基礎(chǔ)知識(shí)·雙基夯實(shí)
一、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
1．實(shí)驗(yàn)材料：__大腸桿菌__。
2．實(shí)驗(yàn)方法：運(yùn)用__同位素標(biāo)記__技術(shù)。
3．實(shí)驗(yàn)過程
eq \x(標(biāo)記)—eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(用放射性__15N__標(biāo)記細(xì)菌的DNA))
↓
eq \x(培養(yǎng))—eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(把細(xì)菌轉(zhuǎn)入含14N物質(zhì)為唯一氮源,的培養(yǎng)基中))
↓一段時(shí)間
eq \x(分離)—取細(xì)菌，分離__DNA__進(jìn)行密度梯度離心
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果
(1)復(fù)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(fù)制兩次產(chǎn)生的DNA分子中，有兩個(gè)DNA分子的雙鏈均含__14N__，另兩個(gè)DNA分子中一條鏈含__15N__，另一條鏈含14N。
5．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制方式為__半保留復(fù)制__。
二、DNA復(fù)制的概念、過程及特點(diǎn)
(1)概念：以__親代DNA__為模板合成__子代DNA__的過程。
(2)時(shí)間：細(xì)胞分裂前的__間期__。
(3)場所：主要是__細(xì)胞核__。
(4)過程：
(5)結(jié)果：一個(gè)DNA分子形成了__兩__個(gè)與親代__完全相同__的DNA分子。
(6)特點(diǎn)：①__邊解旋邊復(fù)制__；②__半保留復(fù)制__。
(7)意義：將__遺傳信息__從親代傳給子代，從而保持了__遺傳信息__的連續(xù)性。
三、基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
1．基因與DNA分子的關(guān)系
2．DNA片段中的遺傳信息
(1)遺傳信息：蘊(yùn)藏在4種堿基的__排列順序__之中。
(2)特點(diǎn)
①多樣性：堿基__排列順序__的千變?nèi)f化。
②特異性：每一個(gè)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(guān)系
①DNA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(chǔ)__。
②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)。
3．對RNA病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段
有的病毒體內(nèi)只有RNA和蛋白質(zhì)，其遺傳物質(zhì)就是RNA，如艾滋病病毒、流感病毒等。對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。
〔學(xué)霸記憶〕
1．DNA復(fù)制需要DNA模板、4種脫氧核苷酸為原料以及酶和能量等。
2．DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制。
3．DNA通過復(fù)制將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。
4．遺傳信息蘊(yùn)藏在DNA的4種堿基的排列順序中。
5．基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，對少數(shù)病毒而言，基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。
〔活學(xué)巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)由于半保留復(fù)制，子代DNA分子繼承親代一半的遺傳信息。( × )
(2)子代DNA分子中都含有一條母鏈和一條子鏈，稱為半保留復(fù)制。( √ )
(3)在DNA雙鏈完全解開后，DNA聚合酶與DNA結(jié)合，催化DNA的復(fù)制。( × )
(4)DNA復(fù)制只以親代DNA分子的一條鏈為模板。( × )
(5)DNA復(fù)制時(shí)通過堿基互補(bǔ)配對保證復(fù)制的準(zhǔn)確性。( √ )
(6)DNA分子復(fù)制時(shí)，兩條子鏈的合成方向是相反的。( √ )
(7)一條染色體上有許多基因，基因在染色體上呈線性排列。( √ )
(8)不管是原核生物還是真核生物，體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)均小于DNA分子的堿基總數(shù)。( √ )
〔思考〕
1．DNA復(fù)制時(shí)，解旋酶作用于DNA的什么部位？(生命觀念)
提示：解旋酶作用于連接堿基對的氫鍵。
2．親代大腸桿菌的DNA中含有15N，在含有14N的培養(yǎng)基中進(jìn)行復(fù)制。
(1)大腸桿菌通過哪一種分裂方式進(jìn)行增殖？其分裂次數(shù)和DNA復(fù)制次數(shù)有何關(guān)系？(生命觀念)
提示：二分裂。大腸桿菌分裂一次，DNA復(fù)制一次。
(2)若將第三代大腸桿菌的DNA提取后進(jìn)行離心，則靠近試管底部、位置居中和靠近試管的上部的DNA數(shù)之比為多少？(科學(xué)思維)
提示：0∶2∶6。
3．如何描述基因(或DNA)和染色體的關(guān)系？細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？(生命觀念)
提示：染色體是基因(或DNA)的主要載體，基因在染色體上呈線性排列。真核生物細(xì)胞的線粒體、葉綠體中的少量DNA以及原核細(xì)胞中的DNA分子，都沒有參與形成染色體，因此這些結(jié)構(gòu)中的基因不在染色體上。
課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛
知識(shí)點(diǎn)
DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和DNA復(fù)制的過程及特點(diǎn)
要點(diǎn)歸納
1．關(guān)于DNA復(fù)制的早期推測
在DNA分子復(fù)制的早期研究中，科學(xué)家們提出了三個(gè)模型：全保留復(fù)制模型、彌散復(fù)制模型和半保留復(fù)制模型。
比較如下：
全保留復(fù)制：親代DNA分子兩條鏈不變，子代DNA分子的兩條鏈都是新合成的。
半保留復(fù)制：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。
彌散復(fù)制：親代DNA分子的兩條鏈分散成短片段，與新合成的子代DNA分子的兩條鏈分散成的短片段混雜在一起，不能分出親代DNA單鏈。
如下圖所示：
2．巧記DNA復(fù)制的“一所、兩期、三步、四條件”
3.DNA“準(zhǔn)確”復(fù)制的原因
(1)DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板
(2)DNA通過堿基互補(bǔ)配對，保證了復(fù)制準(zhǔn)確地進(jìn)行。
4．DNA復(fù)制的相關(guān)知識(shí)歸納
(1)場所：主要場所是細(xì)胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體中也能進(jìn)行DNA復(fù)制。
(2)能進(jìn)行DNA復(fù)制的生物：一切以DNA為遺傳物質(zhì)的生物。
(3)真核生物細(xì)胞核中DNA復(fù)制發(fā)生的時(shí)間：在有絲分裂間期或減數(shù)分裂Ⅰ前的間期。
(4)DNA復(fù)制所需的酶是指一個(gè)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。
①解旋酶：破壞堿基間的氫鍵。
②DNA聚合酶：連接游離的脫氧核苷酸。
③DNA連接酶：連接DNA片段。
(5)兩個(gè)子代DNA的位置及分開時(shí)間：復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子位于一對姐妹染色單體上，由著絲粒連在一起，在有絲分裂后期或減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂時(shí)分開，分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中。
典例剖析
典例1 (2022·山東省菏澤市高一期中)下列關(guān)于DNA分子復(fù)制過程的有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是( A )
A．DNA分子復(fù)制時(shí)在全部解旋之后才開始?jí)A基配對
B．解旋后以兩條鏈各為模板合成兩條新的子鏈
C．在復(fù)制過程中需要的條件有模板、酶、原料和能量等
D．一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制3次，理論上能得到8個(gè)完全相同的DNA
[解析] DNA分子復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，而不是在全部解旋之后才開始?jí)A基配對，A錯(cuò)誤；由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，因此解旋后分別以兩條鏈為模板合成兩條新的子鏈，B正確；在復(fù)制過程中需要的條件有模板(DNA的雙鏈)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游離的脫氧核苷酸)和能量(ATP水解提供)等，C正確；一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制3次，理論上能得到23＝8個(gè)完全相同的DNA，D正確。故選A。
變式訓(xùn)練1
(2022·河北省石家莊市高一下學(xué)期期末)用15N標(biāo)記一個(gè)DNA分子的兩條鏈，并在14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，復(fù)制3次得到子代DNA分子，下列有關(guān)敘述正確的是( D )
A．子代DNA分子中帶有15N標(biāo)記的鏈占1/4
B．子代DNA分子的每條鏈同時(shí)含有14N和15N
C．子代DNA分子中含有15N標(biāo)記的DNA分子占1/8
D．子代DNA分子中只含有14N標(biāo)記的DNA分子占3/4
[解析] 最開始含15N的DNA有兩條鏈，復(fù)制3次后共有8個(gè)DNA分子16條鏈，子代DNA分子中帶有15N標(biāo)記的鏈有2條，占2/16＝1/8，A錯(cuò)誤；DNA是半保留復(fù)制的，不會(huì)每條鏈都含14N和15N，B錯(cuò)誤；最開始含15N的DNA兩條鏈只能進(jìn)入兩個(gè)子代DNA，因此子代DNA分子中含有15N標(biāo)記的DNA分子只有2個(gè)，占2/8＝1/4，C錯(cuò)誤；復(fù)制三次后子代8個(gè)DNA，有2個(gè)DNA同時(shí)含有14N和15N，其余6個(gè)DNA只含有14N標(biāo)記，6/8＝3/4，D正確。故選D。
知識(shí)點(diǎn)
基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
要點(diǎn)歸納
1．基因與DNA、染色體之間的關(guān)系
2．全方位理解“基因”
(1)本質(zhì)上，基因是有遺傳效應(yīng)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。
典例剖析
典例2 (2022·河北省滄州市河間市四中高一下學(xué)期期中)如圖是科學(xué)家對果蠅一條染色體上的基因測定結(jié)果，下列有關(guān)該圖說法正確的是( D )
A．控制朱紅眼與深紅眼的基因是等位基因
B．控制白眼和朱紅眼的基因在遺傳時(shí)遵循基因的分離定律
C．在后代中能表現(xiàn)出該染色體上所有基因控制的性狀
D．基因在染色體上呈線性排列
[解析] 據(jù)圖分析，控制朱紅眼與深紅眼的基因在同一條染色體上，不屬于等位基因，等位基因應(yīng)該位于一對同源染色體上，A錯(cuò)誤；控制白眼與朱紅眼的基因在同一條染色體上，遺傳時(shí)不分離，所以不遵循基因的分離定律，B錯(cuò)誤；由于基因的選擇性表達(dá)，該染色體上的基因在后代中不一定都表達(dá)，C錯(cuò)誤；基因在染色體上呈線性排列，D正確。故選D。
變式訓(xùn)練2
(2022·安徽省池州市高一期末)基因是描述遺傳物質(zhì)的概念。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是( C )
A．對絕大多數(shù)生物來說，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
B．基因組成不同的細(xì)胞，往往具有不同的性狀表現(xiàn)
C．染色體上的基因呈線性排列，它和性狀也是線性對應(yīng)關(guān)系
D．生物體基因的堿基序列保持不變，其表型也可能發(fā)生改變
[解析] 基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，但對RNA病毒而言，基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段，A正確；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因不同，其指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)往往不同，控制的性狀表型也有差異，B正確；基因在染色體上線性排列，但基因和性狀不是簡單的線性對應(yīng)關(guān)系，C錯(cuò)誤；即使生物體基因的堿基序列保持不變，但由于某些環(huán)境因素的影響，其表型也可能發(fā)生改變，D正確。故選C。
指點(diǎn)迷津·撥云見日
一、解答DNA分子復(fù)制中相關(guān)計(jì)算題的規(guī)律方法
DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，若將一個(gè)被15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)n代，其結(jié)果分析如圖所示。
1．DNA分子數(shù)
(1)子代DNA分子總數(shù)：2n個(gè)。
(2)含15N的DNA分子數(shù)：2個(gè)。
(3)含14N的DNA分子數(shù)：2n個(gè)。
(4)只含15N的DNA分子數(shù)：0個(gè)。
(5)只含14N的DNA分子數(shù)：(2n－2)個(gè)。
2．脫氧核苷酸鏈數(shù)
(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)：2n＋1條。
(2)含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)：2條。
(3)含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)：(2n＋1－2)條。
3．DNA復(fù)制消耗游離的脫氧核苷酸數(shù)的計(jì)算
設(shè)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，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸為m·(2n－1)個(gè)。
(2)在第n次復(fù)制時(shí)，共需消耗游離的該脫氧核苷酸為m·2n－1個(gè)。
典例3 (2022·河南南陽市期末)用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)。該DNA分子在14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)果可能是( A )
A．含有14N的DNA占100%
B．復(fù)制過程中需游離腺嘌呤脫氧核苷酸640個(gè)
C．含15N的單鏈占1/8
D．子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3
[解析] DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，每個(gè)子代DNA都是由一條母鏈和一條新合成的子鏈構(gòu)成。由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，復(fù)制4次形成16個(gè)DNA，其中2個(gè)子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都含14N，故全部子代DNA都含14N，含15N的單鏈占1/16，A正確；C錯(cuò)誤；含有100個(gè)堿基對200個(gè)堿基的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，則A＝40個(gè)，因此復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸：(24－1)×40＝600，B錯(cuò)誤；雙鏈DNA中嘌呤等于嘧啶，D錯(cuò)誤。故選A。
二、DNA復(fù)制原理的應(yīng)用
1．減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況：
如果用3H標(biāo)記細(xì)胞中的DNA分子，然后將細(xì)胞放在正常環(huán)境中培養(yǎng)，讓其進(jìn)行減數(shù)分裂，結(jié)果染色體中的DNA標(biāo)記情況如圖所示：
由圖可以看出，減數(shù)分裂過程中細(xì)胞雖然連續(xù)分裂2次，但DNA只復(fù)制1次，所以四個(gè)子細(xì)胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“3H/1H”。
2．有絲分裂中染色體標(biāo)記情況：
如果用3H標(biāo)記細(xì)胞中的DNA分子，然后將細(xì)胞放在正常環(huán)境中培養(yǎng)，連續(xù)進(jìn)行2次有絲分裂，與減數(shù)分裂過程不同，因?yàn)橛薪z分裂是復(fù)制1次分裂1次，因此這里實(shí)際上包含了2次復(fù)制。
由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“3H/1H”。第二次有絲分裂復(fù)制后的染色體上兩條染色單體中只有一條染色單體含有3H，即DNA分子為“3H/1H”，而另一條染色單體只有1H，即DNA分子為“1H/1H”，在后期時(shí)兩條染色單體的分離是隨機(jī)的，所以最終形成的子細(xì)胞中可能都含有3H，也可能不含3H，含有3H的染色體條數(shù)是0～2n條(體細(xì)胞染色體條數(shù)是2n)。
典例4 (2022·山東省泰安市十九中高一下學(xué)期期中)假設(shè)將含有一對同源染色體的精原細(xì)胞的DNA分子用15N標(biāo)記，并供給14N 的原料。該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞中，含15N標(biāo)記的DNA的精子所占的比例是( D )
A．0B．25%
C．50%D．100%
[解析] 含有一對同源染色體的精原細(xì)胞，每個(gè)DNA分子的雙鏈均用15N標(biāo)記，以14N的脫氧核苷酸為原料，依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制，在減數(shù)第一次分裂前的間期DNA完成復(fù)制后，每個(gè)親代DNA分子經(jīng)過復(fù)制形成的2個(gè)子代DNA分子都有1條鏈含有15N、另一條鏈含有14N，這兩個(gè)DNA分子分別存在于同1條染色體所含有的2條姐妹染色單體上；減數(shù)第一次分裂結(jié)束所形成的2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中的每條染色單體都含有15N；在減數(shù)第二次分裂后期，著絲粒分裂，染色單體分離成為染色體，分別移向細(xì)胞兩極，所以減數(shù)第二次分裂結(jié)束所形成的4個(gè)精細(xì)胞都含有15N；精細(xì)胞變形發(fā)育形成精子?？梢姡?5N標(biāo)記的DNA的精子所占的比例是100%。故選D。
教材問題·解疑答惑
問題探討?P53
1．半保留復(fù)制。
2．用“可能”二字，說明DNA復(fù)制方式可能不止一種。這說明科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性的特點(diǎn)。
思考·討論?P54
1．第一代全部中帶，第二代1/2輕帶，1/2中帶。
2．繁殖一代后取出，提取DNA→離心→1/2重帶、1/2輕帶。繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/4重帶、3/4輕帶。
旁欄思考?P55
排除了全保留復(fù)制。
練習(xí)與應(yīng)用?P56
一、概念檢測
1．(1)× DNA位于染色體上，DNA復(fù)制和染色體復(fù)制是同時(shí)進(jìn)行的。
(2)× DNA復(fù)制在細(xì)胞分裂前的間期進(jìn)行。
2．B DNA的復(fù)制主要在細(xì)胞核中進(jìn)行，此外在細(xì)胞質(zhì)的線粒體和葉綠體及原核細(xì)胞的擬核中也能進(jìn)行，A錯(cuò)誤；堿基互補(bǔ)配對原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性，B正確；1個(gè)DNA復(fù)制1次產(chǎn)生2個(gè)DNA，C錯(cuò)誤；游離的脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子鏈，D錯(cuò)誤。
3．C 根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，含15N的大腸桿菌只有2個(gè)，A錯(cuò)誤；復(fù)制3次，含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為2/23＝1/4，B錯(cuò)誤、C正確；含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為2/23＝1/4，D錯(cuò)誤。
二、拓展應(yīng)用
1．31.6×108×10－9×2＝6.32個(gè)，可能有6個(gè)堿基會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。產(chǎn)生的影響可能很大，也可能沒有影響(這一問為開放式問題，回答合理即可)。
2．DNA形成多個(gè)復(fù)制泡是因?yàn)镈NA復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)開始的，這樣可縮短DNA復(fù)制的時(shí)間。
問題探討?P57
1．外源生長激素基因在鯉魚體內(nèi)得到了表達(dá)。
2．DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。
思考·討論?P58
1．提示：生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA上的片段，基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。
2．提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生理解遺傳效應(yīng)的含義，并不要求唯一答案。可以結(jié)合提供的資料來理解，如能使生物體發(fā)出綠色熒光等。使轉(zhuǎn)基因鯉魚生長速率快。
3．提示：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
思考·討論?P59
1．提示：4100種
2．提示：堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。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(chǔ)。
3．提示：在人類的DNA分子中，脫氧核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
4．提示：基因不是堿基對隨機(jī)排列的DNA片段。理論上，所有堿基對的隨機(jī)排列都能構(gòu)成基因，但是，在生物的進(jìn)化過程中，由于自然選擇的作用，環(huán)境只選擇能與其相適應(yīng)的物質(zhì)，因此，一些隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列由于不被選擇而消失或無作用。
練習(xí)與應(yīng)用?P59
一、概念檢測
1．B 每種基因具有特定的堿基對排列順序，不是4種堿基對的隨機(jī)排列。
2．
二、拓展應(yīng)用
1．通過基因檢測進(jìn)行鑒定。不同生物的基因是不同的，基因具有特異性。
2．不同人蘊(yùn)含的遺傳信息不同。由于DNA具有特異性，生物的性狀由DNA控制；以生物體本身的生物特征來區(qū)分生物體個(gè)體。
鞏固訓(xùn)練·課堂達(dá)標(biāo)
1．(2022·河北省承德市隆化縣存瑞中學(xué)高一期中)下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是( D )
A．發(fā)生在細(xì)胞分裂的前期
B．以四種游離的核糖核苷酸為原料
C．只以解開的一條鏈為模板
D．子代DNA分子中(A＋G)與(T＋C)比值為1
[解析] DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期，A錯(cuò)誤；復(fù)制時(shí)以4種游離的脫氧核糖核苷酸作為原料，B錯(cuò)誤；復(fù)制時(shí)DNA需要解開雙螺旋結(jié)構(gòu)，解旋后分別以兩條鏈為模板按照堿基互補(bǔ)配對原則合成子鏈，C錯(cuò)誤；雙鏈DNA分子中，A＝T，G＝C，因此(A＋G)與(T＋C)比值為1，D正確。故選D。
2．(2022·福建省福州市八縣協(xié)作校高一下學(xué)期期中)下圖是果蠅的核DNA復(fù)制模式圖，箭頭所指的泡狀結(jié)構(gòu)稱為DNA復(fù)制泡，是DNA分子中正在復(fù)制的部分。下列有關(guān)分析，錯(cuò)誤的是( B )
A．復(fù)制泡處以被解開的兩條母鏈為模板
B．形成復(fù)制泡不需要消耗能量
C．復(fù)制泡的形成與解旋酶的作用有關(guān)
D．一個(gè)核DNA分子復(fù)制時(shí)存在多個(gè)復(fù)制原點(diǎn)
[解析] 復(fù)制泡處是DNA分子中正在復(fù)制的部分，DNA分子以被解開的兩條母鏈為模板雙向復(fù)制，A正確；形成復(fù)制泡需要斷裂氫鍵，需要消耗能量，B錯(cuò)誤；復(fù)制泡的形成需要在解旋酶的作用下使DNA解旋(斷裂氫鍵)，C正確；根據(jù)圖示可以看出，一個(gè)核DNA分子復(fù)制時(shí)存在多個(gè)復(fù)制原點(diǎn)，產(chǎn)生多個(gè)復(fù)制泡，可提高DNA復(fù)制的效率，D正確。故選B。
3．(2022·山東省泰安市十九中高一下學(xué)期期中)DNA分子能夠自我復(fù)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是( A )
A．DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)
B．配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補(bǔ)的子鏈
C．磷酸和脫氧核糖交替排列的順序穩(wěn)定不變
D．DNA分子具有多樣性和特異性
[解析] DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，這是DNA分子能夠自我復(fù)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之一，A正確；配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補(bǔ)的子鏈，不是DNA分子能夠自我復(fù)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，B錯(cuò)誤；磷酸和脫氧核糖交替排列的順序穩(wěn)定不變，這是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，不是DNA分子能夠自我復(fù)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，C錯(cuò)誤；DNA分子具有多樣性和特異性，不是DNA分子能夠自我復(fù)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，D錯(cuò)誤。故選A。
4．(2022·河北省保定市易縣中學(xué)高一月考)下圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程模式圖，相關(guān)分析錯(cuò)誤的是( D )
A．圖示生命活動(dòng)中可同時(shí)發(fā)生氫鍵的斷裂和形成
B．圖示體現(xiàn)了邊解旋邊復(fù)制及半保留復(fù)制的特點(diǎn)
C．復(fù)制完成后，甲、乙可在有絲分裂后期、減數(shù)分裂Ⅱ后期分開
D．將該模板DNA置于15N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，含15N的脫氧核苷酸鏈占3/4
[解析] 酶①作用于DNA的兩條母鏈之間，使DNA雙鏈的配對堿基之間的氫鍵斷開，為DNA解旋酶；在形成子代DNA時(shí)，一條母鏈和一條新形成子鏈的配對堿基之間有氫鍵形成，A正確；新形成的甲、乙兩條DNA分子中均含有一條親代DNA母鏈，符合半保留復(fù)制以及邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)，B正確；在細(xì)胞分裂過程中，甲乙兩條DNA所攜帶信息相同，位于一條染色體的兩條姐妹染色單體上，因此甲乙的分離即為姐妹染色單體的分離，發(fā)生在有絲分裂后期、減數(shù)分裂Ⅱ后期，C正確；將該模板DNA置于15N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，共產(chǎn)生DNA分子23＝8個(gè)，所以含15N的脫氧核苷酸鏈占(16－2)/16＝7/8，D錯(cuò)誤。故選D。
5．(2022·福建省福州市八縣協(xié)作校高一下學(xué)期期中)下面的圖中DNA分子有a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題：
(1)圖乙中，1是__胞嘧啶__(中文名稱)，7是__胸腺嘧啶脫氧(核糖)核苷酸__(全稱)，DNA分子的基本骨架由__5和6__(用圖中數(shù)字表示)交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過__氫鍵__連接成堿基對，并且遵循__堿基互補(bǔ)配對__原則。DNA分子中堿基對的排列順序千變?nèi)f化，決定了DNA分子結(jié)構(gòu)的__多樣__性。
(2)DNA復(fù)制是一個(gè)__邊解旋邊復(fù)制__的過程，圖甲中A和B均是DNA分子復(fù)制過程中所需要的酶，其中B能將單個(gè)的__(四種)脫氧核苷酸__(原料)連接成子鏈，則A是__解旋__酶，B是__DNA聚合__酶。
[解析] (1)結(jié)合分析可知，圖乙中1是胞嘧啶C,7為胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸，脫氧核糖和磷酸交替連接形成DNA分子的基本骨架，即圖中5和6交替連接形成長鏈構(gòu)成DNA分子的基本骨架，DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且遵循堿基互補(bǔ)配對原則(A與T配對，G與C配對)。DNA分子中堿基對的排列順序千變?nèi)f化，決定了DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性。(2)圖中親代DNA分子上結(jié)合了解旋酶和DNA聚合酶，顯然，DNA復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過程，圖甲中A是解旋酶，B是DNA聚合酶，其中DNA聚合酶能將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成子鏈。由圖可以看出形成的新DNA分子中都含有一條模板鏈和一條子鏈，因此DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制。
課標(biāo)要求
核心素養(yǎng)
概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制；概述多種生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。
1．結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀和物質(zhì)與能量觀，闡明DNA分子通過復(fù)制，傳遞遺傳信息。(生命觀念)
2．分析DNA復(fù)制過程，歸納DNA復(fù)制過程中相關(guān)數(shù)量計(jì)算，提高邏輯分析和計(jì)算能力。(科學(xué)思維)
3．運(yùn)用假說演繹法，探究DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。(科學(xué)探究)
4．分析相關(guān)資料，得出基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(科學(xué)思維)

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第3節(jié) DNA的復(fù)制

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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