第二课时 DNA分子的结构、复制及 基因的本质 知识诠释　　思维发散

一、DNA分子的结构 1.模型的构建者:沃森和克里克 2.化学组成 

3.空间结构 

4.结构特性  二、DNA分子的复制 1.对DNA分子复制的推测:沃森和克里克提出了遗传物 质自我复制的假说 2.概念:以亲代DNA分子为模板,按⑨碱基互补配对原 则,合成子代DNA分子的过程

3.过程:解旋→以母链为模板合成互补的子链→延伸子 链→母链、子链盘绕成双螺旋结构 4.发生时期:⑩有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期, 随染色体复制而完成 5.所需条件  6.特点: 

7.精确复制的原因  8.意义 

三、基因 1.概念的理解  

2.基因的功能

核心突围　　技能聚合

  一、DNA分子的结构 1.不同个体的DNA是不相同的,但同一个体不同的体细 胞中的细胞核内的DNA一般是相同的。经过复制得到 的两条姐妹染色单体中的DNA一般也是相同的。 2.在脱氧核苷酸分子中,特别要注意三个小分子之间的 连接,其中,脱氧核糖的1号碳原子与含氮碱基相连,5号 碳原子与磷酸分子相连(如下图)。

3.DNA分子多样性和差异性表现在碱基的排列顺序千 变万化上,而不是核苷酸和碱基的种类或数目。若一个 DNA分子有1000个碱基,则由此组成的DNA分子共有

4500种。不同类型的生物或同种生物不同个体之间,因差 异性的存在,在实践上可用于亲子鉴定、侦察罪犯、辨 认尸体、确定不同生物之间的亲缘关系等方面。 4.n个核苷酸形成DNA双链时脱去(n-2)个H2O,在形成 单链RNA时,脱去(n-1)个H2O。 5.DNA分子中,脱氧核苷酸的数目=脱氧核糖的数目=含 氮碱基的数目=磷酸的数目。 6.DNA分子各种碱基的数量关系 (1)在整个DNA分子中,A=T、G=C;A+G=T+C,A+C=T+

G;(A+G)/(T+C)=1。 (2)DNA分子的一条链中的A+T=另一条链的T+A;同理, G+C=C+G。 (3)两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即A+C=T +G=50%,A+G=T+C=50%。 (4)如果一条链中的(A+T)/(G+C)=a,则另一条链中的(A +T)/(G+C)比例也是a;如果一条链中的(A+G)/(T+C)=b, 则另一条链中(A+G)/(T+C)的比例是1/b。

(5)在DNA分子一条链中,A+T的和占这一条链的碱基 比率等于另一条链中A+T的和占其链的碱基比率,还等 于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比 率。即:(A1+T1)%=(A2+T2)%=总(A+T)%;同理:(G1+C1)% =(G2+C2)%=总(G+C)%。

DNA分子结构的“五、四、三、二、一”记忆   规律精讲精析 DNA分子结构的“五、四、三、二、一”记忆 五种元素:C、H、O、N、P; 四种碱基:A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸; 三种物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基; 两条长链:两条反向平行的脱氧核苷酸链; 一种螺旋:规则的双螺旋结构。

　      典例1    (2011年安徽理综)甲、乙图示 真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是  (　    )

A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是 双链核酸分子 B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行 C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要 解旋酶 D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一 次,乙可起始多次

【思路剖析】甲图以DNA两条单链均为模板,而乙以 一条链为模板,且产物是一条链,确定甲图表示DNA复 制,乙图表示转录。转录不是半保留方式,产物是单链 RNA;真核细胞的DNA复制和转录可以发生在细胞核 、线粒体及叶绿体中;DNA复制过程解旋需要解旋酶, 转录时需要的RNA聚合酶具有解旋的功能;一个细胞 周期DNA只复制一次,但要进行大量的蛋白质合成,所 以转录多次发生。 【答案】D

　      典例2    (2010年江苏高考)下列关于核 酸的叙述中,正确的是 (　    ) A.DNA和RNA中的五碳糖相同 B.组成DNA与ATP的元素种类不同 C.T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

【思路剖析】DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖,A项 错误;DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组 成,B项错误;T2噬菌体遗传物质为DNA,故其遗传信息 也储存在DNA中,C项错误;双链DNA嘌呤总是和嘧啶 碱基互补配对,故两者数量相等,D项正确。 【答案】D

二、DNA分子的复制 1.DNA复制的准确性:DNA分子之所以能自我复制,取 决于DNA的双螺旋结构,它为复制提供了模板;同时,由 于碱基具有互补配对的特性,因此能确保复制的完成。

  规律精讲精析 在复制过程中,脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性,但 也可能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变 ——基因突变。这种稳定性与可变性的统一,是生物 遗传和变异的物质基础和根本原因。

2.DNA复制中的相关计算 亲代DNA分子经 n 次复制后,则 (1)DNA分子数 ①子代DNA分子数:2n个。 ②含亲代母链的DNA分子数:2个。 ③不含亲代母链的DNA分子数:2n-2个。 (2)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,则经过n 次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为:m(2n-1)。

 规律精讲精析 在分析细胞分裂问题时,常以染色体或DNA分子为研 究对象,而在分析DNA分子复制问题时,一定要从 DNA分子两条单链的角度考虑,所以复制后的一条染 色体上的两个DNA分子都含有原来的单链。

　      典例3    (2010年北京理综)科学家以大 肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离 心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及 结果见下表。

离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带(14N/14N) 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中 唯一氮源 14NH4C1 15NH4C1 繁殖代数 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带(14N/14N) 1/2中带(15N/14N)

请分析并回答: (1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B, 必须经过　　　　    代培养,且培养液中的　　　　         是唯一氮源。 (2)综合分析本实验的DNA离心结果,第　　　　    组 结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第　　     　    组和第　　　　    组的结果进行比较,才能说明 DNA分子的复制方式是　　　    。 (3)分析讨论:

①若子 Ⅰ 代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条 密度带,则“重带”DNA来自于　　　　    ,据此可判 断DNA分子的复制方式不是　　　　　　　    复制。 ③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心 的结果是:密度带的数量和位置　　　　　　　    ,放 射性强度发生变化的是　　　　　　　    带。

④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以 往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成 DNA单链中的N尚有少部分为　　　　　　　    。 【思路剖析】(1)据表,DNA在15NH4Cl为唯一氮源的培 养液中培养多代,可得到大肠杆菌B。(2)若证明DNA 的复制方式为半保留复制,则需证明后代DNA的两条 链,一条链是原来的,另一条链是新合成的,第3组结果 与第1组、第2组的结果对比可以证实。(3)①“轻” DNA为14N/14N DNA,“重”DNA为15N/15N DNA,据表,

“重带”DNA来自于B。①的结果是后代DNA的两 条链或全是原来的,或全是新合成的,说明DNA分子的 复制方式不是半保留复制。②将子Ⅰ代DNA双链分 开后再离心,无法判断后代DNA的两条链的来源,不能 判断DNA的复制方式。③将子Ⅱ代继续培养,子n代 DNA的情况是有2个为15N/14N DNA,其余全为14N/14N DNA,所以子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和 位置没有变化,放射性强度发生变化的是轻带。④ “中带”为15N/14N DNA,“中带”略宽,说明新合成 DNA单链中的N尚有少部分为15N。

【答案】(1)多    15NH4Cl    (2)3　1　2　半保留复制     (3)①B　半保留　 ②不能　③没有变化　轻　④15 N

三、基因的本质 1.DNA上有很多片段,其中有遗传效应的片段才叫基 因,没有遗传效应的片段不叫基因。 2.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。 3.对于原核细胞来说,基因在拟核中的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。

4.位于染色体上的基因随染色体传递给子代,其遗传遵 循孟德尔遗传定律。 5.位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传 给子代,其遗传不符合孟德尔定律。

  规律精讲精析 1.生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所 有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明 基因是DNA的片段,基因不是连续分布在DNA上的,而 是由碱基序列将其分隔开的。 2.碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样 性,而碱基特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子 的特异性。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。生物多样性的直接原因是蛋 白质的多样性,而根本原因则是核酸的多样性。

　      典例4    (2012年暨阳期中)DNA具有多 样性的原因是 (　    ) A.组成基因的碱基数目庞大 B.空间结构千变万化 C.碱基种类有许多种 D.碱基排列顺序的千变万化

【思路剖析】DNA分子具有多样性、特异性和稳定 性三个特点。其中,碱基排列顺序的千变万化,构成了 DNA分子的多样性。在DNA分子的结构中,磷酸和脱 氧核糖交替连接的顺序是固定不变的,碱基种类有A 、T、G、C四种,空间结构为规则的双螺旋结构。 【答案】D

　      典例5    (2012年宁德期末)揭示基因化 学本质的表述是 (　    ) A.基因是遗传物质的功能单位 B.基因是有遗传效应的DNA片段 C.基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列 D.基因在染色体上呈线性排列

【思路剖析】从遗传学角度,基因是控制生物性状的 遗传物质的结构和功能单位;从细胞学角度,基因在染 色体上呈线性排列;从分子学角度,基因是具有遗传效 应的DNA片段,这也就揭示了基因的化学本质是DNA 。 【答案】B

1.(2012年揭阳二模)决定双链DNA遗传特异性的是 ( ) A.脱氧核苷酸链上脱氧核糖和磷酸的排列顺序 B.嘌呤总数和嘧啶总数的比值   1.(2012年揭阳二模)决定双链DNA遗传特异性的是  (　    ) A.脱氧核苷酸链上脱氧核糖和磷酸的排列顺序 B.嘌呤总数和嘧啶总数的比值 C.碱基互补配对原则 D.碱基数目及排列顺序

【思路剖析】在DNA中只有碱基的数目与排列顺序 是可变的,对于A、B、C三个选项中的内容都是不同

2.某DNA分子中含有1000个碱基对(P元素全是32P)。若 将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其 复制两次,则子代DNA的相对分子质量平均比原来  (　    ) A.减少1500　　　　　　B.增加1500 C.增加1000　　 D.减少1000

【思路剖析】具有1000个碱基对的DNA分子连续分裂 两次,形成四个DNA分子,这四个DNA分子中有两个DNA 分子的每条链都是含31P,还有两个DNA分子都是一条 链是31P,另一条链是32P。前两个DNA分子的相对分子 质量比原DNA分子共减少了4000,后两个DNA分子的 相对分子质量比原来共减少了2000,这样四个DNA分 子平均比原来减少了6000/4=1500。 【答案】A

3.根据右图回答下列问题: (1)DNA分子复制是 在　　　　    位置解旋。 A.①　　　　　B.② C.③　 　D.④

(2)Z链从细胞核中移到细胞质中,与某细胞器结合,这种 细胞器的名称是　　　　    。 (3)若X链是Z链的模板,则Z的碱基顺序由上到下是     　　　    。由X生成Z的场所主要是　　　　    。组 成Z的基本单位有　　　　    种。 (4)建立DNA分子立体模型的科学家沃森和克里克认 为DNA分子的空间结构是　　　　　　　　　　　     (5)若要提取DNA,实验材料能选牛血吗?　　　　    ,原 因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。

【思路剖析】(1)DNA分子解旋的实质是氢键断裂。 (2)Z链如果是转录出来的mRNA,可与核糖体结合合 成蛋白质。(3)Z链与X链互补,但要注意Z链是RNA,其 碱基组成中有U无T,转录主要发生在细胞核中,RNA 的基本组成单位是4种核糖核苷酸。(4)DNA的物理 模型是一种双螺旋结构。(5)牛属于哺乳动物,哺乳动 物成熟的红细胞中无细胞核,所以不能用于提取DNA, 一般采用鸡血。

【答案】    (1)A    (2)核糖体    (3)—UACGA—　细 胞核　4    (4)双螺旋结构    (5)不能　哺乳动物成熟 的红细胞中无细胞核

基础·角度·思路

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分) 1.(基础再现)基因芯片技术是近几年才发展起来的崭 新技术,涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等 众多的学科,固定在芯片上的各个探针是已知的单链 DNA分子,而待测DNA分子用同位素或能发光的物质 标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上 的DNA配对的,它们就会结合起来,并在结合的位置发 出荧光或者射线,出现“反应信号”,下列说法中不正 确的是 (　    )

A.基因芯片的工作原理是碱基互补配对 B.待测的DNA分子首先要解旋变为单链,才可用基因 芯片测序 C.待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序 D.由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列,因 而具有广泛的应用前景,好比能识别的“基因身份”

【思路剖析】待测的DNA分子首先要解旋变为单链, 才能与芯片上的DNA配对的。 【答案】C

2.(基础再现)DNA片段  ,经2次复制后得到四个片 段   、  、  、  。下列有关叙述 正确的是 (　    ) A.可能是第一次复制前一条链上的一个碱基发生了改 变,其余正常 B.可能是第一次复制时一条链上的一个碱基配对错误, 其余正常

C.可能是第二次复制时一条链上的一个碱基配对错误, 其余正常 D.两次复制都正常 【思路剖析】    、  (或  )    、  、  、  。 【答案】B

3.(基础再现)在DNA分子双螺旋结构中,腺嘌呤与胸腺 嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。 现有四个DNA样品,根据样品中碱基的百分含量判断 最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是 (         ) A.含胸腺嘧啶32%的样品 B.含腺嘌呤17%的样品 C.含腺嘌呤30%的样品 D.含胞嘧啶15%的样品

【思路剖析】DNA分子双螺旋结构在高温条件下会 分解,但不同的DNA分子,其发生分解的温度不同。A —T 之间形成2个氢键、G—C之间形成3个氢键,因此 G—C含量越多的生物,其DNA 的稳定性就越强。 【答案】B

4. (基础再现)已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基 总数的35. 8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数 的32. 9%和17 4.(基础再现)已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基 总数的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数 的32.9%和17.1%,则在它的互补链中,T和C分别占该链 碱基总数的 (　    ) A.32.9%和17.1%　　　　　B.31.3%和18.7% C.18.7%和31.3%　　 D.17.1%和32.9%

【思路剖析】由于整个DNA分子中G+C=35. 8%,则每 条链中G+C=35. 8%,A+T=64 【思路剖析】由于整个DNA分子中G+C=35.8%,则每 条链中G+C=35.8%,A+T=64.2%;由于其中一条链中T 与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,由此可以 求出该链中,G=18.7%,A=31.3%,则其互补链中T和C 分别占该链碱基总数的31.3%和18.7%。 【答案】B

5.(视角拓展)右图为真核细胞DNA复制过程的模式图, 据图分析, 相关叙述错误的是 (　    )

A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制 B.DNA解旋酶能使双链DNA解开,且需要消耗ATP C.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的 D.DNA在复制过程中先全部解旋,后半保留复制 【思路剖析】DNA在复制时是边解旋边复制,D项错 误。 【答案】D

6.(视角拓展)DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常 碱基(设为P)变成为尿嘧啶。该DNA连续复制两次,得 到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U —A、A—T、G—C、C—G。推测“P”可能是 (         ) A.胸腺嘧啶　 　B.腺嘌呤 C.胸腺嘧啶或腺嘌呤　　D.胞嘧啶

【思路剖析】由得到的4个DNA分子的碱基对可知该 DNA分子经过诱变处理后,其中1条链上的碱基发生 了突变,另一条链是正常的,因此得到的4个子代DNA 分子中正常的DNA分子和异常的DNA分子各占1/2, 因此含有G与C、C与G的2个DNA分子是未发生突变 的。这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基 组成是一致的。即亲代DNA分子中的碱基组成是G —C或C—G,因此P可能是G或C。 【答案】D

7.(视角拓展)保证准确无误地进行DNA复制的关键步 骤是 (　    ) A.解旋酶促使DNA的两条互补链分离 B.游离的脱氧核苷酸上的碱基与母链碱基进行互补配 对 C.配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链 D.模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构

【思路剖析】DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提 供了精确的模板,通过碱基互补配对原则,保证了复制 能够精确地进行。 【答案】B

8.(视角拓展)现将哺乳动物的细胞放在含31P磷酸培养 基中,连续培养数代后得到G0代细胞,然后将G0代细胞 移到含32P磷酸培养基中培养,经过1、2次细胞分裂后, 分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2三代细胞中 提取DNA。经密度梯度离心后,得到下图结果,其中① ②③分别表示不同密度DNA离心后在试管中的位置,G0、 G1、G2三代细胞DNA离心后的试管依次为 (　    )

A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　　B.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ　　D.Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ 【思路剖析】DNA分子的复制是半保留复制,新形成 的子代DNA分子总是含有一条母链和一条子链;G0代

细胞中的DNA全部含31P,密度较小,离心后DNA在试 管中的位置应是上端,即图Ⅰ;G1代细胞是G0代细胞利 用含32P的原料复制一代形成的,其DNA分子中一条链 含31P,另一条链含32P,离心后DNA在试管中的位置应 是中间,即图Ⅱ;G2代细胞是G1代细胞又利用含32P的原 料复制一代形成的,新形成的DNA分子中,一半全部含 32P,一半一条链含32P,另一条链含31P,故离心后DNA在 试管中的位置应是中间和下端,即图Ⅳ。 【答案】C

二、非选择题(本题共4小题,共52分) 9.(基础再现,16分)分析以下材料,回答有关问题: 　　材料一:在沃森和克里克提出双螺旋结构模型之 前,人们已经证实了DNA分子是由许多脱氧核苷酸构 成的长链,自然界中的DNA并不以单链形式存在,而是 由两条链结合形成的。 材料二:1949年到1951年期间,科学家Chargaff研究不同 生物的DNA时发现,DNA分子中的嘧啶核苷酸的总数 始终等于嘌呤核苷酸的总数;A的总数等于T的总数,G 的总数等于C的总数,但(A+T)与(G+C)比值不是固定的

材料三:根据R·Franklin等人对DNA晶体的X射线衍射 分析表明,DNA分子由许多“亚单位”组成,而且每一 层的间距为0 材料三:根据R·Franklin等人对DNA晶体的X射线衍射 分析表明,DNA分子由许多“亚单位”组成,而且每一 层的间距为0.34 nm,而且整个DNA分子长链的直径是 恒定的。 以上科学研究成果为1953年沃森和克里克提出DNA的 双螺旋结构模型奠定了基础。请分析回答: (1)材料一表明DNA分子是由两条　　　　　　　     组成的,其基本单位是　　　　　　　    。

(2)嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数,说 明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 (3)腺嘌呤(A)的总数等于胸腺嘧啶(T)的总数,鸟嘌呤 (G)的总数等于胞嘧啶(C)的总数,说明　　　　　　     　　　　　　　　　　　    。 (4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定,说明　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 (5)R·Franklin等人提出的DNA分子中的亚单位事实上 是　　　    。亚单位的间距都为0.34 nm,而且DNA分

子的直径是恒定的,这些特征表明　　　　　　　　     　　　　    。 (6)基于以上分析,沃森和克里克提出了各对应碱基之 间的关系是　　　　　　　　    ,这种对应关系称为     　　　　　　　    原则,并成功地构建了DNA分子的 双螺旋结构模型。

【思路剖析】回答该问题关键是理解DNA分子的双 螺旋结构特点以及碱基互补配对原则的内容。 分子中嘌呤与嘧啶之间一一对应    (3)A与T一一对 应,C与G一一对应    (4)A与T之间的对应和C与G之间 的对应互不影响    (5)碱基对　DNA分子的空间结构 非常规则    (6)A与T配对,C与G配对　碱基互补配对

10.(视角拓展,10分)下图为高等植物细胞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     　　    。除了图中所示酶外,丙DNA分子的合成还需 要　　　    酶。 (3)从图中可以看出合成两条子链的方向　　　    。 (4)细胞中DNA复制的场所有　　　　　　　　    ;在 复制完成后,乙、丙分开的时期为　　　　　　　　         。 (5)若一个卵原细胞的一条染色体上的β-珠蛋白基因在 复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T,则由该卵

原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是　　         。 【思路剖析】(1)DNA复制的特点为半保留复制。(2) 解旋酶使氢键断裂需要消耗能量,而丙DNA分子复制 的过程中,两个片段的连接需要DNA连接酶。(3) DNA的两条链反向平行,但是复制的方向都是由5'→3 ',所以复制的方向是相反的。(4)植物细胞中DNA复 制的场所主要在细胞核,还可以发生在线粒体和叶绿 体。复制后的子代DNA存在于染色单体中,故在有丝

分裂后期或减数第二次分裂后期随着着丝点的分裂 而分离。(5)卵原细胞的一条染色体上的β-珠蛋白基 因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T,则复 制以后,这一对同源染色体中一条单体的A=T将替换 成T=A,而四条单体最终要进入四个子细胞中,所以卵 细胞携带突变基因的概率为1/4。 【答案】(1)半保留复制    (2)能量(ATP)　DNA连接     (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)1/4

11.(高度提升,13分)近10年来,PCR技术(聚合酶链式反 应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其原理是 利用DNA半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制 (如下图),在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至 几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生 物体。

(1)加热使DNA双链打开,这一步是打开　　　    键,称 为　　　    ,在细胞中是在　　　    酶的作用下完成的。 (2)当温度降低时,引物与模板末端结合,在DNA聚合酶 的作用下,引物沿模板延伸,最终合成2条DNA分子,此 过程中原料是　　　　　　　    ,遵循的原则是　　     　　　　　　　　　　    。

(3)“PCR”技术的必需条件,除了模板、原料、ATP、 酶以外,至少还有三个条件,即液体环境、适宜的　     　　    和　　　    。 (4)假设一个模板DNA分子中有800个碱基对,其中含有 腺嘌呤600个,若通过PCR技术共消耗周围环境中游离 的胞嘧啶脱氧核苷酸6200个,则该模板DNA在PCR扩 增仪中已经复制了　　　    次。

【思路剖析】DNA打开双链的过程是断开氢键,是在 细胞内解旋酶的作用下完成;四种脱氧核苷酸是合成 DNA的原料,合成过程以碱基互补配对为原则;“PCR ”技术是通过酶的催化作用完成的,需要适宜的温度 和pH。由已知条件可计算出每个DNA分子中含胞嘧 啶脱氧核苷酸200个,通过PCR技术共消耗游离的胞嘧 啶脱氧核苷酸6200个,即产生DNA分子32个,共复制了 5次。 【答案】(1)氢　解旋　解旋    (2)脱氧核苷酸　碱基 互补配对原则    (3)温度　酸碱度    (4)5

12.(能力综合,13分)下图是DNA复制的有关图示。A→ B→C表示大肠杆菌的DNA复制,D→F表示哺乳动物的 DNA分子复制片段。图中黑点表示复制起点, “↔” 表示复制方向,“⇨”表示时间顺序。

(1)若A中含有48502个碱基对,而子链延伸速度是105个 碱基对/min,则此DNA分子复制约需30 s,而实际上只需 约16 s,根据A→C图分析,这是因为　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 (2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长,若按A→C 的方式复制,至少需要8 h,而实际上只需约6 h,根据D→ F图分析,是因为　　　　　　　　　　　　　    。

(3)A~F均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说 明DNA分子复制是　　　　　　　　　　　　　    。 (4)C与A,F与D相同,C、F能被如此准确地复制出来,是 因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。

【思路剖析】(1)DNA分子复制的特点是边解旋边复 制,其方式为半保留复制。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。(2)从图示可以看出:①大 肠杆菌DNA复制时,有一个复制起点,从这一起点开 始,子链向两极延伸,故时间只需约16 s。②哺乳动物 DNA分子复制时的速度比大肠杆菌快,其原因是,复制 起点不是一个而是多个,这样可以大大加快复制速度

【答案】(1)复制是双向进行的    (2)从多个起始点同 时进行复制    (3)边解旋边复制    (4)DNA分子独特的 双螺旋结构为复制提供精确的模板;DNA分子的碱基 互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成