資源簡介

基因的本質
第3節
DNA的復制
【素養目標】
掌握DNA的復制場所、條件及特點。
認識DNA分子數。
【必備知識】
實驗證據——半保留復制
材料：大腸桿菌
方法：同位素示蹤法
二、DNA的復制
場所：細胞核
時間：細胞分裂間期。（即有絲分裂的間期和減數第一次分裂的間期）
3．基本條件：①
模板：開始解旋的DNA分子的兩條單鏈（即親代DNA的兩條鏈）；
②
原料：是游離在細胞中的4種脫氧核苷酸；
③
能量：由ATP提供；
④
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。
過程：①解旋；②合成子鏈；③形成子代DNA
特點：①邊解旋邊復制；②半保留復制
6．原則：堿基互補配對原則
7．精確復制的原因：①獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板;
　　　　　　　?、趬A基互補配對原則保證復制能夠準確進行。
8．意義：將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續性
簡記：一所、二期、三步、四條件
1.
DNA分子數
(1)子代DNA分子總數=2n個。
(2)含15N的DNA分子數=2個。
(3)含14N的DNA分子數=2n個。
(4)只含15N的DNA分子數=0個。
(5)只含14N的DNA分子數=(2n
-2)個。
2.脫氧核苷酸鏈數
(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數=2n+1條。
(2)含IN的脫氧核苷酸鏈數=2條。
(3)含"N的脫氧核苷酸鏈數=(2n+1-2)條。
3.消耗的脫氧核苷酸數:設親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個。(1)經過n次復制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m.(2n-1)個。
(2)在第n次復制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸m-2n-1個。
【本節重點】
堿基對之間的氫鍵，可用解旋酶斷開，也可在高溫下自動斷開。
若在復制過程中出現堿基增添、缺失或替換就會發生基因突變。
【例題解析】
例1.假如某大腸桿菌的DNA分子用15N標記后其相對分子質量為a，用14N標記后其相對分子質量為b?，F將用15N標記后的大腸桿菌，培養在含有14N的培養基中，則子一代、子二代的DNA分子平均相對分子質量分別為（??
）
A.?(a＋b)/2；(a＋3b)/4?????????B.?a＋b；a＋3b????????C.?(a＋b)/2；(a＋b)/2?????????D.?a＋b；(a＋b)/3
例2.細菌在含15N的培養基中繁殖數代后，使細菌的DNA皆含有15N，然后再移入含14N的培養基中培養，提取其子代的DNA進行梯度離心，下圖①-⑤為可能的結果，下列敘述錯誤的是（???
）
A.?第一次分裂的子代DNA應為⑤????????????????????????????B.?第二次分裂的子代DNA應為①
C.?第三次分裂的子代DNA應為③????????????????????????????D.?親代的DNA應為⑤
答案：例1.
A
【解析】將含15N的?DNA大腸桿菌再培養在含14N的培養基中，子一代?DNA分子的一條鏈含有15N，一條鏈含有14N，含有15N的每條鏈相對分子質量為a/2，含有14N的每條鏈相對分子質量為b/2，因此該DNA的相對分子質量為(a＋b)/2；復制2次形成的4個DNA分子中共8條單鏈，其中含有2條含有15N，6條鏈含有14N，因此每個DNA分子的相對分子質量為(a＋3b)/4。
故答案為：A。
A
【解析】細菌的DNA被15N標記后，放在14N培養基中培養，復制1次形成2個DNA分子，每個DNA分子都是一條鏈含有15N，另一條鏈一條含有14N，離心形成中帶，即圖中的②，A錯誤；復制兩次后形成了4個DNA分子，2個DNA分子都是一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，離心形成中帶；另外兩個DNA分子都只含有14N，離心形成輕帶，即圖中①，B正確；隨著復制次數增加（三次及三次以上），離心后都含有中帶和輕帶兩個條帶，輕帶相對含量增加，即圖中③，C正確；細菌在15N培養基中繁殖數代后，使細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，DNA分子的兩條鏈都含有15N，離心形成重帶，即圖中的⑤，D正確。
【素養作業】
1.下列有關DNA分子復制的敘述，錯誤的是（??
）
A.?解旋酶可破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開????????????????
B.?所生成的兩條子鏈互補且方向相同
C.?DNA分子的雙螺旋結構和堿基互補配對可保證其準確進行?????
D.?DNA分子的兩條鏈均可作模板
2.某DNA分子經過3次復制后,所得到的第4代DAN分子中,含有第1代DNA分子中脫氧核苷酸鏈的條數有（??
）
A.?1條???????????????????????????????????????B.?2條???????????????????????????????????????C.?4條???????????????????????????????????????D.?8條
3.下圖為真核細胞DNA復制過程的模式圖。據圖分析，下列相關敘述錯誤的是（
）
?由圖示可知，DNA分子復制的方式是半保留復制??????????
B.?DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開，且需要消耗ATP
C.?圖中引物與相應DNA片段結合符合堿基互補配對原則??????????
D.?DNA在復制過程中，先全部解旋，后復制
4.下列有關核DNA結構和復制的敘述，正確的是（??
）
A.?DNA分子中含有兩個游離的磷酸基團?????????????????
B.?由兩條核糖核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構
C.?DNA復制時所用的模板是完全解開的兩條鏈??????????
D.?含m個腺嘌呤的DNA復制一次，需要2m個胸腺嘧啶
5.下圖是果蠅的核DNA復制模式圖，箭頭所指的泡狀結構稱為DNA復制泡，是DNA分子中正在復制的部分。下列有關分析，錯誤的是（???
）
?復制泡處以被解開的兩條母鏈為模板
B.?形成復制泡不需要消耗能量
C.?復制泡的形成與解旋酶的作用有關
D.?一個核DNA分子復制時存在多個復制原點
6.下圖是真核細胞中DNA的復制、基因的表達示意圖，相關敘述正確的是（??
）
A.?甲、乙兩過程主要發生在細胞核內，丙過程發生在細胞質內
B.?甲、乙兩過程都需要DNA聚合酶、解旋酶的催化
C.?參與丙過程的RNA均為單鏈結構，其內部不存在堿基互補配對
D.?甲、乙、丙三過程所需原料依次是核糖核苷酸、脫氧核苷酸、氨基酸
7.乙肝病毒由內部的核心部分和包圍核心的衣殼以及外部的包膜組成，內部的核心部分含DNA和DNA聚合酶，衣殼由蛋白質組成。乙肝病毒侵染機體時，DNA和DNA聚合酶進入肝細胞內，參與乙肝病毒的增殖，形成大量子代乙肝病毒，最終釋放至肝細胞外。下列有關敘述錯誤的是（??
）
A.?乙肝病毒DNA可控制乙肝病毒衣殼蛋白的合成
B.?組成乙肝病毒衣殼蛋白的單體種類由氨基決定
C.?乙肝病毒DNA聚合酶在DNA復制過程中發揮作用
D.?被乙肝病毒入侵細胞的及時清除屬于細胞凋亡
8.已知一個完全標記上15N的DNA分子含100個堿基對，其中有腺嘌呤40個。經過n次復制后，不含15N的DNA分子總數與含15N的DNA分子總數之比為7:1。若需游離的胞嘧啶為m個，則n,m分別是（??
）
A.?3；900???????????????????????????????B.?3；420?????????????????????????????C.?4；420???????????????????????????????D.?4；900
參考答案
1.【答案】
B
【解析】旋酶可破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開，A正確；所生成的兩條子鏈互補且方向相反，B錯誤；DNA分子的雙螺旋結構和堿基互補配對可保證其準確進行，
C正確；
DNA分子的兩條鏈均可作模板，D正確。
2.【答案】
B
【解析】DNA復制親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程,復制的結果是一條DNA復制出兩條DNA，所以經過三次復制以后得到的第四代DNA分子共有23=8個。DNA復制具有半保留復制的特點，所以在這8個DNA分子的16條鏈中，只有2條鏈是最初的母鏈，還有14條鏈是新形成的子鏈，即含有第一代DNA中脫氧核苷酸鏈的條數是2條。
故答案為：B。
3.【答案】
D
【解析】由圖示可知，新合成的DNA分子中都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此復制的方式是半保留復制，A不符合題意；解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開，需要消耗ATP，B不符合題意；圖中引物與相應DNA片段結合符合堿基互補配對原則，C不符合題意；DNA在復制過程中，邊解旋邊進行半保留復制，在較短的時間內形成DNA分子，D符合題意。
故答案為：D
4.【答案】
A
【解析】DNA分子含有2條鏈，一條鏈含有一個游離的磷酸，A符合題意；DNA分子是由2條脫氧核苷酸鏈組成的規則的雙螺旋結構，B不符合題意；DNA分子復制是邊解旋邊以兩條鏈為模板進行復制的，C不符合題意；DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶數相等，含有m個腺嘌呤的DNA復制一次，形成2個DNA分子，需要的胸腺嘧啶數是m，D不符合題意。
故答案為：A
5.【答案】
B
【解析】A.復制泡處以被揭開的兩條母鏈為模板，A不符合題意；
B.DNA分子的復制過程需要消耗能量，B符合題意；
C.復制泡是DNA解螺旋形成的與解旋酶的作用有關，C不符合題意；
D.一個核DNA分子復制時存在多個復制原點，D不符合題意。
故答案為：B
6.【答案】
A
【解析】A、由題圖可知，甲過程表示DNA復制，乙過程表示轉錄，丙過程表示翻譯。甲、乙兩過程主要發生在細胞核內，丙過程發生在細胞質中的核糖體上，A正確；
B、DNA復制需要DNA聚合酶、解旋酶的催化，轉錄需要RNA聚合酶的催化，B錯誤；
C、參與丙過程的tRNA呈三葉草型，內部存在堿基互補配對，C錯誤；
D、甲、乙、丙三過程所需原料依次為脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，D錯誤。
故答案為：A。
7.【答案】
B
【解析】A.
乙肝病毒在宿主細胞內的增殖過程，以自己的DNA為模板可以進行復制和控制蛋白質的合成，乙肝病毒DNA可控制乙肝病毒衣殼蛋白的合成，A正確；
B.
組成乙肝病毒衣殼蛋白的單體即氨基酸，氨基酸分子的種類是由R基決定的，B錯誤；
C.
DNA聚合酶在DNA復制過程能夠催化脫氧核苷酸合成DNA，C正確；
D.
被乙肝病毒入侵細胞的及時清除屬于細胞凋亡，有利于抵御外界各種因素的干擾，維持內部環境的穩定，D正確。
故答案為：B。
8.【答案】
D
【解析】親代DNA中胞嘧啶個數為：（100x2-40x2）/2=60；DNA復制特點是半保留復制，n次復制后，不含15N的DNA分子總數與含15N的DNA分子總數之比為（2n-2）：2=7:1，得n=4；復制4次需游離的胞嘧啶m=（24-1）x60=900，所以D正確。

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