多聚酶链式反应扩增DNA片段。

俗话说，凡事预则立，不预则废。高中教师要准备好教案，这是高中教师的任务之一。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？小编收集并整理了“多聚酶链式反应扩增DNA片段”，大家不妨来参考。希望您能喜欢！

多聚酶链式反应扩增DNA片段
教学目标：
（一）知识与技能
1、了解PCR技术的基本操作
2、理解PCR的原理
3、讨论PCR的应用
（二）过程与方法
在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应避免外源DNA污染，严格控制温度等反应条件
（三）情感、态度与价值观
通过对PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神
教学重点：PCR的原理和PCR的基本操作
教学难点：PCR的原理
教学过程：
（一）引入新课
在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等都离不开对DNA分子碱基序列的分析。而分析DNA碱基序列，就需要一定量的DNA片段。怎样迅速获得足够量的DNA片段呢？今天我们来研究学习DNA分子的扩增技术――PCR技术。
（二）进行新课
1．基础知识
PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似：
1．1细胞内DNA复制条件分析：
条件组分作用
模板DNA的两条单链提供复制的模板
原料四种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料
酶解旋酶
DNA聚合酶打开DNA双螺旋
催化合成DNA子链
能量ATP为解螺旋和合成子链供能
引物RNA为DNA聚合酶提供合成的3’端起点
1．2细胞内DNA复制过程
（1）DNA的反向平行结构：（结合投影图）
核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）
由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。
DNA双螺旋结构的反向平行结构：
（2）DNA的复制过程:
解旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条DNA单链。
引物结合：在DNA单链3’端与DNA反向配对结合，确保引物3’端与DNA单链准确配对。
DNA聚合酶结合：
子链合成：DNA聚合酶从引物3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。
后续加工：DNA聚合酶I将引物切去，并合成空缺处的DNA单链，再由DNA连接酶将不连续的DNA子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）
子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。
感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合酶没有校对功能，因此RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I删去，代之以高保真的DNA链。
［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？
DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。
［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。
1．3DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。
复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定DNA聚合酶,两种引物。
反应场所：PCR仪（自动温度周期性调节）。
［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）1．4PCR的反应过程

变性：在95℃时DNA解旋
复性：在50℃时引物与DNA单链结合
延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）2．实验操作
2．1PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物，水
2．2实验操作步骤
2．3按照PCR反应体系配方配制反应液；
（2）将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中；
（3）将微量离心管放到PCR仪中；
（4）设置PCR仪的工作参数。
（5）DNA在PCR仪中大量扩增。
2．4水浴法：将微型离心管依次在95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。
3．实验注意事项
3．1避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。
3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。
3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。
3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。
4．结果分析与评价
4．1反应液稀释：取2LPCR反应液，添加98L蒸馏水；2．分光光度计调零：将100L蒸馏水添加到比色杯中，在260nm处将分光光度计调整读数为零。
4．2将100L反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处的光吸收值。
4．3计算：DNA含量＝50×光吸收值×稀释倍数
（三）课堂总结、点评

（四）实例探究
例1在（）的温度范围内，DNA的双螺旋结构解开
A.10－20℃B.80－100℃C.20－30℃D.40－60℃
解析：蛋白质大多不能忍受60－80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。
答案：B
例2关于DNA的复制，下列叙述正确的是（）
A.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5’端延伸DNA链
B.DNA复制不需要引物
C.引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D.DNA的合成方向总是从子链的3’端向5’端延伸
解析：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3’端即复制方向由3’端向5’端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5’端向3’端延伸。
答案：C
综合应用
例3下列有关PCR描述，不正确的是（）
A.是一种酶促反应
B.引物决定了扩增的特异性
C.扩增产量按y＝（1＋X）n
D.扩增对象是氨基酸序列
E.扩增对象是DNA序列
解析：PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它以极少量的DNA为模板，以四种脱氧核苷酸为原理，在引物的作用下使DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸，短时间内迅速复制上百万份的DNA拷贝，其扩增产量为y＝（1＋X）n，y代表DNA片段扩增后的拷贝数，x表示平均每次的扩增效率，n代表循环次数，因此答案选D。
答案：D
课后探究
1、PCR与生物体DNA复制有何区别？
2、如果在案件侦破过程中，只收集到一根毛发，但它所含的遗传信息太少，该怎么办呢？jab88.COm

★教后小记
教师在教学过程中，可以先引导学生回忆必修2的有关DNA复制的知识，在此基础上，学生可加深对于PCR原理的认识。对于PCR反应过程的教学，应以读图识图为主。教材中反应过程图解详细的描绘了参与PCR的各种组成成分；每一轮反应的三个基本步骤—变性、复性、延伸；每一步骤的作用。教师在教学中可以请学生在读图的同时，结合教科书中的文字说明来加深理解。当学生遇到难以理解的地方时，教师要及时给予解答。

延伸阅读

6.2DNA片段的扩增——PRC技术

6.2DNA片段的扩增——PRC技术★课题目标

（一）知识与技能

1、了解PCR技术的基本操作

2、理解PCR的原理

3、讨论PCR的应用

（二）过程与方法

在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应避免外源DNA污染，严格控制温度等反应条件

（三）情感、态度与价值观

通过对PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神

★课题重点

PCR的原理和PCR的基本操作

★课题难点

　PCR的原理

★教学方法

启发式教学★教学工具

多媒体课件

★教学过程（一）引入新课

在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等都离不开对DNA分子碱基序列的分析。而分析DNA碱基序列，就需要一定量的DNA片段。怎样迅速获得足够量的DNA片段呢？今天我们来研究学习DNA分子的扩增技术――PCR技术。

（二）进行新课

1．基础知识

PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似：

1．1细胞内DNA复制条件分析：

条件

组分

作用

模板

DNA的两条单链

提供复制的模板

原料

四种脱氧核苷酸

合成DNA子链的原料

酶

解旋酶

DNA聚合酶

打开DNA双螺旋

催化合成DNA子链

能量

ATP

为解螺旋和合成子链供能

引物

RNA

为DNA聚合酶提供合成的3’端起点

1．2细胞内DNA复制过程

（1）DNA的反向平行结构：（结合教材图5－6）

核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）

由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。

DNA双螺旋结构的反向平行结构：

（2）DNA的复制过程:

解旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条DNA单链。

引物结合：在DNA单链3’端与DNA反向配对结合，确保引物3’端与DNA单链准确配对。

DNA聚合酶结合：

子链合成：DNA聚合酶从引物3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。

后续加工：DNA聚合酶I将引物切去，并合成空缺处的DNA单链，再由DNA连接酶将不连续的DNA子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链）

子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。

感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合酶没有校对功能，因此RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I删去，代之以高保真的DNA链。

［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？

DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。

［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。

1．3DNA分子复制的人工控制

解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。

恢复螺旋：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。

复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定DNA聚合酶,两种引物。

反应场所：PCR仪（自动温度周期性调节）。

［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）

4．PCR的反应过程

变性

复性

延伸
变性：在95℃时DNA解旋

复性：在50℃时引物与DNA单链结合

延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）2．实验操作

2．1PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物，水

2．2实验操作步骤

2．3按照PCR反应体系配方配制反应液；

（2）将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中；

（3）将微量离心管放到PCR仪中；

（4）设置PCR仪的工作参数。

（5）DNA在PCR仪中大量扩增。

2．4水浴法：将微型离心管依次在95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。

3．实验注意事项

3．1避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。

3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。

3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。

3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。

4．结果分析与评价

4．1反应液稀释：取2LPCR反应液，添加98L蒸馏水；2．分光光度计调零：将100L蒸馏水添加到比色杯中，在260nm处将分光光度计调整读数为零。

4．2将100L反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处的光吸收值。

4．3计算：DNA含量＝50×光吸收值×稀释倍数

（三）课堂总结、点评

PCR原理

DNA的复制需要酶、原料、能量、引物

DNA的变性和复性受温度影响

PCR过程

变性

复性

延伸

操作步骤

配制PCR反应体系

移入离心管

放入PCR

设置工作参数

DNA扩增

测定含量

稀释

调零

测定并读数

计算
（四）实例探究

例1在（）的温度范围内，DNA的双螺旋结构解开

A.10－20℃B.80－100℃C.20－30℃D.40－60℃

解析：蛋白质大多不能忍受60－80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。

答案：B

例2关于DNA的复制，下列叙述正确的是（）

A.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5’端延伸DNA链

B.DNA复制不需要引物

C.引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合

D.DNA的合成方向总是从子链的3’端向5’端延伸

解析：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3’端即复制方向由3’端向5’端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5’端向3’端延伸。

答案：C

☆综合应用

例3下列有关PCR描述，不正确的是（）

A.是一种酶促反应

B.引物决定了扩增的特异性

C.扩增产量按y＝（1＋X）n

D.扩增对象是氨基酸序列

E.扩增对象是DNA序列

解析：PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它以极少量的DNA为模板，以四种脱氧核苷酸为原理，在引物的作用下使DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸，短时间内迅速复制上百万份的DNA拷贝，其扩增产量为y＝（1＋X）n，y代表DNA片段扩增后的拷贝数，x表示平均每次的扩增效率，n代表循环次数，因此答案选D。

答案：D

★课余作业

1、PCR与生物体DNA复制有何区别？

2、如果在案件侦破过程中，只收集到一根毛发，但它所含的遗传信息太少，该怎么办呢？

★教学体会

教师在教学过程中，可以鲜引导学生回忆必修2的有关DNA复制的知识，在此基础上，学生可加深对于PCR原理的认识。对于PCR反应过程的教学，应以读图识图为主。教材中反应过程图解详细的描绘了参与PCR的各种组成成分；每一轮反应的三个基本步骤—变性、复性、延伸；每一步骤的作用。教师在教学中可以请学生在读图的同时，结合教科书中的文字说明来加深理解。当学生遇到难以理解的地方时，教师要及时给予解答。

第二节DNA片段的扩增——PCR技术

第二节DNA片段的扩增——PCR技术

[课标要求]

1．理解PCR的原理，讨论PCR应用。2．尝试PCR技术的基本操作。[知识梳理]

一．背景知识

1．细胞内DNA复制步骤：

（1）在作用下解开DNA双链

(2)在作用下，以DNA单链为模板，合成一段;（两条DNA模板链各需一个RNA引物）

(3)以RNA引物为起点，在作用下，以为原料，按照碱基互补配对原则合成两条新链。

2．聚合酶链式反应(PCR)概念;

。

3．PCR过程与细胞内DNA复制过程区别：

（1）引物是人工合成的单链，２０－３０个脱氧核苷酸，而不是RNA。

(2)解旋通过对反应的控制来实现而不依靠。

4．PCR过程：

(1)将PCR缓冲液、、一对引物、四种、DNA聚合酶、Mg2+等成分加入到特制的微量离心管中。

(2)高温变性：

。

(3)低温复性：

。

(4)中温延伸：

。

二．实践案例1．PCR实验虽然原理复杂，但操作十分简单，因为生物制剂公司已把PCR缓冲液、DNA聚合酶、脱氧核苷酸贮备液等组分配成了PCR试剂盒，实验人员仅需加入模板DNA及引物即可，所以快速、高效、灵活和易于操作是PCR技术的突出优点。2．材料用具略3．活动程序(1)加入各种试剂，混合，离心10s，放入PCR仪中。

(2)扩增循环，在PCR仪上设置好PCR热循环程序：

循环数

高温变性

低温复性

中温延伸

第一次

95℃,5min

55℃,1min

72℃,1min

30次

95℃,30s

55℃,30s

72℃,1min

最后一次

——

——

72℃,7min注：反应产物在4℃保存4．检测扩增效果（1）稀释样品10倍（2）以H2O作对照，在波长260nm处，将紫外分光光度计读数调到零。（3）加入到厚度为1cm的比色杯中，测定260nm处的光吸收值（4）DNA浓度（μg/mL）=（A260nm/0.02）×稀释倍数三．探究活动PCR实验虽然操作简单，但实验设备及药品价格较高，可以利用自己准备的简易材料，设计并进行PCR技术的模拟实验操作。四．PCR技术意义PCR能，从而有效地解决了因为样品中DNA含量而难以对样品进行分析研究的难题，大大提高了对DNA分子的分析和检测能力，被广泛应用于、基因序列分析、遗传病诊断，古生物学研究以及形侦破案、亲子鉴定等。

五．小知识：

1．DNA的两条链是反向平行的，为了明确地表示DNA的方向，通常将DNA的羟基(-OH)末端称为5’端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链。但DNA合成的方向是从子链的5’端向3’端延伸。

2．引物是一段RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。用于PCR的引物长度通常为20—30个核苷酸。

3．在80C—100C的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性。当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链。

[复习指导]

本节课复习要注重细胞内DNA复制过程和体外DNA片段的扩增——PCR技术的过程，运用DNA复制过程原理相同的方法，明确体外DNA片段的扩增——PCR技术在基因克隆、基因序列分析、遗传病诊断，古生物学研究以及形侦破案、亲子鉴定等方面的地位和作用。如何在体外创设细胞内DNA复制的条件是PCR技术的关键，细胞内的各种条件实际上是利用PCR仪来模拟的。PCR仪原理复杂，操作简单。

[典例解析]

1.PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是（）

①PCR过程需要的引物是人工合成的DNA单链

②PCR过程不需要DNA聚合酶

③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的

④PCR过程中，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制

A．①②③④B．①②C．①③D．②④

[解析]PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同。第一，PCR过程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA单链，其长度通常为20－30个脱氧核苷酸。第二，PCR过程中，DNA解旋不依赖解旋酶，而是通过对反映温度的控制来实现的。

[答案]C。

2．在PCR扩增前，需要将下列哪些物质加入微量离心管中？（）

①模板DNA②模板RNA③DNA解旋酶④耐高温的DNA聚合酶⑤引物⑥PCR缓冲液⑦脱氧核苷酸贮备液⑧核苷酸贮备液

A．①④⑤⑥⑦B．①③④⑤⑥⑧

C．②③④⑤⑥⑦D．①④⑥⑦⑧

[解析]进行PCR过程前，将PCR缓冲液、DNA模板、一对引物、四种脱氧核苷酸、DNA聚合、Mg2+等成分加入到一种特制的微量离心管中。

[答案]A

基因是有遗传效应的DNA片段

每个老师需要在上课前弄好自己的教案课件，是认真规划好自己教案课件的时候了。必须要写好了教案课件计划，未来的工作就会做得更好！究竟有没有好的适合教案课件的范文？以下是小编收集整理的“基因是有遗传效应的DNA片段”，供您参考，希望能够帮助到大家。

基因是有遗传效应的DNA片段
[一]教学程序
导言
复习提问：
1.从分子角度分析为什么亲代和子代在性状上相似?
学生回忆回答：因亲代把自己的DNA分子复制了一份，通过精子和卵细胞传给了子代。
2.为什么子代获得了亲代的DNA分子，子代在性状上就像亲代呢?
学生在预习的基础上会回答：是因为DNA分子可以控制遗传性状。
那么，DNA分子是怎么控制性状呢?
这就是本小节要解决的内容。
[二]教学目标达成过程
现代遗传学的研究认为:每个DNA分子上有很多基因，这些基因分别控制着不同的性状。
教师出示:果蝇某一条染色体上的几个基因及基因所控制的性状的挂图。
学生观察思考:
教师点评:由图可说明每种生物都有许多基因(因每种生物有多条染色体)。性状是由基因所控制的。那么基因与DNA有什么关系呢?
一、基因--有遗传效应的DNA片段
学生活动：阅读教材P13～14。
教师简介基因的发展:让学生明确人们对基因的认识是个不断发展完善的过程，是在实验基础上随着理化技术手段的发展而发展的，直到20世纪50年代人们才真正认识到，成熟体细胞中的每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有许多基因，基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片段。
学生要对此概念理解，教师必须对此概念的三个要点进行点评:
1.基因是有遗传效应的DNA片段--即基因是DNA的片段，但必须是有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。
2.基因是决定性状的结构单位。
学生活动:观看“基因工程初探”录像片段，让学生理解控制某性状的基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA分子上去，从而获得某种性状的表达，所以说基因是决定性状的结构单位,具有一定的独立性。
3.基因是决定性状的功能单位。即生物的特定基因决定生物的特定性状。如人的黑发由黑发基因控制,人的双眼皮由双眼皮基因控制。
设疑:基因是有遗传效应的DNA的片段，DNA与蛋白质共同构成染色体，那么基因与染色体有何关系呢?
学生思考、教师点拨:基因在染色体上呈直线排列，这就像音乐曲谱，一个曲谱分成许多小节，各个小节内排列着数目不等的音符，经演唱表达不同的音调。
再回忆:DNA分子的基本单位是什么?有多少种?
学生回答:(略)教师给予肯定并鼓励。
质疑:基因的化学结构怎样呢?
学生活动:阅读教材并回答“每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸”。
教师讲述:基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。
例如:人的双眼皮基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表人的双眼皮的遗传信息，上一代传给下一代的是遗传信息而不是双眼皮本身，下一代就可以将双眼皮遗传信息表达为双眼皮。不同的基因，四种基本单位的排列顺序不同，但是，每个基因都有特定的排列顺序。
最后，银幕显示进行总结:
a.基因在染色体上呈直线排列。
b.每个染色体含一个DNA分子，染色体复制后在细胞分裂的间期、前期、中期，每个染色体包含两个姐姐妹染色单体，此时含有两个DNA分子。
c.每个DNA分子有很多基因。
d.每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。
e.基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同。
通过总结，让学生更进一步理解:“基因—DNA--染色体”三者之间的关系。
再质疑:基因是如何复制的?基因又是如何控制性状的呢?
学生阅读教材P14并思考。
教师讲述:由于基因是DNA片段，所以基因的复制是通过DNA分子的复制来完成的。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以—定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这一过程叫做基因的表达。那么基因如何控制蛋白质合成呢?

3.3、4DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段教案

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，帮助高中教师更好的完成实现教学目标。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢？小编收集并整理了“3.3、4DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段教案”，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

人教版必修二生物3.3、4DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段教案
一、DNA分子的复制（阅读教材P52～54）
1．DNA复制的相关概念

概念以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
场所主要是细胞核
条件模板、原料、能量、酶
特点半保留复制、边解旋边复制
2.DNA复制的过程

二、基因是有遗传效应的DNA片段
（阅读教材P55～57）
1．一个DNA分子上有许多个基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。
2．基因是有遗传效应的DNA片段。
3．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
4．DNA分子具有多样性和特异性，这是生物体多样性和特异性的物质基础。
[注意]
对于真核细胞来说，基因(核基因)在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体，但细胞质基因存在于线粒体、叶绿体中的DNA分子上；对于原核细胞来说，基因则存在于拟核中的DNA分子上，没有染色体这一载体。

重点聚焦
1．怎样证明DNA分子是半保留复制？
2．DNA分子复制的过程是怎样的？
3．DNA分子是如何携带遗传信息的？为什么能够携带丰富的遗传信息？

[共研探究]

如图甲是DNA分子的复制图解，图乙表示一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代的结果分析。请思考分析：
　
1．根据图甲，回答下列问题
(1)DNA复制时期：真核生物的DNA复制不只发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，无丝分裂也有DNA复制。
(2)研究DNA复制的选材
①蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；
②哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。
(3)DNA复制场所
①真核生物DNA复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体。
②原核生物DNA复制的场所主要是拟核。
2．结合甲、乙两图，分析DNA分子复制的过程和特点
(1)DNA复制时有两条模板链，两条模板链是亲代DNA通过解旋形成的。
(2)子代DNA是亲代DNA链(母链)与其相应的子链结合形成的，可采用同位素标记法检测母链、子链。
(3)DNA复制的条件：缓冲液、ATP、解旋酶、DNA模板、四种脱氧核苷酸、DNA聚合酶等。
(4)DNA分子复制受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，使后代DNA分子与亲代DNA分子不同，遗传信息发生改变。
3．结合图乙，分析DNA复制过程中的计算问题
(1)DNA不同复制方式的结论
①半保留复制：两个子代DNA分子都为一条链含15N，一条链含14N。
②全保留复制：子代DNA分子中有一个两条链都为14N，一个两条链都为15N。
(2)相关数量关系
①子代DNA分子数为2n个，含有亲代链的DNA分子数为2个；不含亲代链的DNA分子数为2n－2个；含子代链的DNA有2n个；全含亲代链的DNA有0个。
②子代脱氧核苷酸链数为2n＋1条，亲代脱氧核苷酸链数为2条，新合成的脱氧核苷酸链数为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数为m(2n－1)个；第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n－1个。

[总结升华]
1．DNA复制
(1)场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制。
(2)研究对象：一切以DNA为遗传物质的生物。
(3)真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：体细胞中，在有丝分裂间期发生DNA复制；有性生殖过程中，在减数第一次分裂前的间期发生。
(4)与DNA复制相关的酶：复制所需的酶是指一个酶系统，不仅指解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA连接酶等。
①解旋酶：破坏碱基间的氢键。
②DNA聚合酶：连接游离的脱氧核苷酸。
③DNA连接酶：连接DNA片段。
(5)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分子复制过程中的相关计算
(1)DNA分子数、DNA链数及所占比例的计算
世代
分
子
总
数链
总
数细胞中的DNA分子在离心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比
只含15N
分子含14N、15N
杂交分子只含14N
分子含15N
的链含14N
的链
012全在下部10010
124全在中部0101/21/2
2481/2中部，
1/2上部01/21/21/43/4
38161/4中部，
3/4上部01/43/41/87/8
n2n2n＋12/2n中部，
1－2/2n上部02/2n
或1/2n－11－2/2n1/2n1－1/2n
(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。
　DNA复制相关计算的4个易错点
(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。
(2)碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。

[对点演练]
1．判断正误
(1)所有细胞生物的DNA复制主要发生在细胞核中。()
(2)DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板进行的。()
(3)DNA分子复制时总是先解旋后复制，而且每个子代DNA分子中都保留了一条母链。()
(4)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。()
(5)DNA复制过程中，DNA聚合酶和DNA连接酶作用的部位均为磷酸二酯键。()
解析：(1)真核生物的DNA复制主要发生在细胞核中。(2)DNA复制是分别以亲代DNA的两条链为模板进行的。(3)DNA分子复制时边解旋边复制。(4)DNA复制时，遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则。
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2．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)。
[共研探究]
图甲表示果蝇某一条染色体上的几个基因，图乙表示物质或结构的从属关系。
1．基因与染色体的关系
(1)由教材P55～P56“资料分析”1和3得出：①每个DNA分子上有许多基因；②只有部分碱基参与基因组成。
(2)由图甲得出：①基因在染色体上呈线性排列；②一条染色体上含有多个基因。
(3)真核生物的核基因位于染色体上，质基因位于叶绿体或线粒体上。原核生物的基因位于拟核或质粒上。病毒生物的基因位于核酸分子中。
2．染色体、基因、DNA、脱氧核苷酸可用图乙表示，则a为染色体，b为DNA，c为基因，d为脱氧核苷酸。
3．(1)由教材P55～56“资料分析”2和4得出：绿色荧光、肥胖等性状与基因有关，且基因具有一定的独立性。基因能控制生物的性状。
(2)在刑侦领域，DNA分子能够像指纹一样用来鉴定个人的身份，原理为DNA分子具有多样性和特异性。
4．基因是有遗传效应的DNA片段，对于RNA病毒，基因是有遗传效应的RNA片段。
综上所述，基因是有遗传效应的核酸片段。

[总结升华]
1．脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解
2．基因的理解
(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。

[对点演练]
3．判断正误
(1)DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中。()
(2)碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。()
(3)每个DNA分子所具有的特定的碱基排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性。()
答案：(1)√　(2)√　(3)√
4．下列对基因本质的描述，正确的是()
A．基因的基本单位是核糖核苷酸
B．一个DNA分子就是一个基因
C．基因是DNA分子上的特定片段
D．基因的化学结构不会发生改变
解析：选C　基因是有遗传效应的DNA片段，其结构虽然具有稳定性，但不是绝对的，也有可能发生改变。

1．DNA一般能准确复制，其原因是()
①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板
②DNA复制发生于细胞周期的间期
③碱基互补配对是严格的
④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A．②④　B．②③
C．①④D．①③
解析：选D　DNA规则的双螺旋结构经解旋后为DNA复制提供两条模板(即复制的标准)，严格的碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性，它保证子代DNA是以亲代DNA提供的两条模板为标准合成的。
2．15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，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④D．亲代的DNA应为⑤
解析：选C　DNA分子的复制方式是半保留复制，根据这一特点分析可知，⑤为亲代DNA，②为分裂一次的子一代DNA，①为分裂二次的子二代DNA，③为分裂三次的子三代DNA，不可能出现④中的结果。
3．下列有关基因的叙述，正确的是()
A．基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位
B．经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对
C．人体细胞内的基因全部位于染色体上
D．基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代
解析：选A　基因是控制生物性状的结构和功能单位；一个DNA上有很多基因，基因被不具有遗传效应的DNA片段隔开，所以B项中每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对是错误的；人体细胞内基因的主要载体是染色体，线粒体DNA上也有少量基因；进行有性生殖的生物，其遗传物质通过减数分裂传递给后代，进行无性生殖的生物通过有丝分裂传递给后代。
4．如图为DNA分子的复制图解，请据图回答：
(1)该过程主要发生在细胞的________(部位)。正常进行所需的条件是__________________等。
(2)图中A′链与________链相同，B′链与________链相同，因此该过程形成的两个DNA分子完全相同，每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这种复制方式称为____________________。
(3)假如经过科学家的测定，A链上一段(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3，________(填“能”或“不能”)说明该科学家的测定是错误的，原因是_____________________。
(4)如果以A链的M为模板，复制出的A′链碱基比例应该是____________________。
(5)15N标记的DNA分子，放在没有标记的培养基上培养，复制三次后，标记的链占全部DNA单链的________。
解析：(1)DNA分子复制的主要场所是细胞核，在线粒体、叶绿体中也存在着DNA分子的复制，正常进行DNA分子复制所需要的条件是模板、酶、原料、能量等。(2)DNA分子复制为半保留复制，在合成子链时遵循碱基互补配对原则，新合成的子链与另一条母链相同。(3)在双链DNA分子中，A＝T，G＝C，但在单链DNA分子中A与T，G与C不一定相等。(4)在以A链为模板合成的A′链中，碱基A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1。(5)不论复制几次，含15N的DNA分子和DNA单链都是2，经复制三次后DNA分子数为8，DNA单链总数为16，因此标记的链占全部DNA单链的1/8。
答案：(1)细胞核　酶、能量、模板、原料　(2)B　A　半保留复制　(3)不能　在单链中不一定是A＝T，G＝C　(4)A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1　(5)1/8

1．下列叙述不属于沃森和克里克提出的DNA分子复制假说内容的是()
A．DNA分子复制时，DNA分子解开两条单链作模板
B．DNA分子复制是半保留复制方式
C．DNA分子复制时边解旋边复制
D．DNA分子复制时遵循碱基互补配对原则
解析：选C　DNA分子复制时边解旋边复制不是假说内容，是DNA复制的特点。
2．下列关于DNA复制条件的叙述，不正确的是()
A．DNA复制时只有DNA的一条链作模板
B．以4种游离的脱氧核苷酸为原料
C．DNA复制过程需要消耗能量
D．没有酶的催化，细胞DNA复制无法进行
解析：选A　DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下将双链解开，以解开的两条链为模板，在DNA聚合酶作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的子链，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
3．在一个细胞周期中，DNA复制过程的解旋发生在()
A．两条DNA母链之间
B．DNA子链与其互补的母链之间
C．两条DNA子链之间
D．DNA子链与其非互补母链之间
解析：选A　在DNA复制时，首先是构成DNA的两条母链解旋，然后以分开的两条母链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链。
4．下列关于DNA结构及复制的叙述正确是()
A．碱基对特定的排列顺序及空间结构决定DNA分子的特异性
B．减数分裂中DNA的两条链分别进入两个细胞导致等位基因分离
C．DNA分子同一条链的相邻碱基通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接
D．DNA的复制发生在细胞核、线粒体和叶绿体中
解析：选C　碱基对特定的排列顺序决定DNA分子的特异性；同源染色体分离导致等位基因分离；DNA分子同一条链的碱基直接与脱氧核糖连接，相邻脱氧核糖连接在同一磷酸上；真核生物中DNA的复制发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，原核生物中DNA的复制发生在拟核中。
5．DNA分子的多样性和特异性分别决定于()
A．碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序
B．细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性
C．碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则
D．DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性
解析：选A　碱基对的不同排列顺序决定了DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序决定了DNA分子的特异性。
6.如图表示发生在细胞核内的某生理过程，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．b链中(A＋G)/(T＋C)的值一定与c链中的相同
D．正常情况下，a、d链应该到不同的细胞中去
解析：选D　据图可知，此生理过程是DNA的复制。该过程需要的脱氧核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸；真核生物发生此过程的场所有细胞核、线粒体和叶绿体；b链中(A＋G)/(T＋C)的值与c链中的此比值呈倒数关系。
7．下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述，错误的是()
A．每条染色体上含有一个或两个DNA，一个DNA分子上含有多个基因
B．生物的遗传中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
C．三者都是生物细胞内的主要遗传物质
D．三者都能复制、分离和传递
解析：选C　由概念可知，DNA是主要的遗传物质，而染色体不是遗传物质，只是遗传物质的主要载体，染色体上还含有蛋白质。一个DNA分子上有多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。染色体的行为决定着DNA和基因的行为。在生命活动过程中，基因、DNA都会随染色体的复制而复制。
8．某DNA分子有500个碱基对，其中含有鸟嘌呤300个，该DNA进行连续复制，经测定最后一次复制消耗了周围环境中3200个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该DNA分子共复制了多少次()
A．3次　B．4次
C．5次D．6次
解析：选C　已知该DNA分子有500个碱基对，其中含有300个鸟嘌呤，则A与T均为200个；最后一次复制消耗了3200个A，因此，200×2n－1＝3200，n＝5，即该DNA分子共复制了5次。

9．某双链DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有a个。该DNA在连续复制时，对所需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，不正确的是()
A．在第一次复制时，需要(m－a)个
B．复制两次时，共需要2(m－a)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－a)个
D．不论复制多少次，需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目等于所需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目
解析：选B　双链DNA分子中含2m个碱基，a个腺嘌呤，胞嘧啶个数为：(2m－2a)/2＝m－a(个)，在第一次复制时，需胞嘧啶脱氧核苷酸个数为(21－1)×(m－a)＝m－a(个)，复制两次需要：(22－1)×(m－a)＝3(m－a)个，第n次复制时需要：(2n－1)(m－a)－(2n－1－1)(m－a)＝2n－1(m－a)(个)；根据DNA碱基互补配对原则，胞嘧啶与鸟嘌呤数目相等。
10．一个双链均被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。
11．下列关于图示DNA分子片段的说法，错误的是()

A．DNA分子的复制方式是半保留复制
B．该片段的基本组成单位是脱氧核苷酸
C．该DNA分子的特异性表现在(A＋C)/(G＋T)的比例上
D．把此DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代DNA分子中都含15N
解析：选C　DNA分子的复制方式是半保留复制，组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，DNA分子中A＝T，G＝C，所以(A＋C)/(G＋T)的比例是1，因此不能体现DNA分子的特异性，C错误；把DNA分子放在含有15N的培养液中复制两代，由于半保留复制，所以子代DNA分子中都含有15N，D正确。
12．如图是果蝇染色体上白眼基因示意图，下列叙述正确的是()
A．Y染色体上有白眼基因S的同源区段
B．S基因所在的DNA片段均具有遗传效应
C．白眼基因在细胞核内，遵循遗传定律
D．基因片段中有5种碱基、8种核苷酸
解析：选C　白眼基因S位于X染色体上，Y染色体上找不到与基因S对应的同源区段；DNA片段包括基因部分和非基因部分，非基因部分不具有遗传效应；图示DNA片段中共含A、T、G、C四种碱基，4种脱氧核苷酸。
13．下面是DNA复制的有关图示。A→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。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，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30s，而实际上只需约16s，根据A→C过程分析，是因为____________。
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8h，而实际上只需要约2h左右，根据D→F过程分析，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________________________的。
(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由题知，实际复制时间约相当于用DNA分子中总碱基对数与子链延伸速率比值算出的时间的一半，再根据图示可知DNA复制为双向复制。(2)哺乳动物的DNA分子的实际复制时间要短于按A→C的方式复制的时间，说明DNA复制不只是单起点双向复制，结合D→F可推断DNA复制为多起点同时双向复制。
答案：(1)复制是双向进行的　(2)DNA分子中有多个复制起点　(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，碱基互补配对原则保证DNA分子复制的准确无误
14．含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可能参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现在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，经过第一、二次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA，经密度梯度离心后得到结果如图。
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3种DNA分子的位置。请回答：
(1)G0、G1、G23代DNA离心后的情况分别是图中的G0________、G1________、G2________。(填试管代号)
(2)G2代在①②③3条带中DNA数的比例为________。
(3)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________。
(4)上述实验结果证明DNA分子的复制是____________________。DNA的自我复制使生物的____________保持相对稳定。
解析：由于DNA分子的半保留复制，每次复制都形成一半的新链，故出现重量不同的分离情况，这种复制方式保证了生物体遗传特性的相对稳定。
答案：(1)A　B　D(2)0∶1∶1(3)31P　31P和32P(4)半保留复制　遗传特性
15．分析以下图解(图中A表示磷酸，B表示脱氧核糖)，完成下列问题。
(1)C有________种，名称分别为_____________________________________。
(2)图中D和E的关系是______________________________________。
(3)________的排列顺序代表着遗传信息(用字母表示)。
(4)E在H上呈________，是________的F片段，每个F上有许多个________。
(5)生物的性状遗传主要是通过F上的________传递给后代的，实际上是通过________的排列顺序来传递的。
解析：染色体存在于细胞核内，主要由DNA和蛋白质组成，1条染色体(无染色单体)含有1个DNA分子，每个DNA分子上有很多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段，在染色体上呈线性排列。每个基因又由成百上千个脱氧核苷酸组成。脱氧核苷酸的排列顺序称作遗传信息。由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(也可用碱基排列顺序来表示)不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息，可控制不同的性状。脱氧核苷酸是DNA(基因)的基本结构单位，由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。图中的A代表一分子磷酸，B代表一分子脱氧核糖，则C表示含氮碱基。碱基有4种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。因此，相应的脱氧核苷酸的名称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。
答案：(1)4　腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶　(2)E(基因)是由成百上千个D(脱氧核苷酸)组成的　(3)D　(4)线性排列　具有遗传效应　E　(5)E　D

阶段质量检测(三)　基因的本质

(时间：45分钟；满分：100分)

一、选择题(每小题2.5分，共50分)
1．在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是DNA的实验中，用DNA酶处理从S型细菌中提取的DNA之后与R型活细菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型肺炎双球菌生长。设置本实验步骤的目的是()
A．证明R型细菌生长不需要DNA
B．补充R型细菌生长所需要的营养物质
C．直接证明S型细菌DNA不是促进R型细菌转化的因素
D．与“以S型细菌的DNA与R型细菌混合培养”的实验形成对照
解析：选D　用DNA酶处理从S型细菌中提取的DNA并与R型细菌混合培养就是与“以S型细菌的DNA和R型细菌混合培养”的实验形成对照。
2．在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是()
解析：选B　随着R型细菌转化成S型细菌，S型细菌的数量变化呈现“S型”曲线。R型细菌刚进入小鼠体内时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加。
3．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是()
A．二者都应用同位素示踪技术
B．二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
C．艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照
D．二者都诱发了DNA突变
解析：选B　肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，都遵循对照原则，但二者都没有诱发DNA突变，其中只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术。
4．如图所示下面是模仿艾弗里的实验内容，有关叙述不正确的是()
A．R型细菌无荚膜，无毒性
B．R型细菌与S型细菌都有核糖体
C．添加多糖、脂质、蛋白质、RNA等试管的组别具有对照作用
D．DNA酶的作用是催化DNA复制
解析：选D　肺炎双球菌为原核生物，有核糖体。R型细菌无荚膜，无毒性。添加多糖、脂质、蛋白质、RNA等试管的组别作为对照，说明以上物质不是遗传物质，只有DNA是遗传物质。DNA酶的作用是水解DNA。
5．图中病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建后形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是()
解析：选D　杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的。其在侵染植物细胞时注入的是病毒乙的核酸，并由病毒乙的核酸指导合成病毒乙的蛋白质外壳，因而病毒丙在植物细胞内增殖产生的新一代病毒就是病毒乙。
6．下列关于遗传物质的说法中，正确的是()
A．烟草花叶病毒的遗传物质是DNA
B．大肠杆菌的遗传物质位于细胞核中
C．水稻遗传物质的基本组成单位是脱氧核苷酸
D．噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
解析：选C　烟草花叶病毒是RNA病毒，只含有RNA和蛋白质，其遗传物质是RNA，A项错误；大肠杆菌属于原核生物，原核细胞中没有成形的细胞核，B项错误；水稻的遗传物质是DNA，其基本组成单位是脱氧核苷酸，C项正确；噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质，而DNA是主要的遗传物质是因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，D项错误。
7．如图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是()
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．在右侧链中，鸟嘌呤通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖与胞嘧啶相连
D．在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基是通过氢键连接的
解析：选C　图中①表示磷酸，②表示脱氧核糖，③表示胞嘧啶。DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，A错误；由于每个DNA分子是由两条反向平行排列的脱氧核苷酸单链构成，故④中的①不是胞嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，④中②下方的磷酸基团与②③才共同构成这个胞嘧啶脱氧核苷酸的结构，B错误；DNA单链中相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，C正确，D错误。
8．某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子()
A．含有4个游离的磷酸基
B．连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个
C．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．碱基排列方式共有4200种
解析：选C　双链DNA分子中，只有每条链的一端有一个游离的磷酸基，共有2个游离磷酸基，A错误。连续复制两次，其形成4个DNA分子，实际需要新合成的只有3个完整的DNA分子，而每个DNA需要腺嘌呤脱氧核苷酸A＝200×(3/20)＝30(个)，所以共需要A＝30×3＝90(个)，B错误。根据双链DNA分子中碱基互补配对，A＝T，G＝C，如果一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，故整个DNA中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，C正确。如果各种碱基数量足够，含有200个碱基的双链DNA分子，其碱基排列方式最多有4100种，D错误。
9．1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于()
①证明DNA是主要的遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何储存遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A．①③B．②③
C．②④D．③④
解析：选D　DNA双螺旋结构模型中，碱基排列在内侧，碱基对的排列顺序代表遗传信息，③正确；DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制，DNA双螺旋结构模型为DNA复制机制的阐明奠定基础，④正确。
10．已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现一种新病毒，要确定其核酸属于哪一种类型，应该()
A．分析碱基类型，确定碱基比例
B．分析蛋白质的氨基酸组成，确定五碳糖类型
C．分析碱基类型，确定五碳糖类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，确定碱基类型
解析：选A　DNA的碱基组成是A、T、G、C，RNA的碱基组成是A、U、G、C；含T的一定是DNA，含U的一定是RNA；双链DNA的碱基A＝T，G＝C；双链RNA的碱基A＝U，G＝C；单链DNA和单链RNA的碱基没有一定的比例。
11．20世纪90年代，Cuenoud等发现DNA也有催化活性。他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNAE47，它可以催化两个DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是()
A．在DNAE47中，嘌呤数与嘧啶数相等
B．在DNAE47中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含N碱基
C．DNA也有酶催化活性
D．DNAE47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的
解析：选C　DNAE47为单链，嘧啶数与嘌呤数不一定相等。DNA聚合酶的作用底物是游离的脱氧核苷酸，而DNAE47的作用底物为两个DNA片段。
12．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为()
A．在外壳中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N
D．在DNA中找到15N、32P和35S
解析：选B　用15N、32P、35S共同标记噬菌体，15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的核酸，35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，核酸进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸，由于DNA复制的方式为半保留复制，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。
13．噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中，不正确的是()
A．该实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供
C．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质
D．若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的12n－1
解析：选A　噬菌体是一类细菌病毒，侵染细菌的时候是将DNA注入细菌细胞内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的原料来合成噬菌体的DNA及蛋白质。噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，若要证明蛋白质是否为遗传物质，可将分离出来的蛋白质单独注入细菌中，看能否产生同样的噬菌体后代。DNA具有半保留复制的特点，所以用32P标记噬菌体双链DNA，让其连续复制n次后，含32P的DNA应占子代DNA总数的12n－1。
14．假定某高等生物体细胞的染色体数是10条，其中染色体中的DNA用3H胸腺嘧啶标记，将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养2代，则在形成第2代细胞时的有丝分裂后期，没有被标记的染色体数为()
A．5B．40
C．20D．10
解析：选D　根据DNA半保留复制的特点，DNA双链被3H标记，在不含3H标记的培养液中完成第一次分裂后，每条染色体的DNA中一条链有3H标记，另一条链没有标记。在不含3H标记的培养液中进行第二次分裂，后期一半染色体被标记，一半染色体没有被标记。
15．如图表示DNA复制的过程，结合图示分析下列有关叙述不正确的是()

A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开
B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反
C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
解析：选C　虽然DNA具有多起点复制的特点，但图中所示每条链只沿一个起点在复制。

16．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和c的碱基序列相同
B．a链中(A＋C)/(G＋T)的比值与d链中同项比值相同
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(G＋T)/(A＋C)的比值与c链中同项比值不同
解析：选C　DNA复制的特点是半保留复制，b链是以a链为模板合成的，a链和b链合成一个子代DNA分子。a链中(A＋T)/(C＋G)等于b链中(A＋T)/(C＋G)。
17．DNA分子中胸腺嘧啶的数量为M，占总碱基数的比例为q，若此DNA分子连续复制n次需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸为()
A．(2n－1)M　B．M(1/2q－1)
C．(2n－1)M(1－2q)/2qD．(2n－1)M/2nq
解析：选C　由胸腺嘧啶的数量和占总碱基数的比例可知：该DNA分子的总碱基数为M/q，因“任意两个不互补的碱基数之和占总碱基数的一半”，故该DNA分子中鸟嘌呤的数量＝M/2q－M＝M(1/2q－1)个；DNA分子复制n次，新增DNA分子的数量＝2n－1个，故该DNA分子复制n次需要消耗的鸟嘌呤脱氧核苷酸数＝(2n－1)×M(1/2q－1)＝(2n－1)M(1－2q)/2q个。
18．用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含有15N和14N，c只含14N。下图中这三种DNA分子的比例正确的是()
解析：选B　一个含15N的DNA在含14N的培养基上连续复制4次，产生16个DNA分子，由于是半保留复制，其中只含15N的DNA分子数为0，同时含有15N和14N的DNA分子有2个，只含14N的DNA分子有14个。
19．在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分子片段为=====ATGTGTACAC，要使其数量增多，可进行人工复制，复制时应给予的条件是()
①ATGTG或TACAC模板链　②A、U、G、C碱基
③A、T、C、G碱基　④核糖　⑤脱氧核糖　⑥DNA聚合酶　⑦ATP　⑧磷酸　⑨DNA水解酶
A．①③④⑦⑧⑨B．①②④⑥⑦⑧
C．①②⑤⑥⑦⑨D．①③⑤⑥⑦⑧
解析：选D　DNA复制所需的基本条件包括模板、原料(四种脱氧核苷酸)、酶和能量等。磷酸、脱氧核糖、碱基(A、T、C和G)可用于合成原料即脱氧核苷酸。所需的酶包括DNA聚合酶等，不包括DNA水解酶。
20．下列有关真核生物基因的说法，正确的有()
①基因是有遗传效应的DNA片段　②基因的基本单位是核糖核苷酸　③基因存在于细胞核、核糖体等结构　④基因表达时会受到环境的影响　⑤DNA分子每一个片段都是一个基因　⑥基因在染色体上呈线性排列　⑦基因的分子结构首先由摩尔根发现
A．两个B．三个
C．四个D．五个
解析：选B　基因是有遗传效应的DNA片段，基本单位是脱氧核苷酸，主要分布在细胞核中，少量分布于细胞质中的线粒体和叶绿体中。基因在染色体上呈线性排列。基因的表达既受基因的控制，又受外界环境条件的影响。DNA双螺旋结构模型是由沃森和克里克创建的。
二、非选择题(共50分)
21．(10分)将双链DNA在中性盐溶液中加热，两条DNA单链分开，叫DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却，又能恢复成为双链DNA，叫退火。
(1)低温条件下DNA不会变性，说明DNA分子有________性。从结构上分析DNA分子具有该特点的原因：外侧________________________，内侧碱基对遵循________________原则。
(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的共价键不受影响，而____________被打开。如果在细胞内，正常DNA复制过程中需要________作用。
(3)部分DNA完全解旋成单链所需的温度明显高于其他DNA，其最可能的原因是________________。
(4)大量如图1中N元素标记的DNA在变性后的退火过程中会形成________种DNA，离心后如图2，则位于________链位置上。
(5)如果图1中α链中A和T的比例和为46%，则DNA分子中A与C的和所占比例为________。
解析：DNA分子在低温条件下不变性，说明其有稳定性。DNA分子的外侧由磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架，内侧碱基对遵循碱基互补配对原则；DNA变性的本质是碱基对间的氢键被打开，其中G—C碱基对含量越高，DNA分子结构越稳定；在DNA分子中，A＝T，G＝C，所以A＋C＝50%。
答案：(1)稳定　由磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架结构　碱基互补配对　(2)碱基对间的氢键　解旋酶　(3)该DNA中G和C形成的碱基对的比例较高，结构比较稳定　(4)1　中　(5)50%
22．(8分)如图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙)，请据图回答问题：
　
(1)图甲为DNA的结构示意图，其基本骨架由________(填序号)和______________(填序号)交替排列构成，④为________。
(2)图乙为________过程，发生的时期为________。从图示可看出，该过程是从________起点开始复制的，从而________复制速率；图中所示的酶为________酶，作用于图甲中的________(填序号)。
(3)5－BrU(5－溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5－BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过________次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T－A到C－G的替换。
解析：(1)在DNA的结构中，磷酸和脱氧核糖交替排列构成DNA的基本骨架，①为磷酸，②为脱氧核糖，③为胞嘧啶，三者构成胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)图乙为DNA的复制过程，主要在细胞核中进行，在线粒体和叶绿体中也存在该过程，其发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；从图中可以看出，DNA复制是边解旋边复制的，且从多个起点开始，这种复制方式提高了复制的速率；图中的酶为DNA解旋酶，作用于氢键，即图甲中的⑨。(3)用B表示5－溴尿嘧啶，过程如下：
答案：(1)①　②　胞嘧啶脱氧核苷酸　(2)DNA复制　有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期　多个　提高　DNA解旋　⑨　(3)3
23.(10分)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14NDNA(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15NDNA(亲代)。
c．将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含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，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除________。
(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，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______，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代Ⅱ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亲代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(15N/15N)　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
24．(12分)某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现，常见的流感病毒都是RNA病毒，同时提出疑问：猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA？下面是兴趣小组探究猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。
(1)实验目的：___________________________________________________。
(2)材料用具：显微注射器，猪流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)实验步骤：
第一步：把猪流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，________________。
第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取液注射到三组猪胚胎干细胞中。
第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽出取样品，检测是否有猪流感病毒产生。
(4)预测结果及结论：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③若A、B、C三组都出现猪流感病毒，则猪流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
解析：本题的实验目的是探究猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。根据酶的专一性利用给定的材料用具设计不处理核酸提取液和分别用DNA水解酶、RNA水解酶处理核酸提取液的三组实验相互对照，根据实验结果便可得出结论。
答案：(1)探究猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA　(3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组，C组不进行处理　(4)①若A、C两组出现猪流感病毒，B组没有出现，则猪流感病毒的遗传物质是RNA　②若B、C两组出现猪流感病毒，A组没有出现，则猪流感病毒的遗传物质是DNA
25．(10分)分析下图，回答有关问题：

(1)图中B是________，F是________，G是________。
(2)A与C有两种数量比例关系：________和________，每个C上含有________个D，每个D可以由________个E组成。
(3)D与A的位置关系是_________________________________________。
(4)从分子水平看，D与C的关系是_______________________________________。
(5)C的基本组成单位是图中的________。D的主要载体是图中的______。除细胞核外，________和________中的D也可由亲代传递给子代。
(6)在E构成的链中，与1分子G相连接的有________分子的F和________分子的H。
(7)遗传信息是D中________排列顺序。
(8)生物的性状遗传主要通过A上的________传递给后代，实际上是通过________排列顺序来传递遗传信息。
答案：(1)蛋白质　含氮碱基　脱氧核糖　(2)1∶11∶2　许多　成百上千　(3)D在A上呈线性排列
(4)D是有遗传效应的C的片段　(5)E　A　线粒体　叶绿体　(6)1　2　(7)特定的碱基　(8)基因　特定的碱基