第3、4节 DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段
学 习 目 标
核 心 素 养
1．概述DNA复制方式的假说及实验证据。
2．掌握DNA复制的过程及精确复制的原因。(重点)
3．理解基因与DNA、染色体的关系。(重、难点)
1．通过对探究DNA复制方式的实验的分析，再一次体会“假说—演绎法”。
2．利用数学方法归纳DNA分子的多样性和特异性。
一、DNA的复制
1．对DNA分子复制的推测
(1)提出者：沃森和克里克。
(2)假说内容：
①解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补碱基之间的氢键断裂。
②复制
③特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称作半保留复制。
2．DNA半保留复制的实验证据
(1)实验材料：大肠杆菌。
(2)实验方法：运用同位素示踪技术。
(3)实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。
3．DNA分子复制的过程
(1)DNA复制的概念、时间、场所
①概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
②时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
③场所：主要是细胞核。
(2)DNA分子的复制过程
(3)特点
①过程：边解旋边复制。
②方式：半保留复制。
(4)准确复制的原因
①DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。
②通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。
(5)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
二、基因是有遗传效应的DNA片段
1．基因与DNA关系的实例
2．DNA片段中的遗传信息
(1)遗传信息：DNA分子中4种碱基的排列顺序。
(2)特点
①多样性：碱基排列顺序的千变万化。
②特异性：每一个DNA分子有特定的碱基排列顺序。
③稳定性：DNA分子的结构较稳定。
3．与生物体多样性和特异性的关系
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。 ( )
2．在证明DNA复制方式的实验中，从Ⅰ代开始细菌DNA分子中至少有一条链含 14N。 ( )
3．DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。 ( )
4．任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。 ( )
提示：1．× DNA的组成元素有C、H、O、N、P，这几种元素都有同位素，所以标记任何一种元素都可以。
2．√
3．× DNA分子的复制方式为半保留复制，所以子代DNA的两条链中包含了一条母链和一条子链。
4．× RNA病毒(如烟草花叶病毒、禽流感病毒、埃博拉病毒等)的遗传物质是RNA，其基因是有遗传效应的RNA片段。
对DNA分子复制的推测
1．对DNA分子复制的推测
假说
遗传物质自我复制的假说
提出者
沃森和克里克
内容
(1)解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，配对碱基之间的氢键断裂
(2)复制：以解开的两条母链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键结合到作为模板的单链上
特点
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来的DNA分子中的一条链，是半保留复制
2．DNA半保留复制的实验证据分析
(1)实验方法：放射性同位素标记法和密度梯度离心法。
(2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA分子密度居中。
(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
(4)实验预期：离心后应出现3条DNA带。
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
(5)实验过程
(6)过程分析
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
(7)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
易错提醒：(1)该实验在探究过程中使用的方法是假说—演绎法。
(2)该实验也可以用P、C等元素进行标记。
(3)在实验过程中一定要注意提取DNA的时间，以大肠杆菌繁殖一次所用的时间为间隔。
1．细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( )
A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤
C [亲代DNA全为15 N，应为⑤，复制一次后，DNA一条链为15N，一条链为14N，应为②；复制两次后形成4个DNA，其中2个全为14N，2个是一条链为15N，一条链为 14N，应为①；复制三次后形成8个DNA，其中6个DNA全为 14N，2个DNA的一条链为 14N，一条链为 15N，故C错。]
2．下列有关“探究DNA的复制过程”活动的叙述，正确的是( )
A．培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架
B．通过对第二代大肠杆菌DNA的密度梯度离心，得出DNA复制的特点为半保留复制
C．将含14N/14N－DNA的大肠杆菌放在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15N
D．将含15N/15N－DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将只出现1个条带
C [培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成含氮碱基进而形成DNA两条链之间的碱基对，A错误；通过对亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的密度梯度离心，对比分析才可得出DNA复制的特点为半保留复制，B错误；根据DNA的半保留复制，将含14N/14N－DNA的大肠杆菌放在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15N，C正确；将含15N/15N－DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将出现轻、重2个条带，D错误。]
DNA分子的复制
[问题探究]
如果将DNA分子的两条链用15N标记，转移到含14N的培养基中培养，复制2次后，含15N的DNA、含14N的DNA、含15N的DNA链、含14N的DNA链各是多少？
提示：2个、4个、2条、6条。
[归纳总结]
1．全面理解DNA的复制
(1)DNA复制的场所：
主要是在细胞核(凡是细胞内有DNA的地方均可复制)。
真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体，其中主要场所是细胞核。
原核生物：核区、细胞质(如质粒的复制)。
病毒：宿主细胞内。
(2)真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。
(3)复制所需的酶是指一个酶系统，不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA连接酶等。
①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。
②DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。
③DNA连接酶的作用是连接DNA片段。
(4)两个子代DNA的位置及分开时间：复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝点连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中。
2．DNA复制的有关计算
将含有 15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
(1)DNA分子数
①子代DNA分子数＝2n个。
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。
③不含亲代链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸m(2n－1)个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为m·2n－1。
1．下列有关DNA复制的叙述正确的是( )
A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸
B．在复制过程中解旋和复制是同时进行的
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
B [DNA分子在解旋酶的作用下，双链解开，变成单链，A错误；复制过程是边解旋边复制，所以解旋和复制是同时进行的，B正确；水解成的两条单链都可以作为DNA复制的模板，C错误；形成的DNA分子中各含有一条母链和一条子链，两条链之间的碱基通过氢键形成碱基对，组成一个新的DNA分子，D错误。故选B项。]
2．用一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个。下列叙述不正确的是( )
A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键
C．该噬菌体繁殖4次，子代中只有14个含有31P
D．噬菌体DNA第4次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
C [噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，其DNA的复制及表达需要大肠杆菌提供原料、酶和ATP等，A项正确；DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，T有(m－n)个，因此氢键个数＝2(m－n)＋3n＝(2m＋n)个，B项正确；子代噬菌体中有16个含31P，C项错误；噬菌体DNA第4次复制共需要腺嘌呤脱氧核苷酸＝(16－8)(m－n)＝8(m－n)个，D项正确。]
基因是有遗传效应的DNA片段
1．全方位理解“基因”
(1)本质上，基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
(3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
(4)位置上，基因在染色体上呈线性排列。
2．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
3．基因、染色体、蛋白质、性状的关系
(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。
(2)对于原核细胞来说，基因存在于拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这一载体。
1．下列有关基因的叙述中，错误的是( )
A．每个基因都是DNA分子上的一个片段
B．DNA分子上的每一个片段都是基因
C．DNA分子的结构发生改变，基因的结构不一定发生改变
D．真核细胞的核基因位于染色体上，在染色体上呈线性排列
B [每个基因都是DNA分子上的一个片段，A正确；基因是有遗传效应的DNA片段，B错误；DNA分子的非基因结构发生改变，不会引起基因结构变化，C正确；染色体是基因的载体，基因在染色体上呈线性排列，D正确。]
2．下列有关DNA多样性的叙述，正确的是( )
A．DNA分子多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化
B．含有200个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有4200种
C．DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的基础
D．DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因
C [DNA分子的多样性是指DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样；DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础；含有200个碱基的DNA分子中，碱基对可能的排列方式有4100种。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸做原料以及酶和能量。
2．DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
3．DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
4．DNA通过复制，保持了遗传信息的连续性。
5．基因是具有遗传效应的DNA片段。
6．DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息。
1．下列有关探究DNA复制过程的说法不正确的是( )
A．实验利用了同位素示踪法
B．细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次
C．密度梯度超速离心后，DNA在试管中的位置与相对分子质量无关
D．实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点
C [探究DNA复制的实验利用15N标记亲代细胞的DNA，在含14N的培养液中连续分裂两次(在每次分裂的间期DNA都复制一次)，分别取分裂一次和分裂两次的细胞DNA，进行密度梯度超速离心，DNA在试管中的位置取决于DNA分子所含同位素的情况，即相对分子质量的大小。实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点。]
2．真核细胞中DNA复制如下图所示，下列叙述错误的是( )
A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
C [多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成，提高复制效率，A正确。DNA为半保留复制，每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代，B正确。DNA解旋酶破坏碱基对的氢键，使DNA双链解旋，DNA聚合酶形成磷酸二酯键，C错误。碱基对之间严格的碱基互补配对原则，保证了遗传信息准确地从亲代DNA传向子代DNA，D正确。]
3．某一个DNA分子中，A为200个，复制n次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，则该DNA分子已经复制了几次？( )
A．4次 B．3次
C．5次 D．6次
A [利用DNA复制规律可知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000＝(2n－1)·200，得n＝4。]
4．染色体、DNA和基因三者关系密切，下列叙述中不正确的是( )
A．正常细胞中每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多个基因
B．复制、分离和传递，三者都能相伴而行
C．三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用
D．在进行有性生殖的生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者
C [DNA是主要的遗传物质；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是DNA与基因的载体，而不是遗传物质。]
5．如图为真核细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程回答问题。
(1)由图示得知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是__________________。
(2)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供________。
(3)从图中可以看出合成的两条子链的方向是________(填“相同”或“相反”)的。
(4)真核细胞中DNA复制的场所是________________________等；细胞分裂过程中，在复制完成后，乙、丙分开的时期为________________________。
(5)DNA分子通过复制，将__________从亲代传给了子代，从而保持了____________________的连续性。
[解析] DNA复制的方式是半保留复制，其特点是边解旋边复制；解旋过程需要细胞提供能量；DNA的2条脱氧核苷酸链是反向平行的关系，那么以这两条链为模板合成的子链的方向也应该是相反的；真核细胞内DNA分子复制的场所有细胞核、线粒体和叶绿体等；复制后的DNA分子分别存在于两条染色单体中，染色单体分开发生的时期是有丝分裂后期和减Ⅱ后期；DNA分子复制的意义是将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
[答案] (1)半保留复制 (2)能量(ATP) (3)相反 (4)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期 (5)遗传信息 遗传信息
教材课后习题 (教师用书独具)
第3节 DNA的复制
一、基础题
1．腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
2．模板 原料 能量 酶 双螺旋 碱基互补配对
3．D。DNA聚合酶可将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接在已有DNA链上。
4．B。处于四分体时期的细胞中每条染色体上含有2条染色单体。已知1条染色单体含有1个双链的DNA分子，故2条染色单体含有2个双链的DNA分子。
二、拓展题
提示：31．6×108×10－9×2＝6.32个，可能有6个碱基会发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响(这一问可由学生开放式回答)。
第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
一、基础题
1．(1)√ (2)×
2．C
3．提示：从遗传物质必须具备的条件来分析：(1)在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；(2)能够控制生物体的性状；(3)能够储存足够量的遗传信息；(4)结构比较稳定。
二、拓展题
1．提示：并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。
2．提示：DNA包括基因与非基因的碱基序列。
3．提示：这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要注意区分。
课件61张PPT。第3章 基因的本质第3、4节 DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段沃森和克里克 氢键 碱基互补配对两条单链脱氧核苷酸半保留复制 半保留复制大肠杆菌同位素示踪亲代DNA间期减数第一次分裂前的间期细胞核连续性边解旋边复制半保留复制双螺旋碱基互补配对遗传信息碱基排列顺序4种碱基特定的碱基排列顺序物质基础 对DNA分子复制的推测 DNA分子的复制 基因是有遗传效应的DNA片段 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十一)
(建议用时：35分钟)
[合格基础练]
1．如图表示细胞核内某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是( )
A．此过程需要能量和尿嘧啶脱氧核苷酸
B．真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核
C．正常情况下，a、d链都应该到不同的细胞中去
D．b链中(A＋G)/(T＋C)的值一定与c链中的相同
C [DNA分子中不存在尿嘧啶脱氧核苷酸，A项错误；真核生物细胞中，DNA复制可以发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，B项错误；a、d两条链分布到两个DNA分子中，DNA分子经过复制后平均分配给两个子细胞，因此正常情况下a、d链应该到不同的细胞中去，C项正确；由题图可知b链中(A＋G)/(T＋C)的值与c链中的不相同，互为倒数，D项错误。]
2．一个被15N标记的DNA分子，以含14N的4种脱氧核苷酸为原料，连续复制3次，则含15N的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例是 ( )
A．1/2 B．1/4
C．1/6 D．1/8
D [DNA的复制方式为半保留复制，连续复制3次形成8个DNA分子，则含15N的脱氧核苷酸链只有2条，则其占全部脱氧核苷酸链的比例是2/16＝1/8，选项D正确。]
3．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子的复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
A [从图中可以看出DNA分子复制有多个起点，但不是同时开始的，因为复制环有大有小，所以A不对。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的。真核生物DNA分子的复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。真核生物的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率。]
4．DNA分子能够自我复制的结构基础是( )
A．DNA具有独特的双螺旋结构
B．配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
C．磷酸和脱氧核苷酸交替排列的顺序稳定不变
D．DNA分子具有多样性和特异性
A [DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，而碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行。]
5．某个DNA片段由500对碱基组成，G＋C占碱基总数的34%。若该DNA片段连续复制三次，第三次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为( )
A．1 155 B．1 320
C．2 310 D．2 640
B [由于G＋C占总数的34%，所以A＋T占66%，A与T各占33%，整个DNA片段中含有500对碱基，该DNA片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33%×1 000＝330个，在第三次复制时需新合成8条DNA单链，相当于4个DNA分子，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为330×4＝1 320(个)。]
6．已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4。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4 500个，则该DNA分子已经复制了( )
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
B [先要计算一个DNA分子中含有G的数目，其中一条链上G的数目＝500×4/(1＋2＋3＋4)＝200，则另一条链上G的数目＝500×2/(1＋2＋3＋4)＝100，所以DNA双链上共有G 300个，n次复制结束后共消耗G的数目为4 500个，4 500/300＝15，即DNA分子增加15个，复制后DNA的数目是16＝24，则n＝4。]
7．DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法不正确的是( )
A．b和c的碱基序列可以互补
B．a和c的碱基序列可以互补
C．a中(A＋T)/(G＋C)的值与b中(A＋T)/(G＋C)的值相同
D．a中(A＋G)/(T＋C)的值与d中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同
B [a和d互补，b和c互补，如果不发生变异，a和c及b和d的碱基组成相同。某条脱氧核苷酸链上(A＋T)/(G＋C)的值与其互补链上的值相同，而(A＋G)/(T＋C)的值与其互补链上的值一般不相同，所以C项和D项中的说法均正确。]
8．用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是( )
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个
C．含有14N的DNA分子占7/8
D．复制结果共产生16个DNA分子
C [15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制4次后，产生16个DNA分子，其中含15N的DNA分子有2个，占1/8，A、D项正确；经计算，该DNA分子中A＝40个，则复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸15×40＝600(个)，B项正确；含 14N的DNA分子有16个，占总数的100%，C项错误。]
9．如下图为果蝇某一条染色体的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．基因R、S、N、O在果蝇所有体细胞中都表达
B．R、S、N、O互为非等位基因
C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D．基因R、S、N、O中的脱氧核苷酸数目比值一般相同
B [R、S、N、O控制果蝇不同的性状，互为非等位基因。]
10．下列关于DNA、染色体、基因的关系的叙述，不正确的是( )
A．每条染色体上有一个DNA分子，经复制后每条染色单体上有一个DNA分子
B．每个DNA分子上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段
C．基因在染色体上呈线性排列
D．基因在DNA分子双链上成对存在
D [基因是DNA分子双链上的片段，在一个DNA分子上不会成对存在。]
11．如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：
元素(a)―→―→e―→基因(f)―→gi
(1)细胞内的遗传物质是[ ]________，基因和g的关系是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)e和g的关系是______________________________，
g被彻底水解后的产物可用字母__________________
表示。
(3)遗传物质的主要载体是[ ]________，基因和i的关系是_______________________________________________________________。
(4)g的成分与RNA的成分相比，主要差异在于_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(5)g的空间结构一般表现为________，若其中(C＋G)/(T＋A)＝1/2，则A占总碱基数的比例为________，其单链中(C＋G)/(T＋A)为________。
(6)g的功能可表达为_____________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 根据图示信息可以推知：g是DNA，h是蛋白质，i是染色体，e是脱氧核苷酸，b、c、d是构成脱氧核苷酸的磷酸、脱氧核糖和含氮碱基，a是组成元素C、H、O、N、P。(1)细胞内的遗传物质是DNA，基因是具有遗传效应的DNA片段。(2)脱氧核苷酸是构成DNA的基本单位，DNA彻底水解后可用字母b、c、d表示。(3)遗传物质的主要载体是染色体(i)，基因在染色体上呈线性排列。(4)DNA与RNA在组成成分上的主要区别是碱基和五碳糖的种类不同。(5)DNA具有双螺旋的空间结构。因为DNA双链中，A＝T，G＝C，则A占总碱基数的比例为A/(A＋T＋C＋G)＝A/(2A＋2G)，由(C＋G)/(T＋A)＝1/2 得出A＝2G，所以，A占总碱基数的比例为A/3A＝1/3；根据(C＋G)/(T＋A)的特点知，DNA单链中(C＋G)/(T＋A)的值与双链中(C＋G)/(T＋A)的值相同。(6)基因的功能是贮存、复制、传递和表达遗传信息。
[答案] (1)g DNA 基因是g(DNA)上有遗传效应的片断 (2)e是g的基本单位 b、c、d
(3)i 染色体 基因在染色体上呈线性排列 (4)碱基和五碳糖的种类不同 (5)双螺旋 1/3 1/2 (6)贮存、复制、传递和表达遗传信息
12．图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结合所学知识回答下列问题：
(1)从图甲可看出DNA复制方式是________。
(2)图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则A是________酶，B是______酶。
(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有________。
(4)图乙中，7是____________________。DNA分子的基本骨架由______________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过____________连接成碱基对，并且遵循________原则。
(5)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸，该片段完成n次复制需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸；该片段完成第n次复制需要________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。(填字母)
A．(2n－1)(N－m)
B．2n－1(N－m)
C．2n－1()
D．(2n－1)()
[解析] (1)(2)图甲表示DNA分子复制过程，A的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，形成单链DNA，因此A是解旋酶；B能将单个脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，因此B是DNA聚合酶，由图可以看出形成的子代DNA分子都含有一条模板链和一条新合成的子链，因此DNA分子的复制方式是半保留复制。(3)绿色植物的叶肉细胞中DNA存在于细胞核、线粒体、叶绿体中，因此进行DNA分子复制的场所是细胞核、线粒体、叶绿体。(4)图乙中，7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替排列形成DNA分子的骨架，两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，碱基之间遵循A与T配对，G与C配对的碱基互补配对原则。(5)已知DNA分子片段中有N个碱基对，m个腺嘌呤脱氧核苷酸，则胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为N－m，完成n次复制需要(2n－1)(N－m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸；完成第n次复制需要2n－1(N－m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
[答案] (1)半保留复制 (2)解旋 DNA聚合
(3)细胞核、线粒体、叶绿体 (4)胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 磷酸与脱氧核糖 氢键 碱基互补配对 (5)A B
[等级过关练]
13．假设将有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子所占比例为( )
A．0 B．25%
C．50% D．100%
D [精原细胞中一条染色体上含1个15N标记的DNA分子，一对同源染色体含两个DNA分子，经过间期的复制，2个15N标记的DNA分子变成4个DNA分子，每个DNA分子中一条链是含15N，另一条链含14N。减数第一次分裂结束，形成两个次级精母细胞，每个次级精母细胞含2个DNA分子，减数第二次分裂结束后，形成4个精细胞，每个精细胞中含1个DNA分子，这个分子中一条链含15N，另一条链含14N。因此，4个精子中都含15N标记的DNA，因此选D。]
14．将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的标记情况。下列推断正确的是( )
A．若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B．若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1
C．若子细胞中的染色体都含32P，则进行的一定是有丝分裂
D．若子细胞中的染色体不都含32P，则进行的一定是减数分裂
B [解答本题的关键是结合有丝分裂、减数分裂的相关知识分析DNA复制后各DNA链的走向。若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，子细胞中都含有32P标记；当细胞处于第二次分裂后期时，染色单体随机分开，带有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞可能为2个或3个或4个，A错误；若进行减数分裂，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，说明DNA只复制一次，因此含32P染色体的子细胞比例一定为1，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则进行的是减数分裂，C错误；若子细胞中的染色体不都含32P，则进行的一定不是减数分裂，D错误。]
15．DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面通过设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
a．在氮源为 14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为 14N－DNA(对照)。
b．在氮源为 15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。
c．将亲代 15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
实验预测：
(1)如果与对照(14N/14N)相比，子Ⅰ代能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除_______________________________________。
(2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，则可以排除________________________，但不能肯定是______________________________________________。
(3)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，再继续做子Ⅱ代DNA密度鉴定：若子Ⅱ代可以分出______________和______________，则可以排除分散复制，同时肯定为半保留复制；如果子Ⅱ代不能分出________密度两条带，则排除____________，同时确定为________。
[解析] 从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。
[答案] (1)轻(14N/14N) 重(15 N/15 N) 半保留复制和分散复制 (2)全保留复制 半保留复制或分散复制 (3)一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制 分散复制
