3.3DNA的复制-3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段 学案(含答案)
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1、第第 3 3 节节 DNADNA 的复制的复制 第第 4 4 节节 基因通常是有遗传效应的基因通常是有遗传效应的 DNADNA 片段片段 对 DNA 复制的推测和 DNA 半保留复制的实验证据 自主梳理 1.对 DNA 复制的推测 2.DNA 半保留复制的实验证据 (1)沃森和克里克证明了 DNA 分子的复制方式是半保留复制。() 提示:沃森和克里克只是提出了 DNA 分子半保留复制假说,并没有进行证明。 (2)证明 DNA 半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术。() (3)DNA 半保留复制的证明过程使用了假说演绎法。() 典例 1 (2019 辽宁六校协作体期中)细菌在含 15N
2、 的培养基中繁殖数代后,使细 菌的 DNA 皆含有 15N,然后再移入含14N 的培养基中培养,提取其子代的 DNA 进行梯度离心,下图为可能的结果,下列叙述错误的是( ) A.第一次分裂的子代 DNA 应为 B.第二次分裂的子代 DNA 应为 C.第三次分裂的子代 DNA 应为 D.亲代的 DNA 应为 解析 子一代 DNA 表明 DNA 分子只复制一次,都是 15N/14N,所以应为,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 14N/14N,2 个为15N/14N,所以应为,B 正确;子三代 DNA 表明 DNA 分子复 制三次, 产
3、生 8 个 DNA 分子, 其中 6 个是 14N/14N, 2 个为15N/14N, 所以应为, C 正确;亲代的 DNA 都是 15N/15N,所以应为,D 错误。 答案 D 对点练 1 (2019 厦门质检)下图表示利用大肠杆菌探究 DNA 复制方式的实验, 下列叙述正确的是( ) A.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验 B.可用(NH4)35 2SO4、(NH4)322SO4分别代替 15NH4Cl、14NH4Cl 进行上述实验 C.试管中 b 带的 DNA 的两条链均含有 14N D.仅比较试管和的结果不能证明 DNA 复制为半保留复制 解析 噬菌体是病毒,不能用普通培养基培养,因此
4、不能用噬菌体代替大肠杆菌 进行上述实验,A 错误;S 不是 DNA 的特征元素,因此不能用含有标记 S 的化 合物代替 15NH4Cl、14NH4Cl 进行上述实验,B 错误;试管中 a 带的 DNA 的两 条链均含有 14N,而 b 带的 DNA 的一条链含有14N、一条链含有15N,C 错误; 仅比较试管和的结果不能证明 DNA 复制为半保留复制,D 正确。 答案 D 【知识拓展】 联想质疑 科学家早期对 DNA 复制方式的三种推测 利用密度梯度离心分离不同密度的 DNA 分子 (1)两条链都被 15N 标记的 DNA 分子密度最大,离心时应位于试管的底部; (2)两条链都被 14N 标记
5、的 DNA 分子密度最小,密度梯度离心后应该位于试管的 顶部; (3)两条链中一条链被 14N 标记,另一条链被15N 标记的 DNA 分子,密度梯度离 心时应位于试管的中部。 (1)15N 属于放射性同位素还是稳定性同位素?如何对结果进行检测? 提示:稳定性同位素;密度梯度离心。 (2)第几代的实验结果能排除全保留复制假说? 提示:第一代。 DNA 复制的过程 自主梳理 助学巧记 DNA 复制之“二、二、三、四” (1)DNA 解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为 DNA 复制的模板() (2)DNA 双螺旋全部解开后,再开始进行 DNA 复制() 提示:DNA 复制为边解旋边复制。 (3)
6、在 DNA 复制过程中,解旋酶破坏的是氢键,不能将 DNA 分解成脱氧核苷酸 () 典例 2 (2019 本溪一中期末)下列有关 DNA 复制的叙述,正确的是( ) A.DNA 复制时以 DNA 分子的一条链作为模板 B.洋葱根尖分生区细胞在减数分裂前的间期进行 DNA 复制 C.DNA 复制时先解旋后复制 D.蓝细菌细胞的拟核可发生 DNA 复制 解析 DNA 分子复制时两条脱氧核糖核苷酸链都作为模板,A 错误;洋葱根尖 分生区细胞只进行有丝分裂,在分裂间期进行 DNA 复制,B 错误;DNA 分子复 制是边解旋边复制的过程,C 错误;蓝细菌的拟核区是环状 DNA 分子,能进行 DNA 的复
7、制,D 正确。 答案 D 对点练 2 下列关于 DNA 复制的叙述中,正确的是( ) A.DNA 的复制只发生于有丝分裂间期 B.DNA 的复制只能发生于细胞核中 C.DNA 的复制需要解旋酶和 DNA 聚合酶,原料是八种游离的核苷酸 D.DNA 复制有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则,所以能准确地将遗传 信息传递给子代 解析 DNA 的复制发生于有丝分裂间期和减数分裂前的间期,A 错误;DNA 复 制也可以发生于线粒体和叶绿体中,B 错误;DNA 的复制原料是四种游离的脱 氧核苷酸,C 错误;DNA 复制有精确的模板,并严格遵守碱基互补配对原则, 所以 DNA 中的遗传信息可以准确地传递
8、给后代,D 正确。 答案 D 素养提升 有关 DNA 半保留复制的计算方法 典例 3 (2019 银川一中期末)已知某 DNA 分子含有 500 个碱基对,其中一条链 上 AGTC1234。该 DNA 分子连续复制数次后,消耗周围环境中 含 G 的脱氧核苷酸 2 100 个,则该 DNA 分子已经复制了( ) A.3 次 B.4 次 C.5 次 D.6 次 解析 根据 DNA 分子含有 500 个碱基对,而一条单链上碱基 AGTC 1234,则该链中 A、G、T、C 分别是 50、100、150、200(个),另一条单 链上依次是 150、200、50、100(个)。因此,该 DNA 分子中含
9、有鸟嘌呤的脱氧核 苷酸为 100200300(个)。 复制数次后, 所有 DNA 中的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数 量是 2 1003002 400(个),设该 DNA 分子复制了 n 次,则有关系式:2n 300 2 400,解得 n3。 答案 A 对点练 3 假如某大肠杆菌的 DNA 分子用 15N 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15N 标记后的大肠杆菌,培养在含有14N 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.(ab)/2;(a3b)/4 B. ab;a3b C.(ab)/2;(ab)/2 D. ab;(ab)/3
10、 解析 在子一代的两个DNA分子中, 都是一条单链含有 14N, 一条单链含有15N, 所以每个 DNA 分子的平均相对分子质量为(ab)/2;在子二代的四个 DNA 分子 中,有两个只含有 14N,另两个是一条单链含有15N、一条单链含有14N,所以平 均相对分子质量为(ab)2b/4(a3b)/4。 答案 A 一题多变 1 个双链均为 15N 标记的 DNA 分子,共含有 A 为 40 个,在含有14N 的环境中连 续复制 n 代。请根据 DNA 半保留复制的原理,回答下列问题: (1)共形成多少个子代 DNA 分子? 提示:2n个。 (2)子代 DNA 分子中,两条链均被 15N 标记的
11、有多少个?两条链均被14N 标记的 有多少个?一条链被 15N 标记另一条链被14N 标记的有多少个? 提示:0 个;2n2 个;2 个。 (3)复制 1 代产生的子代 DNA 分子,经密度梯度离心的结果,会出现轻带和重带 吗? 提示:不会。 (4)连续复制 n(n2)代产生的子代 DNA 分子,经密度梯度离心的结果,会出现 哪些条带(轻带、中带或重带)?各占多大比例? 提示:轻带和中带;其中,轻带占(2n2)/2n,中带占比为 2/2n。 联想质疑 无论复制多少次,只有 2 个 DNA 分子含有最初的母链。 (1)边解旋边复制和半保留复制都是 DNA复制的特点, 半保留复制同时还是 DNA
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