧核糖，它和磷酸交替连 接构成DNA分子的基本骨架 D.该模型中两个游离的磷酸基团都与五碳 糖3'端的C原子相连 答案：C 解析：a链从左向右的碱基排列顺序和b链 从右向左的碱基排列顺序不相同，A错误； 图中的c可以连接碱基对，代表氢键，碱基 鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，胸腺嘧 啶(T)与腺嘌呤(A)配对，B错误；d处 第3节D 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.阐明运用假说一演绎法进行科学探究的基 本思路。（科学探究） (50)学 小球代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接，排 列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，C 正确；DNA分子的两个游离的磷酸基团在 两条链的两端，都与五碳糖5'端的C原子 相连，D错误。 B变式训练 下列关于DNA结构模型构建的叙述， 错误的是() A.查哥夫提供的信息为模型的构建提供了 重要依据 B.根据DNA衍射图谱，沃森和克里克推算 出DNA分子呈螺旋结构 C.沃森和克里克在最初构建的双螺旋结构 中，认为磷酸和脱氧核糖排列在外部， 碱基排列在内部，且A与T配对，G与 C配对 D.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连 接而成的 NA的复制 川知识点一对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，其关键是什么？ 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是 下图中的() 第3章基因的本质。 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， 由于亲代DNA只有两条链，最终只能分给 两个子代，D正确。 川知识点二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。 2.实验材料： 3.实验方法： 法和离心技术。 4.实验原理：含N的双链DNA密度大， 含N的双链DNA密度小，一条链含 4N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 5.实验过程及现象： 大肠杆菌在含有5N的培养 液中生长若干代，使DNA 双链充分标记 转入含N的培养液中 (a)立即取出 a)5 (b)≌(c) (b)繁殖一代后取出 (c)繁殖两代后取出 提取DNA,进行 密度梯度离心 轻带、口 中带 重带号 6.实验结果 繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 全部为中带。 繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2 为轻带、1/2为中带。 7.实验结论：DNA的复制方式是 学 51 N 高中生物学必修2（人教版） 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某研究小组进行“探究DNA的复制 过程”的活动，结果如图所示。其中培养大 肠杆菌的唯一氮源是NH,Cl或NHC。a、 b、℃表示离心管编号，条带表示大肠杆菌 DNA离心后在离心管中的分布位置。下列 叙述错误的是() b A.本活动运用了同位素标记技术和离心 技术 B.a管的结果表明，该管中的大肠杆菌是在 含14NH,CI的培养液中培养的 C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的 DNA都是I4N/IN一DNA D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留 复制 答案：B 解析：分析图示可知，a管中的DNA密度 最大，表明该管中的大肠杆菌是在含 NHCl的培养液中培养的，B错误。 (52)学 I川知识点三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 分裂I前的 3.图解 代 ,解旋 了需要细胞提供能量 DNA 需要解旋酶的作用 DNA 结果：把双螺旋的两条链解开 ‘模板：解开后的两条母链 原料：游离的四种脱氧核苷酸 合成 子链 酶：DNA聚合酶等 、原则：碱基互补配对原则 DNA 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 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mx(2-1)个。 (2)若进行第n次复制，需该脱氧核苷酸 数=2”个DNA分子中该脱氧核苷酸数 21个DNA分子中该脱氧核苷酸数=2· m-m·2=m…(2n-2)=m·2-。 例3假如某大肠杆菌的DNA分子用N标 记后其相对分子质量为a,用14N标记后其 相对分子质量为b。现将用N标记后的大 肠杆菌，培养在含有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 第3章基因的本质。 B.atb;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N,一条单链含有5N,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N,另两个是一条单链含有N、 一条单链含有N,所以平均相对分子质量 为[(a+b)+2b]/4=(a+3b)/4。 例4（不定项）如图为某真核细胞中 DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的 是( b链d链 以母链为模板进 解旋 ②行碱基互补配对 c链 a链5 A.DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核 苷酸，酶②催化碱基对之间的连接 B.在复制过程中解旋和复制是同时进行的 C.解旋酶能使双链DNA解开，并且消耗 ATP D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA 分子 答案：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；新的子链与母链通过氢键形成一个新 的DNA分子，D错误。 学 53高中生物学必修2（人教版） 性遗传病，依据题干信息，控制甲病和乙病的两对基因 独立遗传，说明甲病为常染色体隐性遗传病，A正确； 依据A项结论可推知，Ⅱ-3的基因型为AaXX,Ⅱ-4 的基因型为AaXY,Ⅲ-2的基因型为AXX,则Ⅲ-2 和Ⅱ-3的基因型相同的概率为2/3×1/2=1/3，B错误；依 第3章 >m第1节DNA是主要的遗传物质 知识点一对遗传物质的早期推测 知识梳理 1.氨基酸(1)C、H、O、N R (2)NH2—C-COOH 2.脱氧核苷酸 (1)C、H、O、N、P 教材拓展 (1)提示：①分子结构具有相对的稳定性②能 够精确地自我复制，使前后代保持一定的连续性 ③能够控制新陈代谢过程和性状④能够产生可遗传 的变异 (2)提示：如能将特定的遗传物质转移给其他生 物，观察后代的性状表现，等等。 知识点二肺炎链球菌的转化实验 知识梳理 1.(1)无无(2)有有 2.(1)①不死亡②死亡④死亡(2)转化因子 3.(I)②RNA酶③DNA(3)稳定遗传变化 知识点三噬菌体侵染细菌的实验 知识梳理 1.(2)寄生2.放射性同位素标记法 3.(2)P标记的DNA5.(1)大肠杆菌 教材拓展 提示：利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的 氨基酸为原料来合成蛋白质的外壳。 要点精析 变式训练1B【解析】用未被标记的噬菌体侵染 “℃标记的细菌，实验过程中要求短时间保温，子代噬 菌体并未被裂解释放出来，所以上清液中不含放射性， B错误。 知识点四DNA是主要的遗传物质 知识梳理 1.(1)RNA蛋白质(2)RNA不能使烟草感 染病毒能使烟草感染病毒(3)RNA2.主要 要点精析 变式训练2D【解析】豌豆的遗传物质是DNA, 106 据伴性遗传的特点可以推知，Ⅲ-3的b基因来自Ⅱ-3， Ⅱ-3的b基因来自I-1,C错误；Ⅱ-3的基因型为 AaXX,Ⅱ-4的基因型为AaXY,二者再生育一个 既患甲病又患乙病男孩的概率为1/4×1/4=116，D错误。 基因的本质 A错误：HV病毒的遗传物质是RNA,水解产生4种核 糖核苷酸，B错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA, DNA不含硫元素，C错误：酵母菌的遗传物质是DNA, 主要分布在细胞核中，D正确。 m第2节DNA的结构 知识点·DNA双螺旋结构模型的构建 知识梳理 1.沃森克里克2.脱氧核苷酸 知识点二DNA的结构 知识梳理 1.(1)C、H、O、N、P(3)①脱氧核糖 2.磷酸基团4.(1)A+G=T+C 教材拓展 1.提示：碱基的排列顺序是千变万化的。 2.提示：①靠氢键维持两条链的偶联。②由于碱基 对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的 相互作用力。 3.提示：如从碱基互补配对的角度去思考。 知识点三制作DNA双螺旋结构模型 知识梳理 定性定量概念 要点精析 变式训练C【解析】沃森和克里克在最初构建的 双螺旋结构中，并不知道A与T配对、G与C配对，C 错误。 "第3节DNA的复制 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。 >"第4节基因通常是有遗传效应的 DNA片段 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 第4章 >m第1节基因指导蛋白质的合成 知识点一遗传信息的转录 知识梳理 1.C、H、O、N、P2.核孔 3.(2)DNA的一条链RNA聚合酶(3)游离 的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在 RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成(4)5'端→3' 端(6)信使RNA,转运RNA,核糖体RNA 要点精析 变式训练1D【解析】①为DNA上的模板链 RNA聚合酶只能在3'端进行mRNA分子的延伸，故② 链的右侧为3端，左侧为5'端，A错误；②中含有U, 表示多聚核糖核苷酸链，B错误；图中甲处圆圈内为 腺嘌呤脱氧核苷酸，乙处为腺嘌呤核糖核苷酸，C 错误。 变式训练2C【解析】题图中正在合成的单链含 有碱基U,说明该链为RNA,据此结合题意可知，图示 为人体细胞核中发生的转录过程，其中的酶为RNA聚 合酶，DNA单链为转录时的模板链，游离的核糖核苷 酸为转录的原料。该过程主要发生在细胞核内，此外还 可以发生在人体细胞的线粒体中，A错误；该过程与 DNA复制时碱基互补配对方式不完全相同，该过程中 存在A一U的碱基互补配对方式，而DNA复制过程中 没有A一U的碱基互补配对方式，B错误：转录时需要 RNA聚合酶，不需要DNA聚合酶，D错误。 知识点二遗传信息的翻译 知识梳理 1.核糖体2.mRNA21种氨基酸tRNA 3.AUG肽键终止密码子5.5'端→3'端 教材拓展 1.对应的氨基酸序列为甲硫氨酸一谷氨酸一丙氨 酸一半胱氨酸一脯氨酸一赖氨酸 2.说明当今生物可能有着共同的起源。 参考答案与解析。 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 2.(1)多样性(2)特异性 要点精析 变式训练D【解析】DNA分子的多样性主要表现 为碱基排列顺序的千变万化：特异性主要表现为每个特 定的DNA分子的碱基都有特定的排列顺序。 基因的表达 3.提示：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码 子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，在一定 程度上保证了遗传性状的稳定性：当某种氨基酸使用频 率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保 证翻译的速度。 要点精析 变式训练3C【解析】结构②为tRNA,其反密码 子为AAG,对应的密码子为UUC,则其转运的氨基酸 为苯丙氨酸，A错误；物质③为mRNA,mRNA在细胞 核内合成后，通过核孔进人细胞质，其跨膜方式不是协 助扩散，B错误；结构④为核糖体，线粒体内能发生翻 译过程，所以含有核糖体，C正确；根据tRNA的移动 方向可知，翻译的方向（即核糖体移动的方向）为从左 到右，D错误。 变式训练4C【解析】大肠杆菌是原核生物，其 细胞中没有细胞核，也没有线粒体，A、B错误；图中 展示的是翻译过程，除mRNA外，该过程还涉及rRNA 和RNA,C正确；图中不同核糖体结合在同一条 mRNA分子上，由于模板相同，所以不同核糖体合成的 蛋白质相同，D错误。 知识点三中心法则 知识梳理 1.(1)DNADNA (2)DNA RNA (3)RNA 蛋白质(4)RNA RNA(5)RNA DNA 2.(1)信息(2)表达产物(3)ATP 教材拓展 1.提示：蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控 制蛋白质的合成从而控制生物的性状。 2.直接原因：蛋白质的种类及其多样性，体现了不 同的性状。 根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序 不同。 要点精析 变式训练5C【解析】分析图乙可知，图中五碳 107