2018-2019年高中生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第三節(jié) 遺傳信息的傳遞教學(xué)案 浙科版必修2.doc

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第三節(jié)遺傳信息的傳遞 　　　　　　　　　　　　　　　　1.DNA的復(fù)制是指以親代DNA分子為模板合成子 代DNA分子的過程。一個(gè)DNA分子復(fù)制一次形成 兩個(gè)完全相同的DNA分子。 2．DNA的復(fù)制特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù) 制。半保留復(fù)制是指每個(gè)新合成的子代DNA分子 中都保留原來DNA分子的一條鏈。 3．DNA復(fù)制需要DNA模板、4種脫氧核苷酸做原 料以及酶和能量。 4．DNA能精準(zhǔn)復(fù)制是因?yàn)樗?dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提 供了精確的模板和準(zhǔn)確的堿基互補(bǔ)配對能力。 5．DNA分子的復(fù)制可以將遺傳信息從親代傳給子 代，保證了遺傳信息的連續(xù)性。 考試內(nèi)容 必考 加試 遺傳信息 的傳遞 (1)DNA分子的復(fù)制 (2)活動(dòng)：探究DNA的復(fù)制過程 b c b c DNA的復(fù)制 1．DNA復(fù)制的概念、時(shí)間、場所 概念 以DNA分子為模板合成子代DNA的過程 時(shí)間 有絲分裂的間期和減數(shù)分裂前的間期 場所 主要是細(xì)胞核 2．DNA復(fù)制的條件 (1)模板：親代DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈分別做模板。 (2)原料：4種脫氧核苷酸。 (3)酶：DNA聚合酶等。 (4)能量：ATP供能。 3．DNA復(fù)制的過程 4．DNA復(fù)制的特點(diǎn) (1)過程：邊解旋邊復(fù)制邊螺旋(不是兩條母鏈完全解開后才合成新的子鏈)。 (2)方式：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)。 5．準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義[判斷] (1)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板(√) (2)通過堿基互補(bǔ)配對原則，保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行(√) (3)通過DNA復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性(√) 6．復(fù)制的意義 保持了遺傳信息的連續(xù)性(使遺傳信息從親代傳給了子代)。 7．復(fù)制的保障 DNA分子之所以能自我復(fù)制，取決于DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，它為復(fù)制提供了模板；同時(shí)，由于堿基具有互補(bǔ)配對的特性，因此能確保復(fù)制的準(zhǔn)確性。在復(fù)制過程中，脫氧核苷酸序列具有相對的穩(wěn)定性，但也可能發(fā)生差錯(cuò)，這種穩(wěn)定性和可變性的統(tǒng)一，是生物遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)和根本原因。 [巧學(xué)妙記]　歸納法巧記DNA分子復(fù)制 一所 復(fù)制的主要場所：細(xì)胞核 兩期 復(fù)制的主要時(shí)期：有絲分裂的間期和減數(shù)分裂前的間期 三步 復(fù)制步驟：解旋→復(fù)制→延伸及重新螺旋 四條件 復(fù)制需要的條件：模板、原料、能量、酶 1．真核生物DNA復(fù)制的場所只有細(xì)胞核嗎？原核生物DNA復(fù)制的場所是什么？ 提示：不是，還有線粒體、葉綠體。原核生物DNA復(fù)制的場所主要是擬核。 2．DNA進(jìn)行自我復(fù)制，這在遺傳上具有什么重要意義？ 提示：因?yàn)橛H代的雌雄配子并未將具體的性狀傳給后代，而是將自身的DNA復(fù)制了一份傳給后代。因此，DNA復(fù)制能保持物種的穩(wěn)定性。 1．對DNA復(fù)制的理解 (1)場所：主要是細(xì)胞核(凡是細(xì)胞內(nèi)有DNA的地方均可復(fù)制)。 ①真核生物：細(xì)胞核、線粒體、葉綠體，其中主要場所是細(xì)胞核。 ②原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)(如質(zhì)粒的復(fù)制)。 ③病毒：宿主細(xì)胞內(nèi)。 (2)適用范圍：能夠進(jìn)行DNA復(fù)制的生物，即一切以DNA為遺傳物質(zhì)的生物。 (3)過程示意圖： ①在有關(guān)酶的作用下，配對堿基之間氫鍵斷開，形成母鏈。 ②以母鏈為模板，進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對，合成互補(bǔ)子鏈。 ③母鏈和子鏈盤繞，形成兩個(gè)新的DNA分子。 (4)特點(diǎn)：半保留復(fù)制，即新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。 (5)復(fù)制所需的酶是指一個(gè)酶系統(tǒng)， 主要是指解旋酶和DNA聚合酶等。 ①解旋酶的作用是破壞堿基間的氫鍵。 ②DNA聚合酶的作用是連接游離的脫氧核苷酸。 (6)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，在有絲分裂后期或后期Ⅱ著絲粒分裂時(shí)分開，分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中。 [特別提醒]　DNA分子的復(fù)制往往是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行的，如下圖： 2．DNA復(fù)制過程中的數(shù)量關(guān)系 DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若親代DNA分子復(fù)制n代，復(fù)制過程及相關(guān)結(jié)論見下表： DNA復(fù)制n代過程圖解 結(jié)論 子代DNA分子數(shù)為2n個(gè) ①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個(gè)； ②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n－2)個(gè)； ③含子代鏈的DNA分子數(shù)為2n個(gè) 子代脫氧 核苷酸鏈數(shù)為2n＋1條 ①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條 ②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n＋1－2)條 消耗脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n－1)個(gè)； ②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n－1個(gè) DNA的復(fù)制 　　[例1]　(上海高考)某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是(　　) [思路點(diǎn)撥] [精講精析]　親代DNA雙鏈用白色表示，DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，因此復(fù)制一次后得到的兩個(gè)DNA分子只含有白色和灰色，而第二次復(fù)制得到的四個(gè)DNA分子以這兩個(gè)DNA分子的四條鏈為模板合成的四個(gè)DNA分子中，都含有黑色的DNA子鏈。 [答案]　D DNA的復(fù)制過程實(shí)驗(yàn)探究 1．實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。 2．實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。 3．實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA分子以半保留的方式復(fù)制。 4．實(shí)驗(yàn)過程：如圖所示。 (1)大腸桿菌在含15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基中增殖多代，使DNA雙鏈充分被15N標(biāo)記。 (2)將15N標(biāo)記的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。 (3)在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時(shí)間為大腸桿菌增殖一代所需的時(shí)間)。 (4)將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。 5．實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3種類型的DNA帶。 (1)重帶(密度最大)：兩條鏈都被15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA(15N/15N)。 (2)中帶(密度居中)：一條鏈被15N標(biāo)記，另一條鏈被14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(15N/14N)。 (3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都被14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。 6．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與預(yù)期的相符 (1)立即取出，提取DNA→離心→全部重帶(15N/15N)。 (2)增殖一代后取出，提取DNA→離心→全部中帶(15N/14N)。 (3)增殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/2輕帶、1/2中帶。 7．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的。 1．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．產(chǎn)物是RNA分子　　　　 B．場所主要是細(xì)胞溶膠 C．原料是氨基酸 D．方式是半保留復(fù)制 解析：選D　DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，合成的子代DNA包括一條新鏈和一條母鏈。 DNA復(fù)制過程中有關(guān)數(shù)量計(jì)算 [例2]　某DNA分子中含有1 000個(gè)堿基對(被32P標(biāo)記)，其中有胸腺嘧啶400個(gè)。若將該DNA分子放在只含被31P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，其結(jié)果不可能是(　　) A．含32P的DNA分子占1/2 B．含31P的DNA分子占1/2 C．子代DNA分子相對分子量平均比原來減少1 500 D．共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1 800個(gè) [思路點(diǎn)撥] [精講精析]　該DNA分子在含 31P的培養(yǎng)液中復(fù)制兩次，可得到22個(gè)DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%；含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因?yàn)镈NA復(fù)制為半保留復(fù)制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中；22個(gè)DNA分子中有兩個(gè)DNA分子的每條鏈都只有31P，還有兩個(gè)DNA分子都是一條鏈含31P，另一條鏈含32P。前兩個(gè)DNA 分子相對分子質(zhì)量比原DNA分子共減少了4 000，后兩個(gè)DNA分子比原DNA分子共減少了2 000，這樣4個(gè)DNA分子的相對分子量平均比原來減少了6 000/4＝1 500；在1 000個(gè)堿基對的DNA分子中，胸腺嘧啶400個(gè)，則含有鳥嘌呤個(gè)數(shù)(1 0002－4002)/2＝600(個(gè))，復(fù)制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600(22－1)＝1 800(個(gè))。 [答案]　B DNA復(fù)制消耗脫氧核苷酸數(shù)的計(jì)算 (1)方法： ①若一親代DNA分子含有某種含氮堿基的脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n－1)個(gè)。 ②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n－1。 (2)步驟： 2．某一雙鏈DNA分子含有800個(gè)堿基對，其中含A 600個(gè)。該DNA分子連續(xù)復(fù)制數(shù)次后，消耗環(huán)境中含G的脫氧核苷酸6 200個(gè)，則該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了(　　) A．4次　　　　　　　 B．5次 C．6次 D．7次 解析：選B　DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，形成的子代DNA分子和親代相同，不配對堿基之和占堿基總數(shù)的一半，所以G占200個(gè)，(6 200＋200)200＝32，所以復(fù)制了5次。 [課堂回扣練習(xí)] 1．下列關(guān)于DNA復(fù)制條件的敘述，不正確的是(　　) A．DNA復(fù)制時(shí)只有DNA的一條鏈作模板 B．以4種游離的脫氧核苷酸為原料 C．DNA復(fù)制過程需要消耗能量 D．沒有酶的催化，細(xì)胞DNA復(fù)制無法進(jìn)行 解析：選A　DNA復(fù)制是指DNA分子利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下將雙鏈解開，以解開的兩條鏈為模板，在DNA聚合酶作用下，利用細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈，每條子鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，最終形成與親代DNA分子相同的子代DNA的過程。 2．保證準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行DNA復(fù)制的關(guān)鍵步驟是(　　) A．解旋酶促使DNA的兩條鏈分離 B．游離的脫氧核苷酸與母鏈堿基進(jìn)行互補(bǔ)配對 C．配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補(bǔ)的子鏈 D．模板母鏈與互補(bǔ)子鏈盤繞成雙鏈結(jié)構(gòu) 解析：選B　DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板；堿基具有互補(bǔ)配對的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。 3．(2013浙江學(xué)考)一個(gè)雙鏈均含32P的DNA分子，在不含32P的溶液中復(fù)制3次后，含32P的子代DNA分子的個(gè)數(shù)是(　　) A．1　　　　　　　　　 B．2 C．4　　　　 D．8 解析：選B　一個(gè)雙鏈均含32P的DNA分子，在不含32P的溶液中復(fù)制3次后，根據(jù)半保留復(fù)制原則，含32P的子代DNA分子的個(gè)數(shù)是2個(gè)。 4．假定某高等生物體細(xì)胞的染色體數(shù)是10條，其中染色體中的DNA分子用含3H的胸腺嘧啶標(biāo)記，將該體細(xì)胞放入不含有3H標(biāo)記的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)2代，則在形成的第2代細(xì)胞的1個(gè)細(xì)胞的有絲分裂后期，沒有被標(biāo)記的染色體數(shù)為(　　) A．5條 B．40條 C．20條 D．10條 解析：選D　根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)，DNA雙鏈被含3H的胸腺嘧啶標(biāo)記，在不含3H標(biāo)記的培養(yǎng)液中完成第一次分裂后，每條染色體的DNA分子中一條鏈有3H標(biāo)記，另一條鏈沒有3H標(biāo)記。在不含3H標(biāo)記的培養(yǎng)液中進(jìn)行第二次分裂的后期時(shí)一半染色體被標(biāo)記，一半染色體沒有被標(biāo)記。 [課時(shí)跟蹤檢測] 一、選擇題 1．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制 B．DNA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)DNA分子 C．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，開始DNA的復(fù)制 D．單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈 解析：選A　DNA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，復(fù)制兩次才能產(chǎn)生四個(gè)DNA分子。DNA復(fù)制應(yīng)該是邊解旋邊復(fù)制。單個(gè)脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接合成新的子鏈。 2．在一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制過程中的解旋發(fā)生在(　　) A．兩條DNA母鏈之間 B．DNA子鏈與其互補(bǔ)的母鏈之間 C．兩條DNA子鏈之間 D．DNA子鏈與其非互補(bǔ)母鏈之間 解析：選A　在DNA復(fù)制時(shí)，首先是構(gòu)成DNA的兩條母鏈解旋，然后以分開的兩條母鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則合成子鏈。 3．下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的 B．圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的 C．真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶 D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率 解析：選A　從圖中能看出有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，但并不是同時(shí)開始，A錯(cuò)誤；圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制，B正確；真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的參與，C正確；這種半保留復(fù)制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，同時(shí)每次復(fù)制都可產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，提高了復(fù)制速率，D正確。 4．某雙鏈DNA分子中共有含氮堿基1 400個(gè)，其中一條單鏈上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。問該分子連續(xù)復(fù)制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是(　　) A．200個(gè)　　　　　　　　 B．400個(gè) C．600個(gè) D．1 200個(gè) 解析：選C　雙鏈DNA分子中一條單鏈上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，則整個(gè)雙鏈DNA分子中(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，而雙鏈DNA分子中共有堿基1 400個(gè)，所以A＝T＝200個(gè)，該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是(22－1)200＝600個(gè)。 5．將用15N標(biāo)記的一個(gè)DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中復(fù)制n次，則后代中含有15N的DNA單鏈占全部DNA單鏈的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是(　　) A．1/2n,1/2n　　　　　　　 B．1/2n,1/2n－1 C．1/2n,1/2n＋1 D．1/2n－1,1/2n 解析：選B　DNA分子復(fù)制n次后，得到的子代DNA分子為2n個(gè)，后代中含15N的DNA單鏈占全部DNA單鏈的比例為2/(2n2)，即1/2n；含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為2/2n，即1/2n－1。 6．將被15N標(biāo)記的DNA分子，放入只含14N的培養(yǎng)基中讓其進(jìn)行復(fù)制，當(dāng)測得含有15N的DNA分子占12.5%時(shí)，該DNA分子已復(fù)制了(　　) A．1次 B．2次 C．3次 D．4次 解析：選D　DNA復(fù)制是半保留復(fù)制。1個(gè)含15N的DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制n次，則形成2n個(gè)DNA分子，其中含15N的DNA分子占2/2n。已知2/2n＝12.5%，則n＝4。 7．用15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時(shí)含14N和15N，c只含14N，則下圖所示這三種DNA分子的比例正確的是(　　) 解析：選D　假設(shè)親代DNA分子為n個(gè)，則繁殖四代后，DNA分子總數(shù)為16n，其中，只含15N的DNA分子為0個(gè)，同時(shí)含14N和15N的分子為2n個(gè)，只含14N的分子有14n個(gè)，則它們呈現(xiàn)的比例為D圖所示。 8．某個(gè)DNA片段由500對堿基組成，A＋T占堿基總數(shù)的34%，若該DNA片段復(fù)制2次，共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為(　　) A．330 B．660 C．990 D．1 320 解析：選C　500對堿基是1 000個(gè)堿基，A＋T占堿基總數(shù)的34%，則G＋C占堿基總數(shù)的66%，C占33%。由于堿基與脫氧核苷酸對應(yīng)，那么胞嘧啶脫氧核苷酸占33%，為330個(gè)，復(fù)制2次共形成4個(gè)DNA，一共含有4000個(gè)脫氧核苷酸，其中的胞嘧啶脫氧核苷酸共有3304＝1 320(個(gè))，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為1 320－330＝990(個(gè))?；蛘呖闯尚潞铣?個(gè)DNA，需要3303＝990個(gè)新的胞嘧啶脫氧核苷酸。 9．從分子水平看，生物所以有遺傳現(xiàn)象，主要與下列哪項(xiàng)有關(guān)(　　) A．DNA分子的種類 B.DNA分子的數(shù)量 C．染色體的復(fù)制 D.DNA分子的復(fù)制 解析：選D　DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)。生物之所以遺傳，是由于遺傳物質(zhì)DNA遺傳決定的。親代的遺傳物質(zhì)——DNA通過復(fù)制，隨著細(xì)胞的分裂傳遞給后代，使后代得到親代的遺傳物質(zhì)，從而表現(xiàn)出遺傳現(xiàn)象。DNA復(fù)制屬分子水平，而染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，是一種細(xì)胞結(jié)構(gòu)，染色體的復(fù)制屬細(xì)胞水平闡述。 10．若兩條鏈都含32P的DNA分子的相對分子質(zhì)量是M，兩條鏈都不含32P的DNA分子的相對分子質(zhì)量是N。把含一個(gè)被32P標(biāo)記的DNA分子的細(xì)菌放在不含32P的培養(yǎng)基上，讓其繁殖a代，則細(xì)菌中DNA分子的平均相對分子質(zhì)量是(　　) A．[N(2a－2)＋M]/ 2a B．[N(2a－1)＋M]/ 2a C．[M(2a－2)＋N]/ 2a D．[N(2a－1)＋M]/( 2a－2) 解析：選B　根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)可知，細(xì)菌繁殖a代后，形成的2a個(gè)DNA分子中，兩條鏈都含32P的DNA分子有0個(gè)，只有一條鏈含32P的有2個(gè)，兩條鏈都不含32P的有(2a－2)個(gè)。一條鏈含32P、一條鏈不含32P的兩個(gè)DNA分子的相對分子質(zhì)量之和是N＋M，兩條鏈都不含32P的DNA分子的總的相對分子質(zhì)量為(2a－2)N，因此所有DNA分子的總的相對分子質(zhì)量為N＋M＋(2a－2)N＝N(2a－1)＋M。因此細(xì)菌中DNA分子的平均相對分子質(zhì)量是[N(2a－1)＋M]/ 2a。 二、非選擇題 11.如圖為DNA的復(fù)制圖解，請據(jù)圖回答下列問題： (1)DNA復(fù)制發(fā)生在________期，②過程稱為________，指出③中的子鏈__________，③過程必須遵循________原則，子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA的復(fù)制具有______特點(diǎn)。 (2)將一個(gè)細(xì)胞的DNA用15N標(biāo)記，放入含14N的4種脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次，問：含14N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的________，只含14N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的________，含15N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的________，只含15N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的________。 (3)已知原來DNA中有100個(gè)堿基對，其中A 40個(gè)，復(fù)制4次，在復(fù)制過程中將需要________個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸參加。 解析：(1)DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，復(fù)制時(shí)首先進(jìn)行解旋，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則合成子鏈。DNA分子復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA分子中各有一條母鏈和一條子鏈，且子鏈與母鏈互補(bǔ)，這種復(fù)制方式是半保留復(fù)制。(2)一個(gè)DNA分子復(fù)制4次產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，親代DNA分子被15N標(biāo)記，利用14N脫氧核苷酸連續(xù)復(fù)制4次，產(chǎn)生的子代DNA分子情況為：2個(gè)DNA分子含15N－14N,14個(gè)DNA分子只含14N，沒有只含 15N的DNA分子。故含14N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的100%，只含14N的占87.5%，含15N的占12.5%，沒有只含15N的DNA細(xì)胞。(3)DNA分子中共有100個(gè)堿基對＝200個(gè)堿基。A＝40個(gè)，T＝40個(gè)，G＝C＝60個(gè)，復(fù)制4次需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸(24－1)60＝900(個(gè))。 答案：(1)有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期 解旋　Ⅱ、Ⅲ　堿基互補(bǔ)配對　半保留復(fù)制　(2)100% 87．5% 　12.5%　0　(3)900 12．DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散(彌散)復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢？下面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明DNA的復(fù)制方式。 (1)根據(jù)圖示對三種復(fù)制作出可能的假設(shè)： ①如果是全保留復(fù)制，則1個(gè)DNA分子形成2個(gè)DNA分子，其中一個(gè)是________，而另一個(gè)是_________________________________________________________________。 ②如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個(gè)DNA分子各有___________________； ③如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中___________________________________ ________________________。 (2)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明DNA的復(fù)制方式。 實(shí)驗(yàn)步驟： ①在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)。 ②在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N－DNA(親代)。 ③將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同相對分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。 (3)實(shí)驗(yàn)預(yù)測： ①如果與對照(14N/14N)相比，子Ⅰ代能分辨出兩條DNA帶：一條______________帶和一條____________帶，則可以排除________________________________________________。 ②如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，則可以排除________________，但不能肯定是________________________________________________________________________。 ③如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子Ⅱ代DNA密度鑒定：若子Ⅱ代可以分出________________和__________________，則可以排除分散復(fù)制，同時(shí)肯定半保留復(fù)制； ④如果子Ⅱ代不能分出__________密度兩條帶，則排除______________，同時(shí)確定為______________。 解析：由題圖可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復(fù)制后得到的兩個(gè)DNA分子，一個(gè)是原來的兩條母鏈重新形成的DNA分子，一個(gè)是兩條子鏈形成的DNA分子；半保留復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的。 答案：(1)①親代的　新形成的?、谝粭l鏈來自親代DNA，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻摹、勖織l鏈中的一些片段是母鏈的，另一些片段是子鏈的　(3)①輕(14N/14N)　重(15N/15N)　半保留復(fù)制和分散復(fù)制?、谌Ａ魪?fù)制　半保留復(fù)制或分散復(fù)制　③一條中密度帶　一條輕密度帶?、苤?、輕　半保留復(fù)制　分散復(fù)制