《（浙江專版）2018年高中生物 第三章 遺傳的分子基礎 第三節(jié) 遺傳信息的傳遞學案 浙科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（浙江專版）2018年高中生物 第三章 遺傳的分子基礎 第三節(jié) 遺傳信息的傳遞學案 浙科版必修2（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三節(jié)遺傳信息的傳遞1DNA的復制是指以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。一個DNA分子復制一次形成兩個完全相同的DNA分子。2DNA的復制特點是邊解旋邊復制和半保留復制。半保留復制是指每個新合成的子代DNA分子中都保留原來DNA分子的一條鏈。3DNA復制需要DNA模板、4種脫氧核苷酸做原料以及酶和能量。4DNA能精準復制是因為它獨特的雙螺旋結構提供了精確的模板和準確的堿基互補配對能力。5DNA分子的復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。 DNA的復制1DNA復制的概念、時間、場所概念以DNA分子為模板合成子代DNA的過程時間有絲分裂的間期和減數(shù)分裂前的間期場所
2、主要是細胞核2DNA復制的條件(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。3DNA復制的過程親代DNA解旋，以親代DNA分子的兩條鏈為模板，以脫氧核苷酸為單位，通過堿基互補配對原則合成子鏈，子鏈與相應的母鏈盤繞成子代DNA分子。4DNA復制的特點(1)過程：邊解旋邊復制邊螺旋(不是兩條母鏈完全解開后才合成新的子鏈)。(2)方式：半保留復制(新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈)。5準確復制的原因和意義判斷(1)DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板。()(2)通過堿基互補配
3、對原則，保證了復制的準確進行。()(3)通過DNA復制，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復制的保障DNA分子之所以能自我復制，取決于DNA的雙螺旋結構，它為復制提供了模板；同時，由于堿基具有互補配對的特性，因此能確保復制的準確性。在復制過程中，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，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)基礎和根本原因。巧學妙記DNA分子復制記憶口訣：一所、兩期、三步、四條件一所復制的主要場所：細胞核兩期復制的主要時期：有絲分裂的間期和減數(shù)分裂前的間期三步復制步驟：解
4、旋復制延伸及重新螺旋四條件復制需要的條件：模板、原料、能量、酶1真核生物DNA復制的場所只有細胞核嗎？原核生物DNA復制的場所是什么？提示：不是，還有線粒體、葉綠體。原核生物DNA復制的場所主要是擬核。2若用15N標記一個DNA分子的兩條鏈，用含14N標記的脫氧核苷酸為原料復制一次。那么，半保留復制和全保留復制兩種情況下產(chǎn)生的子代DNA有什么不同？提示：半保留復制：兩個子代DNA分子都為一條鏈含15N，一條鏈含14N。全保留復制：子代DNA分子中有一個兩條鏈都為14N，一個兩條鏈都為15N。3如果將DNA分子的兩條鏈用15N標記，轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，試分析子代DNA被標記的情況。DN
5、A復制次數(shù)含15N的DNA含14N的DNA含15N的DNA鏈含14N的DNA鏈復制1次_復制2次_提示：2；2；2；2；2；4；2；6。4DNA進行自我復制，這在遺傳上具有什么重要意義？提示：因為親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復制了一份傳給后代。因此，DNA復制能保持物種的穩(wěn)定性。1對DNA復制的理解(1)場所：主要是細胞核(凡是細胞內(nèi)有DNA的地方均可復制)。真核生物：細胞核、線粒體、葉綠體，其中主要場所是細胞核。原核生物：擬核、細胞質(zhì)(如質(zhì)粒的復制)。病毒：宿主細胞內(nèi)。(2)適用范圍：能夠進行DNA復制的生物，即一切以DNA為遺傳物質(zhì)的生物。(3)過程示意圖：在
6、有關酶的作用下，配對堿基之間氫鍵斷開，形成母鏈。以母鏈為模板，進行堿基互補配對，合成互補子鏈。母鏈和子鏈盤繞，形成兩個新的DNA分子。(4)特點：半保留復制，即新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。(5)復制所需的酶是指一個酶系統(tǒng)， 主要是指解旋酶和DNA聚合酶等。解旋酶的作用是破壞堿基間的氫鍵。DNA聚合酶的作用是連接游離的脫氧核苷酸。(6)兩個子代DNA的位置及分開時間：復制產(chǎn)生的兩個子代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著絲粒分裂時分開，分別進入兩個子細胞中。特別提醒DNA分子的復制往往是從多個起點同時進行的，如下圖：
7、 2.DNA復制過程中相關數(shù)量關系1個DNA分子復制n次，產(chǎn)生子代DNA數(shù)為2n，其中：(1)(2)子代DNA鏈數(shù)為2n1(3)DNA復制過程中其中一條鏈發(fā)生差錯，復制n代后，發(fā)生突變的基因占全部基因數(shù)的50%。(4)若某DNA分子含某堿基m個，如該DNA分子進行n次復制，則需消耗某游離的脫氧核苷酸數(shù)為m(2n1)；如進行第n代復制，需消耗某游離的脫氧核苷酸數(shù)為m(2n1)。3DNA分子連續(xù)復制的計算規(guī)律已知某一DNA分子用15N標記(0代)，將含有該標記DNA分子的細胞(或某種細菌)轉(zhuǎn)移到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(進行DNA復制)若干代后，其DNA分子數(shù)、脫氧核苷酸鏈數(shù)及相關比例如下表：世代
8、DNA分子的特點DNA中脫氧核苷酸鏈的特點分子總數(shù)細胞中的DNA分子在離心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比鏈總數(shù)不同脫氧核苷酸鏈占全部鏈之比只含15N分子含14N、15N雜種分子只含14N分子含15N的鏈含14N的鏈01全在下部10021012全在中部010424中上0838中上016n2n中1上012n11特別提醒(1)子代DNA分子中，含14N的有2n個，只含14N的有(2n2)個，做題時應看準是“含”還是“只含”。(2)無論復制多少次，含15N的DNA分子始終是2個，占總數(shù)比例為。(3)子代DNA分子的鏈中：總鏈數(shù)2n22n1條。含15N的鏈始終是2條，占總數(shù)比例。做題時，應
9、看準是“DNA分子數(shù)”還是“脫氧核苷酸鏈數(shù)”。 DNA的復制例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制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復制兩次后的產(chǎn)物是()思路點撥精講精析親代DNA雙鏈用白色表示，DNA復制方式是半保留復制，因此復制一次后得到的兩個DNA分子只含有白色和灰色，而第二次復制得到的四個DNA分子以這兩個DNA分子的四條鏈為模板合成的四個DNA分子中，都含有黑色的DNA子鏈。答案DDNA復制方式是半保留復制，因此新合成的每個DNA分子中，一條鏈為保留下來的原DNA分子中的一條鏈(復制時的模板鏈)，另一條鏈為吸收
10、新合成的子鏈。1下列關于DNA復制過程的敘述中，錯誤的是()ADNA復制時伴隨有氫鍵的斷裂和重新形成BDNA復制時伴隨有磷酸二酯鍵的斷裂和重新形成CDNA復制時伴隨有高能磷酸鍵的斷裂和重新形成DDNA復制時伴隨有雙螺旋結構的破壞與重新形成解析：選BDNA復制時需要先在解旋酶的作用下破壞堿基對之間的氫鍵，復制完成時模板母鏈與子鏈之間形成氫鍵，然后重新螺旋化；在復制過程中要消耗能量，能量由高能化合物來提供，所以伴隨有高能磷酸鍵的斷裂和重新形成；復制時只在DNA聚合酶的作用下伴隨有磷酸二酯鍵的形成，而沒有磷酸二酯鍵的斷裂。DNA復制過程中有關數(shù)量計算例2某DNA分子中含有1 000個堿基對(被32P
11、標記)，其中有胸腺嘧啶400個。若將該DNA分子放在只含被31P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復制兩次，其結果不可能是()A含32P的DNA分子占1/2B含31P的DNA分子占1/2C子代DNA分子相對分子量平均比原來減少1 500D共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1 800個思路點撥精講精析該DNA分子在含 31P的培養(yǎng)液中復制兩次，可得到22個DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%；含32P的DNA分子占2/41/2。因為DNA復制為半保留復制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進入兩個子代DNA分子中；22個DNA分子中有兩個DNA分子的每條鏈都只有31P，還有兩個DNA分子都是一條鏈含31P，
12、另一條鏈含32P。前兩個DNA 分子相對分子質(zhì)量比原DNA分子共減少了4 000，后兩個DNA分子比原DNA分子共減少了2 000，這樣4個DNA分子的相對分子量平均比原來減少了6 000/41 500；在1 000個堿基對的DNA分子中，胸腺嘧啶400個，則含有鳥嘌呤個數(shù)(1 00024002)/2600(個)，復制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600(221)1 800(個)。答案BDNA復制消耗脫氧核苷酸數(shù)的計算(1)方法：若一親代DNA分子含有某種含氮堿基的脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n1)個。第n次復制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n1。(2)步驟：2用15
13、N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中的胞嘧啶60個，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制四次。其結果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個D復制結果共產(chǎn)生16個DNA分子解析：選B15N標記的DNA分子在14N的培養(yǎng)基上復制四次后，產(chǎn)生16個DNA分子，其中含15N的DNA分子有兩個，占1/8，含14N的DNA分子有16個，所以B錯；復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為(241)40600(個)。課堂回扣練習一、概念原理識記題1下列關于DNA復制條件的敘述，不正確的是()ADNA復制時只有DNA的一條鏈作模板B以4種
14、游離的脫氧核苷酸為原料CDNA復制過程需要消耗能量D沒有酶的催化，細胞DNA復制無法進行解析：選ADNA復制是指DNA分子利用細胞提供的能量，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，利用細胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，合成與母鏈互補的子鏈，每條子鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構，最終形成與親代DNA分子相同的子代DNA的過程。2保證準確無誤地進行DNA復制的關鍵步驟是()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行互補配對C配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補的子鏈D模板母鏈與互補子鏈盤繞成雙鏈結構解析：選BDNA具有獨特的雙螺旋結構，能為
15、復制提供模板；堿基具有互補配對的能力，能夠使復制準確無誤。二、易錯易混辨析題3某雙鏈DNA分子含m對堿基，其中腺嘌呤有a個。該DNA在連續(xù)復制時，對所需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述，不正確的是()A在第一次復制時，需要(ma)個B復制兩次時，共需要2(ma)個C在第n次復制時，需要2n1(ma)個D不論復制多少次，需要胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目等于所需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目解析：選B雙鏈DNA分子中含2m個堿基，a個腺嘌呤，推算出胞嘧啶個數(shù)為：(2m2a)/2ma(個)，在第一次復制時，需胞嘧啶脫氧核苷酸個數(shù)為(211)(ma)ma(個)，復制兩次需要：(221)(ma)3(ma)個，第n次
16、復制時需要：(2n1)(ma)(2n11)(ma)2n1(ma)個；根據(jù)DNA中堿基互補配對原則知，胞嘧啶與鳥嘌呤數(shù)目相等。三、基本原理應用題4假定某高等生物體細胞的染色體數(shù)是10條，其中染色體中的DNA分子用含3H的胸腺嘧啶標記，將該體細胞放入不含有3H標記的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)2代，則在形成的第2代細胞的1個細胞的有絲分裂后期，沒有被標記的染色體數(shù)為()A5條B40條C20條D10條解析：選D根據(jù)DNA半保留復制的特點，DNA雙鏈被含3H的胸腺嘧啶標記，在不含3H標記的培養(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標記，另一條鏈沒有3H標記。在不含3H標記的培養(yǎng)液中進行第二次分
17、裂的后期時一半染色體被標記，一半染色體沒有被標記。回扣知識點1DNA復制的條件及過程。 。2基因的概念及特點。 。3易誤點提醒：DNA復制次數(shù)與所需原料數(shù)。4能力遷移：細胞分裂中染色體與DNA復制關系綜合。 課下綜合檢測一、選擇題1下列關于DNA復制的敘述，正確的是()A在細胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復制BDNA通過一次復制后產(chǎn)生四個DNA分子CDNA雙螺旋結構全部解旋后，開始DNA的復制D單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈解析：選ADNA通過一次復制后產(chǎn)生兩個DNA分子，復制兩次才能產(chǎn)生四個DNA分子。DNA復制應該是邊解旋邊復制。單個脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接合成新
18、的子鏈。2在一個細胞周期中，DNA復制過程中的解旋發(fā)生在()A兩條DNA母鏈之間 BDNA子鏈與其互補的母鏈之間C兩條DNA子鏈之間 DDNA子鏈與其非互補母鏈之間解析：選A在DNA復制時，首先是構成DNA的兩條母鏈解旋，然后以分開的兩條母鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成子鏈。3在體外進行DNA復制的實驗，向試管中加入有關酶、4種脫氧核苷酸和ATP,37下保溫、適宜的酸堿度。下列敘述中正確的是()A能生成DNA，DNA的堿基比例與4種脫氧核苷酸的比例一致B不生成DNA，因為實驗中缺少DNA模板C能生成DNA，DNA的堿基比例不確定，且與酶的來源有一定的關聯(lián)D不生成DNA，因為實驗中缺少酶催化
19、的適宜條件解析：選BDNA復制需要模板、酶、原料、能量和適宜條件。4某雙鏈DNA分子中共有含氮堿基1 400個，其中一條單鏈上(AT)(CG)25。問該分子連續(xù)復制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是()A200個 B400個C600個 D1 200個解析：選C雙鏈DNA分子中一條單鏈上(AT)(CG)25，則整個雙鏈DNA分子中(AT)(CG)25，而雙鏈DNA分子中共有堿基1 400個，所以AT200個，該DNA分子連續(xù)復制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是(221)200600個。5將用15N標記的一個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中復制n次，則后代中含有15N的DNA單鏈占
20、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()A1/2n,1/2nB1/2n,1/2n1C1/2n,1/2n1 D1/2n1,1/2n解析：選BDNA分子復制n次后，得到的子代DNA分子為2n個，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1/2n1。6將被15N標記的DNA分子，放入只含14N的培養(yǎng)基中讓其進行復制，當測得含有15N的DNA分子占12.5%時，該DNA分子已復制了()A1次 B2次C3次 D4次解析：選DDNA復制是半保留復制。1個含15N的DNA分子在含
21、14N的培養(yǎng)基中復制n次，則形成2n個DNA分子，其中含15N的DNA分子占2/2n。已知2/2n12.5%，則n4。7用15N標記細菌的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假設親代DNA分子為n個，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，同時含14N和15N的分子為2n個，只含14N的分子有14n個，則它們呈現(xiàn)的比例為D圖所示。8某個DNA片段由500對堿基組成，AT占堿基總數(shù)的34%，若該DNA片段復制2
22、次，共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數(shù)為()A330 B660C990 D1 320解析：選C500對堿基是1 000個堿基，AT占堿基總數(shù)的34%，則GC占堿基總數(shù)的66%，C占33%。由于堿基與脫氧核苷酸對應，那么胞嘧啶脫氧核苷酸占33%，為330個，復制2次共形成4個DNA，一共含有4000個脫氧核苷酸，其中的胞嘧啶脫氧核苷酸共有33041 320(個)，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為1 320330990(個)?；蛘呖闯尚潞铣?個DNA，需要3303990個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，主要與下列哪項有關()ADNA分子的種類 B.DNA分子的數(shù)量C染色體的復
23、制 D.DNA分子的復制解析：選DDNA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通過復制，隨著細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，是一種細胞結構，染色體的復制屬細胞水平闡述。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。把含一個被32P標記的DNA分子的細菌放在不含32P的培養(yǎng)基上，讓其繁殖a代，則細菌中DNA分子的平均相對分子質(zhì)量是()AN(2a2)M/ 2aBN(2a1)M/ 2aCM(2a2)N/
24、2a DN(2a1)M/( 2a2)解析：選B根據(jù)DNA半保留復制特點可知，細菌繁殖a代后，形成的2a個DNA分子中，兩條鏈都含32P的DNA分子有0個，只有一條鏈含32P的有2個，兩條鏈都不含32P的有(2a2)個。一條鏈含32P、一條鏈不含32P的兩個DNA分子的相對分子質(zhì)量之和是NM，兩條鏈都不含32P的DNA分子的總的相對分子質(zhì)量為(2a2)N，因此所有DNA分子的總的相對分子質(zhì)量為NM(2a2)NN(2a1)M。因此細菌中DNA分子的平均相對分子質(zhì)量是N(2a1)M/ 2a。二、非選擇題11.右面為DNA的復制圖解，請據(jù)圖回答下列問題：(1)DNA復制發(fā)生在_期，過程稱為_，指出中的
25、子鏈_，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的復制具有_特點。(2)將一個細胞的DNA用15N標記，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細胞占總細胞數(shù)的_，只含14N的DNA細胞占總細胞數(shù)的_，含15N的DNA細胞占總細胞數(shù)的_，只含15N的DNA細胞占總細胞數(shù)的_。(3)已知原來DNA中有100個堿基對，其中A 40個，復制4次，在復制過程中將需要_個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸參加。解析：(1)DNA的復制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，復制時首先進行解旋，然后按照堿基互補配對原則合成子鏈。DNA分子復制
26、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，這種復制方式是半保留復制。(2)一個DNA分子復制4次產(chǎn)生16個DNA分子，親代DNA分子被15N標記，利用14N脫氧核苷酸連續(xù)復制4次，產(chǎn)生的子代DNA分子情況為：2個DNA分子含15N14N,14個DNA分子只含14N，沒有只含 15N的DNA分子。故含14N的DNA細胞占總細胞數(shù)的100%，只含14N的占87.5%，含15N的占12.5%，沒有只含15N的DNA細胞。(3)DNA分子中共有100個堿基對200個堿基。A40個，T40個，GC60個，復制4次需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸(241)60900個。答案：(1)有絲分裂
27、的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期解旋、堿基互補配對半保留復制(2)100%875% 12.5%0(3)90012下面是DNA復制的有關圖示。ABC表示大腸桿菌的DNA復制。DF表示哺乳動物的DNA復制。圖中黑點表示復制起點，“”表示復制方向，“”表示時間順序。(1)若A中含有48 502個堿基對，而子鏈延伸速率是105個堿基對/min，假設DNA分子從頭到尾復制，則理論上此DNA分子復制約需30 s，而實際上只需約16 s，根據(jù)AC過程分析，這是因為_。(2)哺乳動物的DNA分子展開可達2 m之長，若按AC的方式復制，至少需要8 h，而實際上只需要約2 h左右，根據(jù)DF過程分析，是因為_。(3)AF均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復制是_的。(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準確地復制出來，是因為(寫出兩點原因)：_，_。解析：(1)由題知，實際復制時間約相當于理論上復制時間的一半，再根據(jù)圖示可知DNA復制為雙向復制。(2)哺乳動物的DNA分子的實際復制時間要短于按AC的方式復制的時間，說明DNA復制不只是單起點雙向復制，結合DF可推斷DNA復制為多起點同時雙向復制。答案：(1)復制是雙向進行的(2)DNA分子中有多個復制起點(3)邊解旋邊復制(4)DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供精確的模板堿基互補配對原則保證DNA分子復制的準確無誤- 12 -
（浙江專版）2018年高中生物 第三章 遺傳的分子基礎 第三節(jié) 遺傳信息的傳遞學案 浙科版必修2
