高中牛頓第二定律教案

第二節(jié)DNA片段的擴增——PCR技術(shù)。

第二節(jié)DNA片段的擴增——PCR技術(shù)

[課標要求]

1．理解PCR的原理，討論PCR應(yīng)用。2．嘗試PCR技術(shù)的基本操作。[知識梳理]

一．背景知識

1．細胞內(nèi)DNA復(fù)制步驟：

（1）在作用下解開DNA雙鏈

(2)在作用下，以DNA單鏈為模板，合成一段;（兩條DNA模板鏈各需一個RNA引物）

(3)以RNA引物為起點，在作用下，以為原料，按照堿基互補配對原則合成兩條新鏈。

2．聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)概念;

。

3．PCR過程與細胞內(nèi)DNA復(fù)制過程區(qū)別：

（1）引物是人工合成的單鏈，２０－３０個脫氧核苷酸，而不是RNA。

(2)解旋通過對反應(yīng)的控制來實現(xiàn)而不依靠。

4．PCR過程：

(1)將PCR緩沖液、、一對引物、四種、DNA聚合酶、Mg2+等成分加入到特制的微量離心管中。

(2)高溫變性：

。

(3)低溫復(fù)性：

。

(4)中溫延伸：

。

二．實踐案例1．PCR實驗雖然原理復(fù)雜，但操作十分簡單，因為生物制劑公司已把PCR緩沖液、DNA聚合酶、脫氧核苷酸貯備液等組分配成了PCR試劑盒，實驗人員僅需加入模板DNA及引物即可，所以快速、高效、靈活和易于操作是PCR技術(shù)的突出優(yōu)點。2．材料用具略3．活動程序(1)加入各種試劑，混合，離心10s，放入PCR儀中。

(2)擴增循環(huán)，在PCR儀上設(shè)置好PCR熱循環(huán)程序：

循環(huán)數(shù)

高溫變性

低溫復(fù)性

中溫延伸

第一次

95℃,5min

55℃,1min

72℃,1min

30次

95℃,30s

55℃,30s

72℃,1min

最后一次

——

——

72℃,7min注：反應(yīng)產(chǎn)物在4℃保存4．檢測擴增效果（1）稀釋樣品10倍（2）以H2O作對照，在波長260nm處，將紫外分光光度計讀數(shù)調(diào)到零。（3）加入到厚度為1cm的比色杯中，測定260nm處的光吸收值（4）DNA濃度（μg/mL）=（A260nm/0.02）×稀釋倍數(shù)三．探究活動PCR實驗雖然操作簡單，但實驗設(shè)備及藥品價格較高，可以利用自己準備的簡易材料，設(shè)計并進行PCR技術(shù)的模擬實驗操作。四．PCR技術(shù)意義PCR能，從而有效地解決了因為樣品中DNA含量而難以對樣品進行分析研究的難題，大大提高了對DNA分子的分析和檢測能力，被廣泛應(yīng)用于、基因序列分析、遺傳病診斷，古生物學研究以及形偵破案、親子鑒定等。

五．小知識：

1．DNA的兩條鏈是反向平行的，為了明確地表示DNA的方向，通常將DNA的羥基(-OH)末端稱為5’端。DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3’端延伸DNA鏈。但DNA合成的方向是從子鏈的5’端向3’端延伸。

2．引物是一段RNA，它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對。用于PCR的引物長度通常為20—30個核苷酸。

3．在80C—100C的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)將解體，雙鏈分開，這個過程稱為變性。當溫度緩慢降低后，兩條彼此分離的DNA鏈又會重新結(jié)合成雙鏈。

[復(fù)習指導(dǎo)]

本節(jié)課復(fù)習要注重細胞內(nèi)DNA復(fù)制過程和體外DNA片段的擴增——PCR技術(shù)的過程，運用DNA復(fù)制過程原理相同的方法，明確體外DNA片段的擴增——PCR技術(shù)在基因克隆、基因序列分析、遺傳病診斷，古生物學研究以及形偵破案、親子鑒定等方面的地位和作用。如何在體外創(chuàng)設(shè)細胞內(nèi)DNA復(fù)制的條件是PCR技術(shù)的關(guān)鍵，細胞內(nèi)的各種條件實際上是利用PCR儀來模擬的。PCR儀原理復(fù)雜，操作簡單。

[典例解析]

1.PCR過程與細胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比，主要有兩點不同，它們是（）

①PCR過程需要的引物是人工合成的DNA單鏈

②PCR過程不需要DNA聚合酶

③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應(yīng)溫度的控制來實現(xiàn)的

④PCR過程中，DNA不需要解旋，直接以雙鏈DNA為模板進行復(fù)制

A．①②③④B．①②C．①③D．②④

[解析]PCR過程與細胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比，主要有兩點不同。第一，PCR過程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA單鏈，其長度通常為20－30個脫氧核苷酸。第二，PCR過程中，DNA解旋不依賴解旋酶，而是通過對反映溫度的控制來實現(xiàn)的。

[答案]C。

2．在PCR擴增前，需要將下列哪些物質(zhì)加入微量離心管中？（）

①模板DNA②模板RNA③DNA解旋酶④耐高溫的DNA聚合酶⑤引物⑥PCR緩沖液⑦脫氧核苷酸貯備液⑧核苷酸貯備液

A．①④⑤⑥⑦B．①③④⑤⑥⑧

C．②③④⑤⑥⑦D．①④⑥⑦⑧

[解析]進行PCR過程前，將PCR緩沖液、DNA模板、一對引物、四種脫氧核苷酸、DNA聚合、Mg2+等成分加入到一種特制的微量離心管中。

[答案]A

延伸閱讀

多聚酶鏈式反應(yīng)擴增DNA片段

多聚酶鏈式反應(yīng)擴增DNA片段
教學目標：
（一）知識與技能
1、了解PCR技術(shù)的基本操作
2、理解PCR的原理
3、討論PCR的應(yīng)用
（二）過程與方法
在多聚酶鏈式反應(yīng)擴增DNA片段的實驗過程中，應(yīng)避免外源DNA污染，嚴格控制溫度等反應(yīng)條件
（三）情感、態(tài)度與價值觀
通過對PCR實驗的操作及結(jié)果分析，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科研精神
教學重點：PCR的原理和PCR的基本操作
教學難點：PCR的原理
教學過程：
（一）引入新課
在現(xiàn)代生物技術(shù)中，DNA技術(shù)可謂是尖端技術(shù)。人類基因組計劃、基因工程、基因診斷、基因檢測、古生物鑒定等都離不開對DNA分子堿基序列的分析。而分析DNA堿基序列，就需要一定量的DNA片段。怎樣迅速獲得足夠量的DNA片段呢？今天我們來研究學習DNA分子的擴增技術(shù)――PCR技術(shù)。
（二）進行新課
1．基礎(chǔ)知識
PCR技術(shù)擴增DNA的過程，與細胞內(nèi)DNA復(fù)制過程類似：
1．1細胞內(nèi)DNA復(fù)制條件分析：
條件組分作用
模板DNA的兩條單鏈提供復(fù)制的模板
原料四種脫氧核苷酸合成DNA子鏈的原料
酶解旋酶
DNA聚合酶打開DNA雙螺旋
催化合成DNA子鏈
能量ATP為解螺旋和合成子鏈供能
引物RNA為DNA聚合酶提供合成的3’端起點
1．2細胞內(nèi)DNA復(fù)制過程
（1）DNA的反向平行結(jié)構(gòu)：（結(jié)合投影圖）
核苷酸分子的結(jié)構(gòu)與方向性：（分子結(jié)構(gòu)模式圖）
由核苷酸通過3,5-磷酸二酯鍵連接形成核苷酸長鏈：（模式圖，體現(xiàn)方向性）。
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的反向平行結(jié)構(gòu)：
（2）DNA的復(fù)制過程:
解旋：解旋酶、ATP，DNA兩條鏈打開，，形成兩條DNA單鏈。
引物結(jié)合：在DNA單鏈3’端與DNA反向配對結(jié)合，確保引物3’端與DNA單鏈準確配對。
DNA聚合酶結(jié)合：
子鏈合成：DNA聚合酶從引物3’端開始，將配對的脫氧核苷酸連接起來。
后續(xù)加工：DNA聚合酶I將引物切去，并合成空缺處的DNA單鏈，再由DNA連接酶將不連續(xù)的DNA子鏈連接起來（半不連續(xù)合成。先導(dǎo)鏈，滯后鏈）
子鏈合成特點：不能從頭合成；合成方向為“5’→3’合成”。
感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能夠催化磷酸二酯鍵的形成，還具有校對功能。它在每引入一個核苷酸后都要復(fù)查一次，只有堿基配對無誤后才能繼續(xù)往下聚合，它不能從頭合成。RNA聚合酶沒有校對功能，因此RNA的合成不需要引物，而是從頭合成的，它的錯配可能性較大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I刪去，代之以高保真的DNA鏈。
［思考］DNA分子能準確復(fù)制的原因有哪些？
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提供模板；堿基互補配對；DNA聚合酶的復(fù)查功能。
［思考］細胞內(nèi)哪些物質(zhì)是從頭合成的？RNA合成、蛋白質(zhì)合成。
1．3DNA分子復(fù)制的人工控制
解開螺旋：在80～100℃時，DNA雙螺旋打開，形成兩條DNA單鏈，稱為變性。
恢復(fù)螺旋：在50℃左右時，兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，稱為復(fù)性。
復(fù)制條件：緩沖液,DNA模板,四種脫氧核苷酸,熱穩(wěn)定DNA聚合酶,兩種引物。
反應(yīng)場所：PCR儀（自動溫度周期性調(diào)節(jié)）。
［思考］緩沖液相當細胞內(nèi)的什么成分？（核基質(zhì)）1．4PCR的反應(yīng)過程

變性：在95℃時DNA解旋
復(fù)性：在50℃時引物與DNA單鏈結(jié)合
延伸：在72℃時合成DNA子鏈（兩個引物間的序列）2．實驗操作
2．1PCR反應(yīng)體系：緩沖液、DNA模板，四種脫氧核苷酸原料、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、兩種RNA引物，水
2．2實驗操作步驟
2．3按照PCR反應(yīng)體系配方配制反應(yīng)液；
（2）將PCR反應(yīng)體系50μL用微量移液器轉(zhuǎn)移到微量離心管（0.5mL）中；
（3）將微量離心管放到PCR儀中；
（4）設(shè)置PCR儀的工作參數(shù)。
（5）DNA在PCR儀中大量擴增。
2．4水浴法：將微型離心管依次在95℃、55℃、72℃的恒溫水浴鍋中循環(huán)處理相應(yīng)時間。
3．實驗注意事項
3．1避免外源DNA污染：所用儀器、緩沖液、蒸餾水等使用前高壓滅菌。
3．2緩沖液和酶分裝成小份，－20℃低溫保存。
3．3每添加一種反應(yīng)成分，更換一個移液器的槍頭。
3．4混勻后離心處理，使反應(yīng)液集中在離心管底部。
4．結(jié)果分析與評價
4．1反應(yīng)液稀釋：取2LPCR反應(yīng)液，添加98L蒸餾水；2．分光光度計調(diào)零：將100L蒸餾水添加到比色杯中，在260nm處將分光光度計調(diào)整讀數(shù)為零。
4．2將100L反應(yīng)稀釋液倒入比色杯中，測定在260nm處的光吸收值。
4．3計算：DNA含量＝50×光吸收值×稀釋倍數(shù)
（三）課堂總結(jié)、點評

（四）實例探究
例1在（）的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開
A.10－20℃B.80－100℃C.20－30℃D.40－60℃
解析：蛋白質(zhì)大多不能忍受60－80℃的高溫，而DNA在80℃以上才會變性。
答案：B
例2關(guān)于DNA的復(fù)制，下列敘述正確的是（）
A.DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從5’端延伸DNA鏈
B.DNA復(fù)制不需要引物
C.引物與DNA母鏈通過堿基互補配對進行結(jié)合
D.DNA的合成方向總是從子鏈的3’端向5’端延伸
解析：由于DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3’端即復(fù)制方向由3’端向5’端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子鏈是依據(jù)堿基互補配對原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5’端向3’端延伸。
答案：C
綜合應(yīng)用
例3下列有關(guān)PCR描述，不正確的是（）
A.是一種酶促反應(yīng)
B.引物決定了擴增的特異性
C.擴增產(chǎn)量按y＝（1＋X）n
D.擴增對象是氨基酸序列
E.擴增對象是DNA序列
解析：PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)，它以極少量的DNA為模板，以四種脫氧核苷酸為原理，在引物的作用下使DNA聚合酶從引物的3’端連接脫氧核苷酸，短時間內(nèi)迅速復(fù)制上百萬份的DNA拷貝，其擴增產(chǎn)量為y＝（1＋X）n，y代表DNA片段擴增后的拷貝數(shù)，x表示平均每次的擴增效率，n代表循環(huán)次數(shù)，因此答案選D。
答案：D
課后探究
1、PCR與生物體DNA復(fù)制有何區(qū)別？
2、如果在案件偵破過程中，只收集到一根毛發(fā)，但它所含的遺傳信息太少，該怎么辦呢？

★教后小記
教師在教學過程中，可以先引導(dǎo)學生回憶必修2的有關(guān)DNA復(fù)制的知識，在此基礎(chǔ)上，學生可加深對于PCR原理的認識。對于PCR反應(yīng)過程的教學，應(yīng)以讀圖識圖為主。教材中反應(yīng)過程圖解詳細的描繪了參與PCR的各種組成成分；每一輪反應(yīng)的三個基本步驟—變性、復(fù)性、延伸；每一步驟的作用。教師在教學中可以請學生在讀圖的同時，結(jié)合教科書中的文字說明來加深理解。當學生遇到難以理解的地方時，教師要及時給予解答。

第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制

學習目標：1.DNA分子結(jié)構(gòu)的探究歷程
2．DNA分子的主要結(jié)構(gòu)特點
3．DNA分子的復(fù)制過程及特點
4．米西爾森和斯塔爾證明DNA分子復(fù)制方式的實驗

[教材梳理]

一、DNA分子的結(jié)構(gòu)
1．DNA分子結(jié)構(gòu)的探索歷程
時期科學家成果
20世紀30年代后期瑞典科學家證明DNA是不對稱的
1951年查哥夫(美)定量分析DNA分子的堿基組成，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量
1952年富蘭克琳(英)確認DNA為螺旋結(jié)構(gòu)，而不是由一條鏈構(gòu)成的
1953年沃森(美)和克里克(英)提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
2.DNA分子的基本組成單位
DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，如圖所示：
(1)組成：①磷酸；②脫氧核糖；③含氮堿基。
(2)堿基：A：腺嘌呤；G：鳥嘌呤；C：胞嘧啶；T：胸腺嘧啶。
3．DNA分子的立體結(jié)構(gòu)
(1)整體：由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤旋而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
(2)外側(cè)——基本骨架：由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成。
(3)內(nèi)側(cè)——堿基對：由兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，是按堿基互補配對原則連接而成的，即A與T配對、G與C配對。
4．DNA分子的多樣性和特異性
(1)多樣性：堿基對排列順序的千變?nèi)f化。
(2)特異性：特定的堿基對排列順序構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。
二、DNA分子的復(fù)制
1．DNA復(fù)制的概念、時期、場所及條件
(1)概念：以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。
(2)時期：細胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。
(3)場所：細胞核(主要)。
(4)DNA復(fù)制的條件：
①模板：DNA分子的兩條鏈。
②原料：游離的四種脫氧核苷酸。
③能量：由細胞提供。
④酶：解旋酶和DNA聚合酶等。
2．過程
3．特點
①邊解旋邊復(fù)制；②半保留方式復(fù)制。
4．準確復(fù)制的原因和意義
(1)原因
①DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板；
②通過堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠精確地進行。
(2)意義：使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。
[牛刀小試]

一、DNA分子的結(jié)構(gòu)
1．觀察教材P68圖4－8，結(jié)合制作模型體驗，探討下列問題：
(1)DNA分子中同一條鏈和兩條鏈中連接相鄰兩個堿基的結(jié)構(gòu)有何不同？
提示：同一條鏈中連接相鄰兩個堿基的結(jié)構(gòu)是—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—；兩條鏈中連接相鄰兩個堿基的結(jié)構(gòu)是氫鍵。
(2)運用堿基互補配對原則分析，在所有的雙鏈DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的值相同嗎？在DNA分子的一條鏈中是否存在同樣的規(guī)律？
提示：①相同。在雙鏈DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此在所有的雙鏈DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同。
②在單鏈DNA分子中不存在同樣的規(guī)律，因為A與T，G與C不一定相等。
(3)某實驗小組同學制作了如下堿基對模型，你認為哪些是正確的，哪些是錯誤的？
提示：①～④所示模型中只有①正確，②、③、④均不正確。②中多了一個氫鍵，③中堿基配對錯誤，也未遵照“反向平行”的特點；④中未遵照“反向平行”特點。
2．連線
二、DNA分子的復(fù)制
閱讀教材P71～72，結(jié)合圖4－10、4－11，探究下列問題：
(1)DNA復(fù)制時有幾條模板鏈？新合成的DNA分子中的兩條鏈全是子鏈嗎？
提示：①兩條模板鏈(親代DNA分子解開螺旋的兩條鏈)。②不是，而是一條母鏈和一條子鏈。
(2)DNA復(fù)制時，用什么方法識別DNA中哪一條鏈是母鏈，哪一條鏈是子鏈？DNA復(fù)制所形成的子代DNA分子是否是親代DNA鏈和子代DNA鏈隨機結(jié)合的？
提示：①同位素標記法。②不是，而是親代DNA鏈與其相應(yīng)的子鏈結(jié)合形成的子代DNA分子。
(3)若將某一試管中加入緩沖液、ATP、DNA模板和四種脫氧核苷酸，并置于適宜的溫度下，能否完成DNA復(fù)制？分析原因。
提示：不能。復(fù)制條件不完全，缺少解旋酶、DNA聚合酶。
(4)若1個DNA分子含有m個腺嘌呤，則復(fù)制n次需要多少游離的腺嘌呤脫氧核苷酸？
提示：需(2n－1)m個。因為1個DNA分子復(fù)制n次，共形成2n個DNA分子，其中有兩條脫氧核苷酸鏈為母鏈，不需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸。
(5)DNA分子復(fù)制具有準確性，那么在任何情況下，DNA分子復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA分子與親代DNA分子都完全相同嗎？
提示：不一定。DNA分子復(fù)制時，受到各種因素的干擾，堿基序列可能會發(fā)生改變，從而使后代DNA分子與親代DNA分子堿基序列不同，導(dǎo)致遺傳信息發(fā)生改變。
[重難突破]

一、DNA分子的結(jié)構(gòu)層次
1．DNA分子結(jié)構(gòu)中的“五、四、三、二、一”：
“五”——DNA分子的基本組成元素有5種(C、H、O、N、P)。
“四”——DNA分子的基本組成單位為“四種”脫氧核苷酸。
“三”——每種單位均由三分子物質(zhì)(1分子磷酸、1分子脫氧核糖及1分子含氮堿基)構(gòu)成。
“二”——兩條脫氧核苷酸長鏈。
“一”——一種規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

2．DNA分子結(jié)構(gòu)層次圖示
二、DNA分子中的堿基計算規(guī)律
1．堿基互補配對原則
2．堿基間的數(shù)量關(guān)系
項目雙鏈DNA1鏈2鏈規(guī)律
A、T、G、C關(guān)系A(chǔ)＝T，G＝CA1＝T2，G1＝C2，
T1＝A2，C1＝G2雙鏈DNA中，A總等于T，G總等于C，且1鏈上的A等于2鏈上的T,1鏈上的G等于2鏈上的C
非互補堿基和之比，即A＋GT＋C或G＋TA＋C
1m1/mDNA雙鏈中非互補堿基之和總相等，兩鏈間非互補堿基和之比互為倒數(shù)
互補堿基和之比，即A＋TG＋C或G＋CA＋T
nnn在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補堿基和之比相等
某種堿基的比例(x為A、T、G、C中某種堿基的百分含量)12(x1＋x2)
x1x2某堿基占雙鏈DNA堿基總數(shù)的百分數(shù)等于相應(yīng)堿基占相應(yīng)單鏈的比值的和的一半
3.堿基比例與DNA分子的共性和特異性
(1)共性：
①AT＝TA＝1；②GC＝CG＝1；③A＋CT＋G＝A＋GT＋C＝1
(2)特異性：
A＋TG＋C的比值是多樣的，是DNA分子多樣性和特異性的主要表現(xiàn)。
[特別提醒]
(1)在DNA單鏈中，A與T、G與C也可能相等。
(2)(A＋T)/(G＋C)的比值能體現(xiàn)DNA分子的特異性，不同的DNA分子中該值可能相同。
三、DNA分子復(fù)制過程中相關(guān)計算
1．DNA分子數(shù)、DNA鏈數(shù)及所占比例的計算
2.脫氧核苷酸鏈數(shù)的計算
(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸總鏈數(shù)＝2n＋1條；
(2)親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條；
(3)新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。
3.所需脫氧核苷酸數(shù)的計算
若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則：
(1)經(jīng)過n次復(fù)制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m(2n－1)個。
(2)第n次復(fù)制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸m2n－1個。
4．與染色體、細胞數(shù)目相關(guān)的計算
研究DNA分子的半保留復(fù)制時，常涉及計算后代帶放射性標記的DNA、染色體或細胞所占比例的問題，此時要注意：
(1)一個DNA分子含兩條DNA鏈，只要有一條DNA鏈帶標記該DNA分子便帶標記。
(2)每條染色體含一個或兩個DNA分子，只要有一條DNA鏈帶標記，該染色體便帶標記。
(3)每個細胞含多條染色體，每條染色體的情況是一樣的，只需分析一條染色體(減數(shù)分裂時只需分析一對同源染色體)即可。
[實驗探究]
DNA復(fù)制方式的探究
1．方法
放射性同位素標記法和密度梯度離心技術(shù)。
2．原理
含15N的雙鏈DNA密度最大，含14N的雙鏈DNA密度最小，一條鏈含14N和一條鏈含15N的雙鏈DNA分子密度中等。
3．過程
(1)用放射性同位素15N標記大腸桿菌的DNA。
(2)將被標記的大腸桿菌轉(zhuǎn)入以含14N物質(zhì)為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。
(3)分別取完成一次細胞分裂和兩次細胞分裂的大腸桿菌，并將其中的DNA分子分離出來，進行密度梯度超速離心和分析。
4．結(jié)果圖示
5．結(jié)論：DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。

[考向聚焦]

[例1]　下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()
A．DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其基本骨架由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基交替排列而成
B．整個DNA分子中，嘌呤數(shù)目等于嘧啶數(shù)目，所以每條DNA單鏈中A＝T、G＝C
C．與DNA分子中的堿基G直接相連的是脫氧核糖和堿基C
D．每個脫氧核糖均只與一個磷酸和一個堿基相連

[解析]　DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)是磷酸與脫氧核糖交替排列構(gòu)成的基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。若DNA分子的一條鏈上是堿基A，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基T；一條鏈上是堿基G，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基C，反之亦然。所以，在雙鏈DNA分子中A＝T、G＝C，但在單鏈中，堿基A的數(shù)目不一定等于堿基T的數(shù)目，堿基G的數(shù)目也不一定等于堿基C的數(shù)目。在一個脫氧核苷酸中，堿基G與脫氧核糖直接相連，兩鏈之間堿基G與堿基C互補配對。每個脫氧核糖均只與一個堿基相連，但除了游離的脫氧核糖只與一個磷酸相連外，其余脫氧核糖均與兩個磷酸相連。

[答案]　C
[例2]　(福建高考)雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有()
A．2種B．3種
C．4種D．5種
[解析]　根據(jù)堿基互補配對原則，單鏈模板鏈中A與胸腺嘧啶配對。單鏈模板鏈中含有4個“A”，其中每個“A”均可能與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對，當單鏈模板上的“A”與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對會有4種不同長度的子鏈；若單鏈模板鏈上的“A”只與脫氧核苷酸結(jié)合，形成1種子鏈，所以最多會產(chǎn)生5種子鏈。
[答案]　D
[例3]　科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。
組別1組2組3組4組
培養(yǎng)液中
唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl
繁殖代數(shù)多代多代一代兩代
培養(yǎng)產(chǎn)物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代
操作提取DNA并離心
離心結(jié)果僅為輕帶
(14N/14N)僅為重帶
(15N/15N)僅為中帶
(15N/14N)1/2輕帶(14N/14N)
1/2中帶(15N/14N)
請分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。
(2)綜合分析本實驗的DNA離心結(jié)果，第________組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結(jié)果進行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是________________。
(3)分析討論：
①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自________，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是________復(fù)制。
②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。
③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強度發(fā)生變化的是________帶。
④若某次實驗的結(jié)果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為________。
[解析]　經(jīng)過一代培養(yǎng)后，只能是標記DNA分子的一條單鏈，所以要想對所有的DNA分子全部標記，要進行多代培養(yǎng)；在探究DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制的實驗中，“重帶”應(yīng)為兩個單鏈均被15N標記，“輕帶”為兩個單鏈均被14N標記，“中帶”為一個單鏈被14N標記，另一個單鏈被15N標記。
[答案]　(1)多　15N(15NH4Cl)　(2)3　1　2　半保留復(fù)制　(3)①B　半保留?、诓荒堋、蹧]有變化　輕　④15N

———————————————[課堂歸納]————————————————

?[網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]

填充：①雙螺旋②反向平行?、劢惶孢B接
④互補配對?、葸吔庑厪?fù)制?、薨氡Ａ魪?fù)制
⑦解旋　⑧合成子鏈
?[關(guān)鍵語句]
1．DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，兩鏈按反向平行方式盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，堿基排在內(nèi)側(cè)。
2．DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，其中A一定與T配對，G一定與C配對，A與T之間形成2個氫鍵，G與C之間形成3個氫鍵。
3．組成DNA分子的堿基雖然只有4種，但堿基對的排列順序卻是千變?nèi)f化的，含n個堿基對的DNA分子，可形成4n種排列順序，這些排列順序即代表遺傳信息。
4．DNA分子堿基對排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基對的特定的排列順序又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。
5．DNA復(fù)制發(fā)生于細胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。
6．DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補配對原則保證了復(fù)制能精確地進行。
7．DNA分子通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。
知識點一、DNA的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算
1．如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，下列敘述不正確的是()
A．能構(gòu)成一個完整核苷酸的是圖中的a和b
B．圖中每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連
C．各核苷酸之間是通過化學鍵③連接起來的
D．若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T
解析：選A　核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子堿基組成，即圖中的a，b中磷酸的連接位置不正確，A錯誤；由題圖可知，每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連，B正確；核苷酸之間通過磷酸二酯鍵即圖中③相連形成核苷酸鏈，C正確；脫氧核苷酸根據(jù)堿基不同分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸，因此若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是胸腺嘧啶T，D正確。
2．從某生物組織中提取DNA進行分析，其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤，則與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的()
A．26%B．24%
C．14%D．11%
解析：選A　由題中條件可知C＋G在整個DNA分子中占有的比例為46%，因為C＋G在整個DNA分子中占有的比例等于它在DNA某一條鏈中占有的比例，則在H鏈上C＋G＝46%。又因為在H鏈上腺嘌呤占28%，則胸腺嘧啶(T)占的比例為26%，據(jù)堿基互補配對原則，H鏈上胸腺嘧啶等于其互補鏈中腺嘌呤的數(shù)目或比例，則另一條鏈中腺嘌呤占該鏈堿基數(shù)的26%。
知識點二、DNA的復(fù)制及相關(guān)計算
3．如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是()
A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點同時開始的
B．圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的
C．真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶
D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率
解析：選A　圖中DNA分子的復(fù)制是從多個起點開始的，但并不是同時開始的。圖中DNA分子的復(fù)制是邊解旋(需解旋酶)邊雙向復(fù)制的。
4．一個雙鏈均被32P標記的DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是()
A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104個
B．復(fù)制過程需要2.4×104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7
D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3
解析：選B　該DNA分子中A－T堿基對的數(shù)目為5000×2×20%＝2000個，G－C堿基對的數(shù)目為5000－2000＝3000個，則該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)目為2000×2＋3000×3＝1.3×104個；該復(fù)制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(23－1)×3000＝21000個；子代中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32P與只含31P的DNA分子數(shù)之比為2∶(23－2)＝1∶3。
5．據(jù)圖回答問題：
(1)該圖表示的生理過程是________，該過程主要發(fā)生在細胞的________(填部位名稱)。
(2)圖中的1、2、3、4、5分別表示____________________(填堿基名稱，用字母表示)。
(3)假如經(jīng)過科學家的測定，α鏈上的一段堿基序列(M)中的A∶T∶C∶G為2∶1∶1∶3，能不能說明科學家的測定是錯誤的？______，原因是______________________________。
(4)如果以(3)中的α鏈的M為模板，復(fù)制出的β鏈的堿基比例應(yīng)該是________________。
解析：DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補配對原則，即A與T、C與G配對，所以DNA分子中A＝T，G＝C。DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補配對原則進行堿基互補配對，所以形成的DNA子鏈必定與DNA中的一條母鏈完全相同，新形成的兩個DNA分子，與親代DNA分子完全相同。
答案：(1)DNA復(fù)制　細胞核　(2)A、T、C、C、T
(3)不能　在單鏈中不一定存在A＝T、G＝C
(4)T∶A∶G∶C＝2∶1∶1∶3
(時間：25分鐘；滿分：50分)
一、選擇題(每小題2分，共20分)
1．下列關(guān)于沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述，錯誤的是()
A．沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是建立在DNA分子以4種脫氧核苷酸(堿基為A、T、G、C)為單位連接而成的長鏈的基礎(chǔ)上
B．威爾金斯和富蘭克林通過對DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，得出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)
C．沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建了多種模型，但都不科學
D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量的啟發(fā)，構(gòu)建出了科學的模型
解析：選B　沃森和克里克最先提出了堿基在外側(cè)的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，后來又提出了堿基在內(nèi)側(cè)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并且同種堿基配對。最后提出了堿基互補配對的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
2．下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，錯誤的是()
A．每個雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸
B．每個堿基分子上均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖
C．每個DNA分子中堿基數(shù)＝磷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù)
D．雙鏈DNA分子中的一段含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤
解析：選B　脫氧核苷酸分子的連接方式應(yīng)為。在雙鏈的DNA分子內(nèi)部，堿基之間通過氫鍵連接形成堿基對，對一個堿基來說，一側(cè)連接著一個脫氧核糖，另一側(cè)通過氫鍵和另一個堿基相連。
3．在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%，胸腺嘧啶占30%，則另一條鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的()
A．21%,12%B．30%,24%
C．34%,12%D．58%,30%
解析：選C　解這類題目，最好先畫出DNA分子的兩條鏈及堿基符號，并標出已知堿基的含量，這樣比較直觀，更易找到解題方法。然后利用DNA分子的堿基互補配對原則，由整個DNA分子中A＋T＝42%，可得出A1＋T1即對應(yīng)單鏈堿基總數(shù)的百分比也為42%，則C1＋G1＝58%。由一條鏈中C1＝24%，C1＋G1＝58%，得出對應(yīng)另一條單鏈中C2＝34%，由一條鏈中A1＋T1＝42%，A1＝12%，得出對應(yīng)另一條單鏈T2＝12%。

4．(上海高考)在DNA分子模型搭建實驗中，如果用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型()
A．粗細相同，因為嘌呤環(huán)必定與嘧啶環(huán)互補
B．粗細相同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似
C．粗細不同，因為嘌呤環(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補
D．粗細不同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同
解析：選A　A和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是A＝T，G＝C，依題意，用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細相同。
5．如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，相關(guān)敘述正確的是()
a．②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架
b．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸
c．⑨是氫鍵，其形成遵循堿基互補配對原則
d．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息
e．③占的比例越大，DNA分子越不穩(wěn)定
f．⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
A．bcdf　B．cdf
C．a(chǎn)bcfD．bce
解析：選B　DNA分子是反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)，①磷酸與②脫氧核糖交替排列在外側(cè)，構(gòu)成了DNA的基本骨架；④中的③②及②下方的磷酸基團組成胞嘧啶脫氧核苷酸；堿基互補配對，配對堿基之間通過氫鍵相連；DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息；G與C之間形成3條氫鍵，G與C含量越多，DNA分子越穩(wěn)定；根據(jù)堿基互補配對原則，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。
6．下列有關(guān)DNA復(fù)制的說法中，正確的是()
A．DNA復(fù)制時只有一條鏈可以作為模板
B．DNA復(fù)制所需要的原料是4種脫氧核苷酸
C．DNA復(fù)制的場所只有細胞核
D．DNA復(fù)制的時間只能是有絲分裂間期
解析：選B　DNA復(fù)制時，兩條鏈都可以作為模板，真核生物DNA復(fù)制的場所可以是細胞核，也可以是線粒體和葉綠體，在細菌體內(nèi)還可以是擬核。DNA復(fù)制時需要的原料是4種脫氧核苷酸。
7．把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的一個細菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中，培養(yǎng)相當于繁殖一代的時間，然后全部放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當于連續(xù)繁殖兩代的時間后，細菌DNA組成分析表明()
A．3/4輕氮型、1/4中間型
B．1/4輕氮型、3/4中間型
C．1/2輕氮型、1/2中間型
D．3/4重氮型、1/4中間型
解析：選A　輕氮(14N)環(huán)境中的一個細菌轉(zhuǎn)移到重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當于繁殖一代的時間后，DNA分子全為15N/14N，再返回輕氮(14N)環(huán)境中培養(yǎng)繁殖，產(chǎn)生8個DNA分子，3/4輕氮型、1/4中間型。
8.如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項中正確的是()
A．a(chǎn)和c的堿基序列互補
B．b和c的堿基序列相同
C．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與b鏈中同項比值相同
D．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與d鏈中同項比值不同
解析：選C　a、d兩條母鏈堿基互補，a、b兩條鏈堿基互補，c、d兩條鏈堿基互補，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補；兩條互補鏈中的(A＋T)/(G＋C)相同。
9．(山東高考)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是()
解析：選C　DNA分子中(A＋C)/(T＋G)應(yīng)始終等于1；一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)與其互補鏈中(A＋C)/(T＋G)互為倒數(shù)，一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.5時，互補鏈中(A＋C)/(T＋G)＝2；一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)與其互補鏈中(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個堿基對(被32P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(fù)制兩次，其結(jié)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分子相對分子質(zhì)量平均比原來減少1500
D．共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1800個
解析：選B　該DNA分子在含31P的培養(yǎng)液中復(fù)制兩次，可得到4個DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因為DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進入兩個子代DNA分子中；4個DNA分子中有兩個DNA分子的每條鏈都只含有31P，還有兩個DNA分子都是一條鏈含31P，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4000，后兩個DNA分子比原DNA分子共減少了2000，這樣4個DNA分子的相對分子質(zhì)量平均比原來減少了6000/4＝1500；在1000個堿基對的DNA分子中，胸腺嘧啶400個，則含有鳥嘌呤個數(shù)(1000×2－400×2)/2＝600(個)，復(fù)制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600×(22－1)＝1800(個)。

二、非選擇題(共30分)
11．(10分)如圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答問題。
(1)圖甲是DNA片段的________結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的________結(jié)構(gòu)。
(2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：[2]________________、[5]__________________。
(3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈是由________和________交替連接的。
(4)連接堿基對的化學鍵是____________，堿基配對的方式如下：即________與________配對；________與________配對。
(5)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成________的________結(jié)構(gòu)。
(6)含有200個堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個。請回答：
①該DNA片段中共有腺嘌呤________個，C和G共________對。
②該DNA片段復(fù)制4次，共需原料胞嘧啶脫氧核苷酸________個。
③在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，________堿基對的比例高，DNA分子穩(wěn)定性高。
解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)。而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸鏈片段，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結(jié)構(gòu)可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架。(4)DNA分子的兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，且有一定規(guī)律：A與T配對，G與C配對。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈是反向平行的；從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(6)①堿基對G和C之間有三個氫鍵，而A和T間有兩個氫鍵，設(shè)該DNA片段堿基A有x個，堿基G有y個，則有以下關(guān)系：x＋y＝200×1/2＝100,2x＋3y＝260，解得A為40個，G和C各為60個。②復(fù)制4次共需原料C為：(24－1)×60＝900個。③C和G之間的氫鍵多于A、T之間的氫鍵，因此C和G比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越大。
答案：(1)平面　立體(或空間)　(2)一條脫氧核苷酸鏈片段　腺嘌呤脫氧核苷酸　(3)脫氧核糖　磷酸　(4)氫鍵　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鳥嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)反向　規(guī)則　雙螺旋　(6)①40　60?、?00?、跜和G
12．(10分)DNA指紋技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用，目前在親子鑒定、偵察罪犯等方面是最為可靠的鑒定技術(shù)。
請思考回答下列有關(guān)DNA指紋技術(shù)的問題：
(1)DNA親子鑒定中，DNA探針必不可少，DNA探針實際是一種已知堿基順序的DNA片段。請問：DNA探針尋找基因所用的原理是：_______________________________。
(2)用DNA做親子鑒定時，小孩的條碼會一半與其生母相吻合，另一半與其生父相吻合，其原因是________________________________________________________。
(3)如圖為通過提取某小孩和其母親以及待測定的兩位男性的DNA，進行DNA指紋鑒定，部分結(jié)果如圖所示。則該小孩的真正生物學父親是_________________________。
(4)現(xiàn)在已知除了一卵雙生胞胎外，每個人的DNA是獨一無二的，就好像指紋一樣，這說明了：______________________________________________________________。
(5)為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA?________________________。
(6)為了確保實驗的準確性，需要克隆出較多的DNA樣品，若一個只含31P的DNA分子用32P標記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復(fù)制3次后，含32P的單鏈占全部單鏈的________。
解析：DNA具有特異性，不同個體的DNA分子不同，因此可利用DNA分子雜交原理進行親子鑒定。由于子代的同源染色體一條來自父方，一條來自母方，因此親子鑒定時，應(yīng)一半與父親吻合，一半與母親吻合。人體所有細胞都來源于同一個受精卵，因此都含有相同的遺傳物質(zhì)。
答案：(1)堿基互補配對原則　(2)孩子的每一對同源染色體一條來自父親，一條來自母親　(3)B　(4)DNA分子具有多樣性和特異性　(5)因為基因在DNA上，而不在RNA上，且DAN具有特異性　(6)7/8
13．(10分)DNA復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進行預(yù)測，可能的情況是：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制。
(1)根據(jù)圖示對三種復(fù)制作出可能的假設(shè)：
①如果是全保留復(fù)制，則1個DNA分子形成2個DNA分子，其中一個是__________，而另一個是_______________________________________________________________；
②如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個DNA分子各有____________________；
③如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中__________________________________。
(2)請設(shè)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式。
實驗步驟：
①在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)。
②在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N－DNA(親代)。
③將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心方法分離。
(3)實驗預(yù)測：
①如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分離出兩條帶：________和________，則可以排除________，同時肯定是________________。
②如果子代Ⅰ只有一條________，則可以排除________，但不能肯定是_______。
③如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出____________和____________，則可以排除__________________，同時肯定__________。
④如果子代Ⅱ不能分出________兩條密度帶，則排除________，同時肯定________。
(4)用圖例表示出最可能的實驗結(jié)果。
答案：(1)①親代的　新形成的?、谝粭l鏈來自親代DNA，另一條鏈是新形成的?、勖織l鏈中的一些片段是母鏈的，另一些片段是子鏈的　(3)①一條輕密度帶(14N/14N)　一條重密度帶(15N/15N)　半保留復(fù)制和分散復(fù)制　全保留復(fù)制　②中密度帶(14N/15N)　全保留復(fù)制　半保留復(fù)制還是分散復(fù)制?、垡粭l中密度帶(14N/15N)　一條輕密度帶(14N/14N)　分散復(fù)制　半保留復(fù)制?、苤?、輕　半保留復(fù)制　分散復(fù)制　(4)最可能的實驗結(jié)果(如圖所示)：

第二節(jié)遙感技術(shù)及其應(yīng)用學案

第二節(jié)遙感技術(shù)及其應(yīng)用學案
一、遙感技術(shù)
1、概念和原理
簡稱，是指借助對敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的、、等信息，揭示目標物的、及其變化的綜合探測技術(shù)。
2、特點：監(jiān)測范圍，可覆蓋整個地球，能、、，迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測。
3、工作過程：信息——信息——信息——信息——遙感應(yīng)用
4、組成：RS由、、、以及相關(guān)技術(shù)等組成。
5、
類型運載工具優(yōu)點
航天遙感專題，航天飛機、、等覆蓋范圍，不受限制，
可、觀測等。
航空遙感強，可根據(jù)研究主題選擇適當?shù)?、和?br> 近地遙感——可用于、、監(jiān)測等中高分辨率的遙感任務(wù)中。

二、遙感與資源普查
1、資源、資源、資源等是遙感技術(shù)在資源普查中的重要應(yīng)用領(lǐng)域。
2、蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是或構(gòu)造帶，較容易借助遙感技術(shù)“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)的存在。
3、對森林、草原、綠地以及農(nóng)作物等資源的確調(diào)查中，通過遙感圖像或圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、、、、等數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)、、
、等部門提供服務(wù)。
三、遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測
1、21世紀，遙感技術(shù)不僅將為社會提供高分辨率的信息資源，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活與交往方式，而且有助于人類重新審視“地球家園”，提高人們對周圍生活環(huán)境與
的認識。
2、是搞洪救災(zāi)與減災(zāi)決策的重要依據(jù)，遙感技術(shù)所具有的和的特征，給水文預(yù)報，洪水分析等工作帶來很大的便利。

生物選修一5.2多聚酶鏈式反應(yīng)擴增DNA片段學案（人教版）

俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。教師要準備好教案，這是教師需要精心準備的。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂，幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學任務(wù)。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎？以下是小編收集整理的“生物選修一5.2多聚酶鏈式反應(yīng)擴增DNA片段學案（人教版）”，歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。