DNA的结构和复制。
一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。关于好的高中教案要怎么样去写呢？下面是小编精心收集整理，为您带来的《DNA的结构和复制》，供您参考，希望能够帮助到大家。
DNA的结构和复制
一、教学目标：
1、知识目标
（1）、理解DNA分子的结构特点。
（2）、理解DNA分子复制的过程和意义。
2、能力目标：
（1）、培养学生自学能力：在自学中去领悟知识，去发现问题和解决问题。
（2）、通过观察DNA结构模型提高观察能力、分析和理解能力。
3、情感目标：
培养学生树立结构和功能相统一的观点。
二、教学重点、难点：
1、DNA分子的结构。
2、DNA分子的复制。
解决方法：
（1）充分发挥多媒体的独特功能，把DNA的化学结构、空间结构和DNA的复制过程等重难点知识编制成多媒体课件。将这些很难理解掌握的重点、难点知识变静为动，变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。
（2）讨论交流、通过提高学生的识图能力、思维能力，通过配合适当的练习，将知识化
难为易。
三、教学方法：
观察法、讨论法、讲述法、问题引导法。
四、教学过程：
1、导入：
教师提问：上节课我们学习的“肺炎双球菌转化实验”“噬菌体侵染细菌实验”等实验说明了什么？学生回答：DNA是遗传物质。教师引导：很好，我们也知道生物的结构和功能是相统一的。那么，DNA分子又应该有怎样的结构和其功能相统一呢？我们就一起来学习一下本节课的内容。2、讲述：教师讲述：1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋结构模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了理解DNA的结构，先来回忆一下DNA的化学组成。
教师提问：学生阅读教材第8－9页，仔细观看图6-6的基本单位图。然后回答下列问题：
①组成DNA的基本单位是什么？每个基本单位由哪三部分组成？
②组成DNA的碱基有哪几种？脱氧核苷酸呢？
学生活动：阅读、讨论、回答问题。教师总结：①组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，它由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成。
②组成DNA的碱基有四种：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）、胸腺嘧（T）；
所以，脱氧核苷酸有四种：
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。
教师提问：观看教材第8页，图6-5回答“DNA的每一条链是如何组成的？”
学生回答：DNA的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成多脱氧核苷酸链。
教学目的：(在层层设疑、释疑的基础上，帮助学生搭建有关DNA分子结构的知识体系。)
展示模型：
教师引导：下面我们来观察一下DNA分子的结构模型。DNA分子不仅具有一定的化学结构，还具有其特殊的空间结构。
教师提问：观察模型，讨论一下DNA的结构上有什么特点。
引导学生观察在DNA双螺旋结构模型中，一条链中的嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数有何关系？对应关系如何？
学生活动：观察模型，分组讨论。总结特点。
教师引导：设问一：碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？
答：这是由于嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，占
有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单
环化合物配对才合适。
设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？
答：这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。
教师引导：那么，若从碱基数量的角度看，双链DNA分子有何特点呢？
学生回答：（A=TG=C）--------即：碱基互补配对原则。
教师总结：对了。由此还可以推导出（A+G）/（T+C）=1。
并且（A+T）/（G+C）的比值具有物种的特异性，也就是对不同种生物来说，其比值是不一样的。
几种生物（A+T）∶（C+G）的比值：
小麦：1.21；家鸡：1.34；黄牛：1.36；果蝇：1.37；小鼠：1.39；猪：1.43；人：1.5；家蚕：1.59。
教师总结：①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律，（A一定与T配对，G一定与C配对）教师引导：DNA分子的这种双螺旋结构从位置上看：主链在外（磷酸和脱氧核糖交替连接），侧链在内（碱基对），形成了稳定的空间结构；从成分上看主链稳定，侧链可变，侧链成分的可变性导致了物种的差异性。
教师提问：DNA分子结构的特点与其结构的特性（稳定性和多样性的）是相联系的。那么DNA分子都有哪些特性呢？
学生活动：分组讨论。
教学目的：以阅读、讨论等形式引导学生分析问题，解决问题，能充分地发挥学生的主观
能动性，培养学生语言表达能力和思维能力。
教师总结：①稳定性：主链在外（磷酸和脱氧核糖交替连接），侧链在内（碱基对），形成了稳定的空间结构。
②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排
列顺序是千变万化的。这就构成DNA分子的多样性。
③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
教师导入：DNA分子不仅具有一定的结构，还有相应的功能，下面我们来进一步学习DNA
复制方面的内容。
首先，阅读教科书11页的相关内容。
教师导入：阅读完之后，我们来了解几个与DNA复制有关的两个经典实验。
一、梅赛尔—斯特尔在1958年用大肠杆菌所做的实验（课件展示过程）
学生活动：观看课件、联系课文、分组讨论、总结知识。
教师提问：新合成的DNA分子中有一半是旧链，另一半是新链。这个现象说明DNA分子是如何复制的呢？是否是像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？
学生回答：不相同。
教师提问：为什么你认为是不同的呢？
学生回答：因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的、新的DNA分子。而是形成了一半新一半旧的两个DNA分子。
教师提问：那么，在细胞核内的双链DNA分子在开始复制的时候可能是什么状态？是单链还是双链？
学生回答：可能是单链。
教师提问：从螺旋型的双链结构转变为单链结构，必须先怎样变化？
学生回答：解开螺旋。
教学目的：通过层层设问，引导学生们建立“解旋、复制、新旧链形成新的DNA分子”的DNA分子的复制过程观念。
教师引导：下面我们在来看另一个经典的实验。
二、美国生物化学家康贝格的实验（课件展示过程）
学生活动：观看课件、分组讨论、总结知识。
教师提问：试管中事先放入的四种脱氧核苷酸是做什么用的？
学生回答：用作合成的原料。
教师提问：试管中加入DNA聚合酶起什么作用？
学生回答：催化化学反应。
教师提问：这个反应是什么样的反应？
学生回答：是个合成反应。
教师提问：试管中加入适量的ATP起什么作用？
学生回答：为合成反应供能。
教师提问：从实验结果看，合成出的新DNA分子的碱基序列与谁的碱基序列相同？康贝格在试管中放入的少量单键DNA在DNA复制的过程中起什么作用？
学生回答：少量的单链DNA是做模板用的。
教学目的：让学生更明确理解DNA复制的条件。
教师提问：在活细胞中，DNA分子在什么时间复制？
教师提示：（在体细胞中，染色体是在什么时间复制的？在原始的生殖细胞中，染色体是在
什么时间复制的）
学生回答：在体细胞中，DNA是在细胞分裂间期复制。在原始的生殖细胞中，DNA是在细胞减数分裂之前复制的。
教师引导：那我们一起总结一下。
“DNA复制”应当如何表述呢？
学生回答：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。
教师引导：①DNA复制一般发生在什么时候？
②DNA复制的大致过程如何？
③DNA复制需要哪些条件？
④DNA复制的方式上有什么特点？
⑤DNA的分子结构为DNA分子复制提供了什么样的分子基础？或一般情况下，为什么DNA复制能准确无误地完成？
教师总结：①细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。（随染色体的复制而完成的）
②边解旋边复制：解旋—合成子链—形成子代DNA。
③模板、原料、能量、酶。
④半保留复制。
⑤DNA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的进行。
教师提问：DNA分子复制的生物学意义？
学生回答：DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
课后回顾：这节课，我们学习了DNA分子的结构和复制。我们再回顾开始时目的。DNA有什么结构能和其功能相适应呢？
作为遗传物质，应有的特点是：
1、能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢。
2、具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力-------------（多样性）
3、结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，
而且突变以后还能继续复制，遗传给后代。-----------（稳定性、可变性）
4、在细胞生长和繁殖的过程中能精确的复制自己。-------（连续性）3、课后小结：这节课通过学习DNA的化学组成、空间结构和DNA分子复制等方面的知识，使我们对于作为遗传物质DNA的特点和功能有了更深的理解，这些都是我们今后学习有关基因控制蛋白质的合成、基因突变等知识的基础。4、随堂练习：
1、根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（C）
A.(A+T):(G+C)=1B.(A+C):(G+C)=1
C.(A+G):(T+C)=1D.(A+C):(G+T)≠1
2、有15N标记细菌中的DNA，然后又将普遍的14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们DNA中的含14N的链与15N的链的比例是（A）
A、7：1B、2：1C、1：1D、3：1
3、某DNA分子共有Q个碱基，其中胞嘧啶M个，则复制N次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（）
A、（Q-2M）（2N-1）/2B、（Q-2M）/2C、（Q-2M）ND、2M2N5、板书：一、DNA的结构
1、DNA的化学组成：
基本单位：脱氧核苷酸
磷酸
碱基
脱氧核糖WWw.JAB88.COM
A:腺嘌呤
G：鸟嘌呤
C：胞嘧啶
T：胸腺嘧啶
2、DNA的空间结构：
特点：1、
2、
3、
3、DNA分子特点：
稳定性：
多样性：
特异性：
二、DNA的复制：
1、概念：
2、场所：
3、时间：
4、过程：
5、条件：
6、特点：
7、精确复制原因：
8、意义：
相关阅读
DNA分子的结构和复制
教学设计方案
1．教学重点
（1）DNA分子的结构。
（2）碱基互补配对原则及其重要性。
（3）DNA分子的多样性。
（4）DNA复制的过程及特点。
2．教学难点
（1）DNA分子的立体结构特点。
（2）DNA分子的复制过程。
3．教学疑点
DNA分子中只能是A—T、C－G配对吗？能不能A—C、G—T配对？为什么？
4．解决办法
（1）充分发挥多媒体计算机的独特功能，把DNA的化学组成、立体结构和DNA的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。
（2）通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
（3）通过讨论交流、通过提高学生的识图能力、思维能力，通过配合适当的练习，将知识化难为易。
（4）通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的稳定性，来说明只能是A—T、C—G配对。
2课时。
第一课时
（一）引言：
我们经过学习，已经知道DNA是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。那么，DNA为什么能起遗传作用呢？我们来学习DNA的结构。
（二）教学过程
1．DNA的结构
1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了理解DNA的结构，先来学习DNA的化学组成。
（1）DNA的化学组成
学生阅读教材第7－8页，看懂图6－4及银幕上出现的结构平面图，基本单位图。学生回答下列问题：
①组成DNA的基本单位是什么？每个基本单位由哪三部分组成？
②组成DNA的碱基有哪几种？脱氧核苷酸呢？DNA的每一条链是如何组成的？
学生回答后，教师点拨：
①组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧苷糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。
②组成DNA的碱基有四种：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；有四种脱氧核苷酸：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。DNA的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成多脱氧核苷酸链。
（2）DNA分子的立体结构
出示DNA模型，学生阅书第8页，指着模型进解说过归纳，结构的主要特点是：
①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，一条链是55－35，另一条链是35－55，不宜过深）。
②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
③碱基互补配对原则：
两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：A—T、G—C（A一定与T配对，G一定与C配对）。
可见，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链上的碱基排列顺序也就确定了（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。
教师设问，学生思考后，由教师回答：
设问一：碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？
这是由于嘌呤碱是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱是单环化合物（画出单环），占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单环化合物配对才合适。
设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？
这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。
学生训练：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18％，那么鸟嘌呤的分子数占（）
A．9％B．18％C．32%D．36％
答案：C
（为巩固DNA立体结构的有关知识，加深对DNA分子结构特点的理解，此时应让学生做《实验十二、制作DNA双螺旋结构模型》，实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范，控制好上课的时间）。
（3）DNA的特性
师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。
①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DAN分子的稳定性。
②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。
③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
本节课我们学习了DNA的化学组成，DNA的立体结构和DNA的特性。组成DNA的碱基共有A、T、G、C四种，构成DNA的基本单位也有4种。每个DNA分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即A—T、G—C，通过氢键连接成碱基对。DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化，4种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个DNA分子能够贮存大量的遗传信息。
（三）课堂练习
1．课本10-11页三、四题。
2．根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（）
A．B．
C．D．
答案：选B
3．分析一个DNA分子时，其一条链上那么它的另一条链和整个DNA分子中的比例分别是（）
A．0.4和0.6B．2.5和0.4
C．0.6和1.0D．2.5和1.0
答案：D
（四）板书设计
第二课时
（一）引言：
通过上节课有关DNA结构的学习，理解DNA分子不仅能够储存大量的遗传信息，还能传递遗传信息，遗传信息的传递就是通过DNA分子的复制来完成的，怎样复制呢？
（二）教学过程：
2．DNA的复制
（1）复制的概念
在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期，以母细胞DNA分子为模板，合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
（2）“准确”复制的原理
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；
②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
（3）DNA复制的过程
学生阅书第10页，看图6-6，银幕上也出现动态的DNA分子复制过程图解，待学生看懂图后，回答如下问题：
①什么叫解旋？解旋的目的是什么？
②什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？
③简述“子链”形成的过程。
让学生充分回答上述问题后，教师强调：
复制的过程大致可归纳为如下三点：
①解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。
②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。
③子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。
（4）DNA复制的特点
讲述：
①DNA分子是边解旋边复制的，是一种半保留式复制，即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。
②DNA复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制。从而保证了子代和亲代具有相同的遗传性状。
问：DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同？为什么？
通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固DNA复制的全过程。
（5）DNA复制的必需条件
讲述：
DNA复制时必需条件是亲代DNA的两条母链提供准确模板、四种脱氧核苷酸为原料、能量（ATP）和一系列的酶，缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。
（6）DNA复制的生物学意义
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。
（三）小结：
1．通过学习DNA的结构和复制，必须掌握DNA的化学组成、立体结构、碱基互补配对原则以及DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。
2．目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面
（l）DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。
（2）把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与DNA有关。
（四）课堂练习：
1．某生物的双链DNA分子共有含氮碱基77对，其中一条链上（A+T）：（C+G）＝2.5，问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）
A．1200个B．400个C．600个D．1500个
2．课本第10页复习题一、二。
（五）板书设计
第二节DNA分子的结构和复制
学习目标：1.DNA分子结构的探究历程
2．DNA分子的主要结构特点
3．DNA分子的复制过程及特点
4．米西尔森和斯塔尔证明DNA分子复制方式的实验
[教材梳理]
一、DNA分子的结构
1．DNA分子结构的探索历程
时期科学家成果
20世纪30年代后期瑞典科学家证明DNA是不对称的
1951年查哥夫(美)定量分析DNA分子的碱基组成，发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量
1952年富兰克琳(英)确认DNA为螺旋结构，而不是由一条链构成的
1953年沃森(美)和克里克(英)提出DNA分子的双螺旋结构模型
2.DNA分子的基本组成单位
DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，如图所示：
(1)组成：①磷酸；②脱氧核糖；③含氮碱基。
(2)碱基：A：腺嘌呤；G：鸟嘌呤；C：胞嘧啶；T：胸腺嘧啶。
3．DNA分子的立体结构
(1)整体：由两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成的双螺旋结构。
(2)外侧——基本骨架：由脱氧核糖和磷酸交替连接构成。
(3)内侧——碱基对：由两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，是按碱基互补配对原则连接而成的，即A与T配对、G与C配对。
4．DNA分子的多样性和特异性
(1)多样性：碱基对排列顺序的千变万化。
(2)特异性：特定的碱基对排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性。
二、DNA分子的复制
1．DNA复制的概念、时期、场所及条件
(1)概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
(2)时期：细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。
(3)场所：细胞核(主要)。
(4)DNA复制的条件：
①模板：DNA分子的两条链。
②原料：游离的四种脱氧核苷酸。
③能量：由细胞提供。
④酶：解旋酶和DNA聚合酶等。
2．过程
3．特点
①边解旋边复制；②半保留方式复制。
4．准确复制的原因和意义
(1)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，保证了复制能够精确地进行。
(2)意义：使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
[牛刀小试]
一、DNA分子的结构
1．观察教材P68图4－8，结合制作模型体验，探讨下列问题：
(1)DNA分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？
提示：同一条链中连接相邻两个碱基的结构是—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—；两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。
(2)运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的值相同吗？在DNA分子的一条链中是否存在同样的规律？
提示：①相同。在双链DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤数等于嘧啶数，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此在所有的双链DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同。
②在单链DNA分子中不存在同样的规律，因为A与T，G与C不一定相等。
(3)某实验小组同学制作了如下碱基对模型，你认为哪些是正确的，哪些是错误的？
提示：①～④所示模型中只有①正确，②、③、④均不正确。②中多了一个氢键，③中碱基配对错误，也未遵照“反向平行”的特点；④中未遵照“反向平行”特点。
2．连线
二、DNA分子的复制
阅读教材P71～72，结合图4－10、4－11，探究下列问题：
(1)DNA复制时有几条模板链？新合成的DNA分子中的两条链全是子链吗？
提示：①两条模板链(亲代DNA分子解开螺旋的两条链)。②不是，而是一条母链和一条子链。
(2)DNA复制时，用什么方法识别DNA中哪一条链是母链，哪一条链是子链？DNA复制所形成的子代DNA分子是否是亲代DNA链和子代DNA链随机结合的？
提示：①同位素标记法。②不是，而是亲代DNA链与其相应的子链结合形成的子代DNA分子。
(3)若将某一试管中加入缓冲液、ATP、DNA模板和四种脱氧核苷酸，并置于适宜的温度下，能否完成DNA复制？分析原因。
提示：不能。复制条件不完全，缺少解旋酶、DNA聚合酶。
(4)若1个DNA分子含有m个腺嘌呤，则复制n次需要多少游离的腺嘌呤脱氧核苷酸？
提示：需(2n－1)m个。因为1个DNA分子复制n次，共形成2n个DNA分子，其中有两条脱氧核苷酸链为母链，不需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸。
(5)DNA分子复制具有准确性，那么在任何情况下，DNA分子复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子都完全相同吗？
提示：不一定。DNA分子复制时，受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，从而使后代DNA分子与亲代DNA分子碱基序列不同，导致遗传信息发生改变。
[重难突破]
一、DNA分子的结构层次
1．DNA分子结构中的“五、四、三、二、一”：
“五”——DNA分子的基本组成元素有5种(C、H、O、N、P)。
“四”——DNA分子的基本组成单位为“四种”脱氧核苷酸。
“三”——每种单位均由三分子物质(1分子磷酸、1分子脱氧核糖及1分子含氮碱基)构成。
“二”——两条脱氧核苷酸长链。
“一”——一种规则的双螺旋结构。
2．DNA分子结构层次图示
二、DNA分子中的碱基计算规律
1．碱基互补配对原则
2．碱基间的数量关系
项目双链DNA1链2链规律
A、T、G、C关系A＝T，G＝CA1＝T2，G1＝C2，
T1＝A2，C1＝G2双链DNA中，A总等于T，G总等于C，且1链上的A等于2链上的T,1链上的G等于2链上的C
非互补碱基和之比，即A＋GT＋C或G＋TA＋C
1m1/mDNA双链中非互补碱基之和总相等，两链间非互补碱基和之比互为倒数
互补碱基和之比，即A＋TG＋C或G＋CA＋T
nnn在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等
某种碱基的比例(x为A、T、G、C中某种碱基的百分含量)12(x1＋x2)
x1x2某碱基占双链DNA碱基总数的百分数等于相应碱基占相应单链的比值的和的一半
3.碱基比例与DNA分子的共性和特异性
(1)共性：
①AT＝TA＝1；②GC＝CG＝1；③A＋CT＋G＝A＋GT＋C＝1
(2)特异性：
A＋TG＋C的比值是多样的，是DNA分子多样性和特异性的主要表现。
[特别提醒]
(1)在DNA单链中，A与T、G与C也可能相等。
(2)(A＋T)/(G＋C)的比值能体现DNA分子的特异性，不同的DNA分子中该值可能相同。
三、DNA分子复制过程中相关计算
1．DNA分子数、DNA链数及所占比例的计算
2.脱氧核苷酸链数的计算
(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸总链数＝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.所需脱氧核苷酸数的计算
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m(2n－1)个。
(2)第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸m2n－1个。
4．与染色体、细胞数目相关的计算
研究DNA分子的半保留复制时，常涉及计算后代带放射性标记的DNA、染色体或细胞所占比例的问题，此时要注意：
(1)一个DNA分子含两条DNA链，只要有一条DNA链带标记该DNA分子便带标记。
(2)每条染色体含一个或两个DNA分子，只要有一条DNA链带标记，该染色体便带标记。
(3)每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体(减数分裂时只需分析一对同源染色体)即可。
[实验探究]
DNA复制方式的探究
1．方法
放射性同位素标记法和密度梯度离心技术。
2．原理
含15N的双链DNA密度最大，含14N的双链DNA密度最小，一条链含14N和一条链含15N的双链DNA分子密度中等。
3．过程
(1)用放射性同位素15N标记大肠杆菌的DNA。
(2)将被标记的大肠杆菌转入以含14N物质为唯一氮源的培养液中培养。
(3)分别取完成一次细胞分裂和两次细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的DNA分子分离出来，进行密度梯度超速离心和分析。
4．结果图示
5．结论：DNA的复制方式为半保留复制。
[考向聚焦]
[例1] 下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是()
A．DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则的双螺旋结构，其基本骨架由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基交替排列而成
B．整个DNA分子中，嘌呤数目等于嘧啶数目，所以每条DNA单链中A＝T、G＝C
C．与DNA分子中的碱基G直接相连的是脱氧核糖和碱基C
D．每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个碱基相连
[解析] DNA分子双螺旋结构的外侧是磷酸与脱氧核糖交替排列构成的基本骨架，碱基排列在内侧。若DNA分子的一条链上是碱基A，则另一条链上与之配对的一定是碱基T；一条链上是碱基G，则另一条链上与之配对的一定是碱基C，反之亦然。所以，在双链DNA分子中A＝T、G＝C，但在单链中，碱基A的数目不一定等于碱基T的数目，碱基G的数目也不一定等于碱基C的数目。在一个脱氧核苷酸中，碱基G与脱氧核糖直接相连，两链之间碱基G与碱基C互补配对。每个脱氧核糖均只与一个碱基相连，但除了游离的脱氧核糖只与一个磷酸相连外，其余脱氧核糖均与两个磷酸相连。
[答案] C
[例2] (福建高考)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()
A．2种B．3种
C．4种D．5种
[解析] 根据碱基互补配对原则，单链模板链中A与胸腺嘧啶配对。单链模板链中含有4个“A”，其中每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对，当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对会有4种不同长度的子链；若单链模板链上的“A”只与脱氧核苷酸结合，形成1种子链，所以最多会产生5种子链。
[答案] D
[例3] 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。
组别1组2组3组4组
培养液中
唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl
繁殖代数多代多代一代两代
培养产物ABB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________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
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________。
[解析] 经过一代培养后，只能是标记DNA分子的一条单链，所以要想对所有的DNA分子全部标记，要进行多代培养；在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两个单链均被15N标记，“轻带”为两个单链均被14N标记，“中带”为一个单链被14N标记，另一个单链被15N标记。
[答案] (1)多 15N(15NH4Cl) (2)3 1 2 半保留复制 (3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N
———————————————[课堂归纳]————————————————
?[网络构建]
填充：①双螺旋②反向平行 ③交替连接
④互补配对 ⑤边解旋边复制 ⑥半保留复制
⑦解旋 ⑧合成子链
?[关键语句]
1．DNA分子由两条脱氧核苷酸链构成，两链按反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构，其脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排在内侧。
2．DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，其中A一定与T配对，G一定与C配对，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。
3．组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的，含n个碱基对的DNA分子，可形成4n种排列顺序，这些排列顺序即代表遗传信息。
4．DNA分子碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基对的特定的排列顺序又构成了每一个DNA分子的特异性。
5．DNA复制发生于细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。
6．DNA分子复制是半保留复制，DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了复制能精确地进行。
7．DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
知识点一、DNA的结构及相关计算
1．如图为核苷酸链结构图，下列叙述不正确的是()
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B．图中每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连
C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
解析：选A 核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子碱基组成，即图中的a，b中磷酸的连接位置不正确，A错误；由题图可知，每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连，B正确；核苷酸之间通过磷酸二酯键即图中③相连形成核苷酸链，C正确；脱氧核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸、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，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是胸腺嘧啶T，D正确。
2．从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()
A．26%B．24%
C．14%D．11%
解析：选A 由题中条件可知C＋G在整个DNA分子中占有的比例为46%，因为C＋G在整个DNA分子中占有的比例等于它在DNA某一条链中占有的比例，则在H链上C＋G＝46%。又因为在H链上腺嘌呤占28%，则胸腺嘧啶(T)占的比例为26%，据碱基互补配对原则，H链上胸腺嘧啶等于其互补链中腺嘌呤的数目或比例，则另一条链中腺嘌呤占该链碱基数的26%。
知识点二、DNA的复制及相关计算
3．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，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
解析：选A 图中DNA分子的复制是从多个起点开始的，但并不是同时开始的。图中DNA分子的复制是边解旋(需解旋酶)边双向复制的。
4．一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是()
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个
B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
解析：选B 该DNA分子中A－T碱基对的数目为5000×2×20%＝2000个，G－C碱基对的数目为5000－2000＝3000个，则该DNA分子中含有的氢键数目为2000×2＋3000×3＝1.3×104个；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3000＝21000个；子代中含32P的单链与含31P的单链之比为2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32P与只含31P的DNA分子数之比为2∶(23－2)＝1∶3。
5．据图回答问题：
(1)该图表示的生理过程是________，该过程主要发生在细胞的________(填部位名称)。
(2)图中的1、2、3、4、5分别表示____________________(填碱基名称，用字母表示)。
(3)假如经过科学家的测定，α链上的一段碱基序列(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3，能不能说明科学家的测定是错误的？______，原因是______________________________。
(4)如果以(3)中的α链的M为模板，复制出的β链的碱基比例应该是________________。
解析：DNA是双螺旋结构，两条脱氧核苷酸链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对，所以DNA分子中A＝T，G＝C。DNA复制是半保留复制，即以DNA的两条母链为模板，根据碱基互补配对原则进行碱基互补配对，所以形成的DNA子链必定与DNA中的一条母链完全相同，新形成的两个DNA分子，与亲代DNA分子完全相同。
答案：(1)DNA复制 细胞核 (2)A、T、C、C、T
(3)不能 在单链中不一定存在A＝T、G＝C
(4)T∶A∶G∶C＝2∶1∶1∶3
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题2分，共20分)
1．下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是()
A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA分子以4种脱氧核苷酸(碱基为A、T、G、C)为单位连接而成的长链的基础上
B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构
C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学
D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出了科学的模型
解析：选B 沃森和克里克最先提出了碱基在外侧的双螺旋和三螺旋结构模型，后来又提出了碱基在内侧的双螺旋结构模型，并且同种碱基配对。最后提出了碱基互补配对的双螺旋结构模型。
2．下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是()
A．每个双链DNA分子含有四种脱氧核苷酸
B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C．每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．双链DNA分子中的一段含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤
解析：选B 脱氧核苷酸分子的连接方式应为。在双链的DNA分子内部，碱基之间通过氢键连接形成碱基对，对一个碱基来说，一侧连接着一个脱氧核糖，另一侧通过氢键和另一个碱基相连。
3．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则另一条链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的()
A．21%,12%B．30%,24%
C．34%,12%D．58%,30%
解析：选C 解这类题目，最好先画出DNA分子的两条链及碱基符号，并标出已知碱基的含量，这样比较直观，更易找到解题方法。然后利用DNA分子的碱基互补配对原则，由整个DNA分子中A＋T＝42%，可得出A1＋T1即对应单链碱基总数的百分比也为42%，则C1＋G1＝58%。由一条链中C1＝24%，C1＋G1＝58%，得出对应另一条单链中C2＝34%，由一条链中A1＋T1＝42%，A1＝12%，得出对应另一条单链T2＝12%。
4．(上海高考)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型()
A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
解析：选A A和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A＝T，G＝C，依题意，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。
5．如图为DNA分子结构示意图，相关叙述正确的是()
a．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
b．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
c．⑨是氢键，其形成遵循碱基互补配对原则
d．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
e．③占的比例越大，DNA分子越不稳定
f．⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
A．bcdf B．cdf
C．abcfD．bce
解析：选B DNA分子是反向平行的双螺旋结构，①磷酸与②脱氧核糖交替排列在外侧，构成了DNA的基本骨架；④中的③②及②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸；碱基互补配对，配对碱基之间通过氢键相连；DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息；G与C之间形成3条氢键，G与C含量越多，DNA分子越稳定；根据碱基互补配对原则，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。
6．下列有关DNA复制的说法中，正确的是()
A．DNA复制时只有一条链可以作为模板
B．DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸
C．DNA复制的场所只有细胞核
D．DNA复制的时间只能是有丝分裂间期
解析：选B DNA复制时，两条链都可以作为模板，真核生物DNA复制的场所可以是细胞核，也可以是线粒体和叶绿体，在细菌体内还可以是拟核。DNA复制时需要的原料是4种脱氧核苷酸。
7．把培养在含轻氮(14N)环境中的一个细菌，转移到含重氮(15N)环境中，培养相当于繁殖一代的时间，然后全部放回原环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，细菌DNA组成分析表明()
A．3/4轻氮型、1/4中间型
B．1/4轻氮型、3/4中间型
C．1/2轻氮型、1/2中间型
D．3/4重氮型、1/4中间型
解析：选A 轻氮(14N)环境中的一个细菌转移到重氮(15N)环境中培养相当于繁殖一代的时间后，DNA分子全为15N/14N，再返回轻氮(14N)环境中培养繁殖，产生8个DNA分子，3/4轻氮型、1/4中间型。
8.如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项中正确的是()
A．a和c的碱基序列互补
B．b和c的碱基序列相同
C．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与b链中同项比值相同
D．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与d链中同项比值不同
解析：选C a、d两条母链碱基互补，a、b两条链碱基互补，c、d两条链碱基互补，可推出a和c碱基序列相同，b和c碱基序列互补；两条互补链中的(A＋T)/(G＋C)相同。
9．(山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()
解析：选C DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5时，互补链中(A＋C)/(T＋G)＝2；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。
10．某DNA分子中含有1000个碱基对(被32P标记)，其中有胸腺嘧啶400个。若将该DNA分子放在只含被31P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，其结果不可能是()
A．含32P的DNA分子占1/2
B．含31P的DNA分子占1/2
C．子代DNA分子相对分子质量平均比原来减少1500
D．共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸1800个
解析：选B 该DNA分子在含31P的培养液中复制两次，可得到4个DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因为DNA复制为半保留复制，亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中；4个DNA分子中有两个DNA分子的每条链都只含有31P，还有两个DNA分子都是一条链含31P，另一条链含32P。前两个DNA分子相对分子质量比原DNA分子共减少了4000，后两个DNA分子比原DNA分子共减少了2000，这样4个DNA分子的相对分子质量平均比原来减少了6000/4＝1500；在1000个碱基对的DNA分子中，胸腺嘧啶400个，则含有鸟嘌呤个数(1000×2－400×2)/2＝600(个)，复制两次所消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为600×(22－1)＝1800(个)。
二、非选择题(共30分)
11．(10分)如图是DNA片段的结构图，请据图回答问题。
(1)图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的________结构。
(2)填出图中部分结构的名称：[2]________________、[5]__________________。
(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链是由________和________交替连接的。
(4)连接碱基对的化学键是____________，碱基配对的方式如下：即________与________配对；________与________配对。
(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成________的________结构。
(6)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤________个，C和G共________对。
②该DNA片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸________个。
③在DNA分子稳定性的比较中，________碱基对的比例高，DNA分子稳定性高。
解析：(1)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面结构。而乙表示的是DNA分子的立体(空间)结构。(2)图中2表示的是一条脱氧核苷酸链片段，而5表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA分子的两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。(5)根据图甲可以判断：组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。(6)①碱基对G和C之间有三个氢键，而A和T间有两个氢键，设该DNA片段碱基A有x个，碱基G有y个，则有以下关系：x＋y＝200×1/2＝100,2x＋3y＝260，解得A为40个，G和C各为60个。②复制4次共需原料C为：(24－1)×60＝900个。③C和G之间的氢键多于A、T之间的氢键，因此C和G比例越高，DNA分子稳定性越大。
答案：(1)平面 立体(或空间) (2)一条脱氧核苷酸链片段 腺嘌呤脱氧核苷酸 (3)脱氧核糖 磷酸 (4)氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶) (5)反向 规则 双螺旋 (6)①40 60 ②900 ③C和G
12．(10分)DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，目前在亲子鉴定、侦察罪犯等方面是最为可靠的鉴定技术。
请思考回答下列有关DNA指纹技术的问题：
(1)DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问：DNA探针寻找基因所用的原理是：_______________________________。
(2)用DNA做亲子鉴定时，小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，其原因是________________________________________________________。
(3)如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的两位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是_________________________。
(4)现在已知除了一卵双生胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了：______________________________________________________________。
(5)为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA?________________________。
(6)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品，若一个只含31P的DNA分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的________。
解析：DNA具有特异性，不同个体的DNA分子不同，因此可利用DNA分子杂交原理进行亲子鉴定。由于子代的同源染色体一条来自父方，一条来自母方，因此亲子鉴定时，应一半与父亲吻合，一半与母亲吻合。人体所有细胞都来源于同一个受精卵，因此都含有相同的遗传物质。
答案：(1)碱基互补配对原则 (2)孩子的每一对同源染色体一条来自父亲，一条来自母亲 (3)B (4)DNA分子具有多样性和特异性 (5)因为基因在DNA上，而不在RNA上，且DAN具有特异性 (6)7/8
13．(10分)DNA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、分散复制。
(1)根据图示对三种复制作出可能的假设：
①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是__________，而另一个是_______________________________________________________________；
②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子各有____________________；
③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中__________________________________。
(2)请设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)。
②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。
③将亲代含15N的大肠杆菌转移到14N培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离。
(3)实验预测：
①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分离出两条带：________和________，则可以排除________，同时肯定是________________。
②如果子代Ⅰ只有一条________，则可以排除________，但不能肯定是_______。
③如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出____________和____________，则可以排除__________________，同时肯定__________。
④如果子代Ⅱ不能分出________两条密度带，则排除________，同时肯定________。
(4)用图例表示出最可能的实验结果。
答案：(1)①亲代的 新形成的 ②一条链来自亲代DNA，另一条链是新形成的 ③每条链中的一些片段是母链的，另一些片段是子链的 (3)①一条轻密度带(14N/14N) 一条重密度带(15N/15N) 半保留复制和分散复制 全保留复制 ②中密度带(14N/15N) 全保留复制 半保留复制还是分散复制 ③一条中密度带(14N/15N) 一条轻密度带(14N/14N) 分散复制 半保留复制 ④中、轻 半保留复制 分散复制 (4)最可能的实验结果(如图所示)：
DNA的复制
第三节 DNA的复制
1.沃森和克里克在提出了DNA分子双螺旋结构后又提出了DNA自我复制的假说，他们认为，DNA复制时，_________解开，_________断裂，__________________为模板。新合成的DNA分子中，保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称为_____________。
2.DNA分子复制过程：DNA分子先解旋，然后以__________________为模板，在_________酶作用下，按照__________________原则，各自合成与母链互补的一段子链。
3.DNA分子复制是在细胞有丝分裂的_________期和减数第一次分裂的_________期，是随着_________的复制来完成的。
4.下列哪个不是DNA复制的条件（ ）
A．DNA模板和能量B．逆转录酶
C．解旋酶、DNA聚合酶等酶D．脱氧核苷酸
5.一个双链DNA分子为第一代，经过3次自我复制，在第四代DNA分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链（ ）
A．2B．4C．8D．16
6.以下对于DNA复制叙述有错误的是（ ）
A．需要酶、ATP、脱氧核苷酸为原料，亲代DNA提供模板，两条长链完全解开，然后复制
B．复制时严格遵循碱基互补配对原则
C．一边解旋一边合成，同时进行
D．新合成的DNA分子中总是有一条长链来源于亲代DNA分子
7.某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处在细胞周期的（ ）
A．间期B．前期C．中期D．后期
8.科学家将某种细菌在15N的培养基中繁殖了多代后，再接种到14N的培养基上。有关实验的不正确的叙述是（ ）
A．本实验可证明DNA是否能以半保留的方式进行复制
B．在14N培养基上经2次分裂所得后代的DNA，其脱氧核苷酸链中一半含15N
C．N是合成DNA的基本化学元素
D．在14N培养基上经2次分裂所得后代的DNA全部含14N
9.在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是（ ）
A．解旋酶破坏氢键并使DNA双链分开
B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对
C．与模板链配对的游离脱氧核苷酸连接成子链
D．子链与模板盘绕成双螺旋结构
10.一个DNA分子复制完毕后，新形成的DNA子链是（ ）
A．DNA母链的片断B．与DNA母链之一完全相同
C．与DNA母链一定有所变化D．与DNA两条母链都相同
11.实验室模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（ ）
①酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP ④DNA分子 ⑤mRNA
⑥适宜的酸碱度 ⑦适宜的温度⑧tRNA
A．①②③④⑤⑧B．②③④⑤⑦⑧
C．②③④⑤⑥⑦D．①②③④⑥⑦
12.DNA分子的双链在复制时解旋，从氢键连接处分开的碱基是（ ）
A．鸟嘌呤与尿嘧啶B．鸟嘌呤与胞嘧啶
C．腺嘌呤与尿嘧啶D．鸟嘌呤与胸腺嘧啶
13.一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的（ ）
A．1/10B．1/5C．1/16D．1/25
14.根据右图回答：
（1）该图表示的生理过程是________________，该过程主
要发生在细胞的______________部位。
（2）图1，2，3，4，5分别是_______________________。
15.含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，后代得到G0代细胞。然后将G0代细胞移到含有32P磷酸的培养基中培养，经第l、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到如图所示，由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①②③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：
（1）G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：
G0_________，G1_________，G2_________。
（2）G2代在①②③三条带中DNA数的比例
是__________________________________。
（3）图中①②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是
①条带_________，②条带__________。
《DNA的复制》教学设计
《DNA的复制》教学设计
一、总体设计指导思想
本节课突出对学生科学素质的培养，精心设计课堂教学，将科学研究的过程（发现问题——提出假设——推导结论——实验验证——得出结论）作为本节课的教学主线，以求向学生介绍科学研究的一般过程和方法，并让学生亲身参与探究过程，从而培养学生科学工作的能力和方法。
二、教材分析
1、教材中的地位
本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。
2、重点难点
DNA的复制方式的发现虽然是选学内容，但是对学生的学会科学的探究，科学的思考有很大的帮助，有助于学生分析问题，解决问题能力的提高，所以把它作为探究的重点之一，但在知识层面上不作为重点。
DNA复制过程完成了遗传信息的传递功能；对DNA复制过程的研究，蕴含着科学研究的过程和方法教育；DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点。因此，对DNA复制的过程的探讨既是本课时的教学重点，也是难点。
三、学情分析
学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本课时将要从分子水平来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成，认知结构迅速发展，认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高，认知活动的自觉性，认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。
由于本课时内容具有较高的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，我除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。
四、教学目标设计
知识目标
1、记住DNA复制的概念
2、简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。
3、知道DNA复制在遗传上的意义
能力目标
1、通过介绍Meselson、stehl的试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。
2、通过引导学生观察拉链和DNA复制的比较，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。
情感目标
通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。
五、教法、学法设计
（一）教法设计
结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用启发式教学法，比如：在学习DNA复制的方式式，启发学生去思考复制的方式可能有哪些？如果是这种方式，复制的结果是什么？如果是那种方式，复制的结果是什么？通过什么方式去证明你的假设？再比如：在学习DNA复制的条件时，可以启发学生去思考科学家是怎么知道需要这些条件的？除了课本上介绍的条件外，还可能需要什么条件？科学家是怎么知道的？从而引导学生去探索和发现，使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法，即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论，培养学生的合作、探索的精神，发展学生的思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道，强化素质教育。对于DNA复制的过程，学生是没有办法去探究的，但这一部分又比较抽象，我采用化抽象为具体的办法，采用拉链作为模型，让学生对比拉链的拉上、拉开和课本上介绍的DNA复制过程的异同点，从而加深学生对知识得理解和掌握。
（二）学法设计
本课时通过设疑导学，指导学生自主探索DNA复制的方式和复制的条件，发现知识，培养学生发现问题、解决问题、相互协作、自主学习的能力；通过点拨导议，启发学生思考、分析科学家的试验，概括、总结出正确结论，从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法；通过展示小组提出的假设，培养学生的参与意识和创新意识，让学生学会在学习中进行交流的基本方法。充分体现学生的“主体”地位。
六、媒体选择
1、多媒体课件
用PowerPoint制作的演示文稿（内有DNA复制过程的动画）
2、实物展台
展示学生推导的DNA半保留和全保留复制的结果及相应得实验结果示意图
3、拉链四个
七、教学程序设计
（1）流程图
（2）教学过程：
程序教学活动设计
意图
教师活动学生活动
复习旧知
引入新课
(3分钟)展示课件并提问：
1、DNA化学组成的基本单位是什么？
2、DNA分子的空间结构是什么样的？
总结学生的回答之后，引出DNA复制的课题。
思考回答：
1、DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。
2、两条链盘旋成的双螺旋结构。学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础，由此引出新课题。
引导回忆
发现问题
(3-5分钟)有关DNA复制，我们已经学习过哪些知识？你们觉得还有哪些疑问？
（以此设问引导学生回忆已有知识，发现新的问题。）
思考回答
1、DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
2、由于DNA主要存在与细胞核内，因此DNA复制的场所主要是细胞核。
发现问题
关于DNA怎样复制？需要哪些条件？复制的结果怎样？有什么特点？等等是还没有解决的问题。发现问题是科学研究的第一步。问题使学生产生了强烈的求知解疑心理，教师此时抓住这一有利时机，提出紧扣主题的具有挑战性、探索性的问题，使学生主动去探索。
D
N
A
复制方式探讨
(约10分钟)
分组讨论模拟探索
沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。”
你能从DNA分子的双螺旋结构，设想出DNA复制的方式可能有哪几种吗？
假如用15N标记母链，用14N标记子链，请同学们根据假设分组讨论复制一代和两代的结果是什么？用图形表示结果。
教师投影展示部分小组的讨论情况。
学生分组分析讨论，提出DNA复制的两种假设：全保留复制和半保留复制。
学生根据假设讨论演绎并画图表示两种复制的结果
小组间相互补充作出评价培养学生的参与意识和培养学生的合作、探索的精神。并进一步复习假说-演绎法。
1958年Meselson和Stehl用含有15N的培养基培养大肠杆菌，经过多次细胞分裂，细菌细胞的DNA充分地被15N标记上。然后把这些细胞移入正常的含同位素14N的培养基中，然后，在不同时刻（复制不同代数后）收集细菌样本，从中提取DNA，再将提出的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
密度大的DNA在试管的上方还是下方，密度小的呢？中等的呢？请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的DNA条带所在的位置。并画出示意图。请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的DNA条带所在的位置。并画出示意图。
巡视学生的活动，记录学生出现的问题。
教师投影展示部分小组的讨论情况。
教师展示科学家的实际实验结果。
并总结出科学发现的一般过程。
在老师的启发引导下，学生们根据刚才演绎得结果，推导出这样的可能实验现象：如果是全保留复制，则离心后DNA条带应该只有两条；如果是半保留复制，则离心后DNA条带应该有三条，并画出条带的位置。本模拟探索试验的设计和运用，旨在激发学生探索和协作的兴趣，培养学生的动手能力和思维能力。
D
N
A
复制的条件和过程探讨
(约20分钟)请同学们思考DNA复制至少需要什么条件？
科学家是怎么知道这些条件的呢？学生讨论后回答：
模板：两条链分别作为模板
原料：四种脱氧核苷酸
能量：由ATP提供
酶：解旋酶、聚合酶等
科学家通过推导和实验知道的。学生可能说不全，老师引导学生补充完整。
介绍试验
请同学们想一想，下面这个事实说明了什么？
1958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中，并没有发生DNA的合成，当加入少量的RNA作引子和ATP作为能源物质，经保温孵育后，测定其中DNA的含量。发现其中的DNA的含量增加了。
让学生根据实验结果得出结论：复制除需要四个基本条件外，还需要其他条件，如RNA引物等。
旨在提醒学生不能把书读死。而应该始终保持怀疑和探究的心态。
模拟
探讨请同学们自学课本上有关DNA复制过程的内容，总结DNA复制大体上分为几个步骤。
教师通过拉链来模拟DNA复制过程。提出问题：
拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么？
复制代数和DNA数目之间，及与含母链的DNA数目之间有什么关系？
DNA复制过程是否就是完全像拉链的开合？学生自学并总结，如不完整可由其他同学补充。
解链——合成子链——螺旋
学生分组讨论拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么，由学生代表发言。培养学生联想理解的意识，在学习过程中化抽象为具体，提高学习效率。
培养学生分析比较的意识，进一步加深对DNA复制的理解。
观看动画组织学生观看DNA复制的动画课件。学生随着动画的演示，一起念出过程：解链——合成子链——螺旋
反复播放DNA复制的动画，使学生完成由感性到理性的知识过渡。
DNA复制的意义DNA复制有什么意义？传递遗传信息
课堂小结利用多媒体课件引导学生概括总结学生总结本节课知识要点巩固基础知识
课堂测评
基础知识测评学生练习检验知识目标达标情况
八、课堂测评
1、一个噬菌体侵染细菌后，形成了200个子代噬菌体，子代DNA中含最初DNA链的DNA占
A.1%B.2%C.25%D.50%
2、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（）：
A．DNA复制过程中需要酶的催化B．DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C．DNA分子是边解旋边复制的D．DNA复制过程中两条母链均可作模板
3、含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到Gl、G2代细胞。再从G0、Gl、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答下列问题：
⑴G0、Gl、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0________，Gl________，G2_________。
⑵G2代在①、②、③3条带中DNA数的比例是______________。
⑶图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①________，条带②__________。
⑷上述实验结果证明了DNA的复制方式是____________________________________。
九、课后作业
1、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（）：
Ａ．分裂前期 Ｂ．分裂中期
Ｃ．分裂后期 Ｄ．分裂间期
2、假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为，a若将其长期培养在含15N的培养基中便得到含15N的DNA，相对分子质量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养在14N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为（）
A．(a+b)/2B．(3a+b)/2C．(a+3b)/2D．(a+b)/2
3、某双链DNA分子带有15N同位素标记，在试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续复制4代之后，试管中带有14N同位素标记的DNA占总量的
A.12.5%B.25%C.50%D.100%
4、利用多媒体课件，引导学生概括、总结本节课的知识要点，巩固基础知识，培养学生概括、总结的基本学习方法。
DNA复制
时间
场所
条件
原则
结果
特点
5、研究性学习
请同学们在课后两周的时间内，以小组为单位撰写小论文，题目：《“DNA复制”的研究史》。两周后进行交流，并评选优秀小论文。
（设计此作业的目的是培养学生查阅资料，收集信息，小组协作进行研究性学习的能力。）
十、板书设计
第三节DNA的复制
一、复制的方式：半保留复制
二、复制的条件：模板、酶、原料、能量等
三、复制的过程
解旋——合成子链——螺旋
四、复制的意义：传递遗传信息
