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3-2、3 DNA分子的结构、DNA的复制【随堂练习】[例1]多样性体现在当一个DNA分子由n个碱基对构成，则可代表的遗传信息有______种。
.[例2]DNA分子中，若一条链中,则其互补链中.[例3]DNA的一条单链中，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是_____和______[例4]某DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链所含有碱基中28%是腺嘌呤，问：此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%[例5]一个DNA分子复制n次，则有：（1）子代DNA分子数_____个，子代DNA分子中有_____条链（2）含亲代DNA链的DNA___个，亲代DNA链____条，（3）不含亲代链的DNA______个，新合成的链________条[例6]用31P标记一个DNA分子，然后放入含32P的培养基中培养，复制3代后，有_____个DNA含31P，有____个DNA含32P；有_____条单链含31P，______条单链含32P。
[例7]消耗的脱氧核苷酸数（1）1个DNA中含胞嘧啶m个，经n次复制后，所需游离的胞嘧啶数为____________个.（2）1个DNA中含胞嘧啶m个，第n次复制，所需游离的胞嘧啶数为__________个.【课后练习】1.有1对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它有结构有1个腺嘌呤,则它的其它组成是( )A．3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶D．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶2.有关DNA分子结构的叙述，正确的是(多选) （）A.DNA分子由4种脱氧核苷酸组成B.DNA单链上相邻碱基以氢键连接C.碱基与磷基相连接D.磷酸与脱核糖交替连接构成DNA 链的基本骨架3.DNA分子中的某一个区段上有300个脱氧核糖和60个胞嘧啶,那么该区段胸腺嘧啶的数量是( )A.90B.120C.180D.2404．若DNA分子中一条链的碱基A：C：T：G＝l：2：3：4，则另一条链上A：C：T：G的值为（）A．l：2：3：4 B．3：4：l：2 C．4：3：2：1 D．1：3：2：45. 假设1个DNA分子片段中含碱基C共312个,占全部碱基有26%,则此DNA片段中碱基A 占的百分比和数目分别是( )A.26%,312个B.24%,288个C.13%,156个D.12%,144个6.某双链DNA分子一条链上的的碱基比率为0.3，那么,在整个DNA分子的A∶T∶G∶C 的比值为（）A.1∶1∶1∶1B.1∶1∶1.5∶1.5C.1.5∶1.5∶5∶5D.5∶5∶1.5∶1.57.一个DNA分子中,G和C之和占全部碱基数的士46%,又知在该DNA分子的一条链中,A和C分别占碱基数的28%和22%,则DNA分子的另一条链中,A和C分别占碱基数的( ) A.28%和22% B.22%和28% C.23%和27% D.26%和24%1-7C(AD)AB BCD。
第三节 DNA 的复制导学案编制人：王总奇 审核人：邱佳翔 时间：2014-4-17学习目标1.概述DNA 分子的复制。
2.了解DNA 的复制的基本知识，了解DNA 分子复制的条件、过程和特点3.探讨DNA 复制的生物学意义。
知 识 回 顾1. DNA 分子是由 2 条 脱氧核苷酸 长链盘旋而成的 双螺旋结构。
2. 脱氧核糖 和 磷酸 交替连接，排列在外侧，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，A 与T 、G 与C 形成碱基对，遵循一定的规律。
碱基之间这种一一对应的关系，叫做 碱基互补配对原则课前预习案一、对ＤＮＡ分子复制的推测沃森和克里克关于DNA 复制的假说:: 半保留复制 ：ＤＮＡ分子复制时，ＤＮＡ分子的 双螺旋 将解开，互补碱基之间的 氢键 断裂，解开的两条单链作为复制的 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，结果新合成的每个ＤＮＡ分子中都保留了原来ＤＮＡ分子中的一条链。
二、DNA 半保留复制的实验证据（选学）1.要分析DNA 是全保留还是半保留的，就要区分亲代与子代的DNA 。
1958年，科学家以__ 大肠杆菌 __为实验材料，运用_ 同位素示踪 ___，设计了实验。
2.实验过程同位素： 15N 、 14N ，标记NH 4Cl 培养液培养大肠杆菌方法：分析：①离心处理后，为什么子一代DNA 只有杂合链带。
答：因为子一代的DNA ，经过半保留复制，含有一条母链，另一条是新合成的链，因此是杂合链。
②子二代DNA 出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？ 培养基类型 结果 在试管中位置 亲代 15N 标记的NH4Cl 培养液15N/15N-DNA 靠近试管底部子一代 14N 标记的NH4Cl 培养液15N/14N-DNA 靠近试管中部子二代 14N 标记的NH4Cl 培养液 15N/14N-DNA 和 14N/14N-DNA 分别靠近试管中部和试管口答：说明DNA是半保留复制的。
1.2 遗传信息通过复制和表达进行传递（第一课时）教学设计
【课标分析】
2017年《普通高中生物学课程标准》中提到“概述DNA分子通过半保留方式复制”，因此，在本节课学习过程中，学生对于半保留复制的掌握尤为重要。
【教材分析】
作为2020沪科版《生物学》必修二《遗传与进化》第一章第二节“遗传信息通过复制和表达进行传递”的第一课时，主要内容是学习DNA的复制，它是遗传的分子基础部分的重点内容之一，学好这一课时，有助于学生对后面中心法则、减数分裂，乃至第三节遗传定律和变异等内容的理解和掌握。
DNA半保留复制的实验在“思维训练”栏目，作为体验生物学实验思想和进行科学研究方法教育的良好载体，在教学中有着非常重要的地位。
【学情分析】
学生在此之前已经学习了DNA的双螺旋结构，并且高中生的认知体系已经基本形成，能够掌握基本的思维方法。
DNA的复制属于抽象的、动态的、连续的分子水平的知识，学生学起来可能会感到困难，因此在教学中，除了引导学生自主探究、合作学习以外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，以激发学生的学习兴趣，培养科学思维。
【教学目标】
1、生命观念：简述DNA复制的过程；理解DNA复制的意义。
2、科学思维：探究DNA复制的方式，培养科学思维。
3、科学探究：学习梅塞尔森和斯塔尔的DNA复制的同位素标记实验，理解密度梯度离心法原理，画出实验结果图。
4、社会责任：寻找生活中的双螺旋结构，感悟生命之美。
【教学重点】
DNA复制的条件、过程和特点
【教学难点】
DNA复制方式的探究
【教学用具】
多媒体设备
【教学过程】
【板书设计】 亲代 子一代 子二代
全保留复制
半保留复制。
高中生物遗传的分子基础练习题学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．下列有关DNA复制的叙述，不正确的是（）A．需要能量B．需要酶C．需要原料D．不需要模板2．基因控制生物体性状的方式有（）①通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状②通过直接控制激素的合成来调节代谢过程，进而控制生物体的性状③通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状④通过控制全部核糖的合成控制生物体的性状A．①②B．①③C．②④D．③④3．用链霉素可使核糖体与单链DNA结合，这一单链DNA就可以代替mRNA翻译成多肽，这说明（）A．遗传信息可由RNA流向DNAB．遗传信息可由蛋白质流向DNAC．遗传信息可由DNA流向蛋白质D．遗传信息可由RNA流向蛋白质4．某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶1∶3∶5.下列关于该DNA分子的叙述，正确的是（）A．共有20个腺嘌呤脱氧核苷酸B．4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2C．若该DNA分子中的这些碱基随机排列，排列方式最多有4200种D．若该DNA分子连续复制两次，则需480个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸5．DNA分子的复制发生在A．有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂前期B．有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期C．有丝分裂间期或减数分裂第二次分裂前期D．有丝分裂间期或减数分裂第二次分裂间期6．下列有关真核生物体内核基因转录与翻译的说法，错误的是（）A．不能在同一场所同时发生B．都存在碱基A与U配对C．在细胞分裂和分化过程中均会发生D．只要碱基配对出错就会引起性状改变7．下列关于RNA的叙述，正确的是（）A．RNA都是以DNA为模板合成的B．密码子、反密码子均存在于mRNA上C．tRNA上只有3个碱基，其余RNA上有多个碱基D．蛋白质合成的过程需要3种RNA共同发挥作用8．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9．DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，导致基因中碱基序列不变但表型改变的现象。
第1节基因指导蛋白质的合成学习目标核心素养1.辨析三种RNA的结构和功能。
2.概述遗传信息转录、翻译的过程和特点。
(重、难点)3.说明密码子、反密码子和遗传信息之间的关系。
(重点)4.理解中心法则的内容和应用。
(重、难点)1.利用对比分析，归纳和概括，辨别三种RNA 的结构和组成。
2.通过图示和列表比较转录和翻译的异同。
3.从存在位置、作用等方面，探讨密码子、反密码子和遗传信息之间的关系，构建知识脉络。
4.通过分析归纳，概括中心法则的内容及其发展。
一、RNA的结构与种类1．RNA的结构(1)基本单位及组成①磷酸；②核糖；③碱基：A、U、G、C；④核糖核苷酸。
(2)空间结构：一般是单链，且比DNA短。
2．RNA与DNA的比较比较项目DNA RNA组成单位基本组成单位不同脱氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖不同脱氧核糖核糖碱基不同特有的是胸腺嘧啶(T) 特有的是尿嘧啶(U)结构不同规则的双螺旋结构一般为单链3.RNA的种类及其作用(1)⎩⎨⎧名称：信使RNA（mRNA）作用：DNA的信使(2)⎩⎨⎧名称：核糖体RNA（rRNA）作用：组成核糖体(3)⎩⎨⎧名称：转运RNA（tRNA）作用：识别并转运氨基酸二、遗传信息的转录1．概念2．过程三、遗传信息的翻译1．翻译概念的理解2．密码子与反密码子密码子反密码子种类64种61种位置mRNA tRNA实质决定一个氨基酸的3个相邻的碱基(终止密码除外)与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基起始：mRNA与核糖体结合↓运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置↓延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上（一个mRNA分子上可以结合多个核糖体终止：当核糖体读取到mRNA上的终止密码时，合成终止↓脱离：肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子四、中心法则1．中心法则的提出及内容(1)提出者：克里克。
高中生物第一套一、结构化1.李老师提问学生问题，学生无法回答，其他学生哄笑这个学生为傻子，你怎么办？【答题思路】本题考察的是应急应变类题目，可以参照分析情况、确定任务、解决问题、总结提高四步答题。
【参考答案】课堂上学生回答不出问题也是正常现象，但对于出现其他学生哄笑这个学生为傻子，我们就要加以重视了，对于此类情况，我会做如下处理：首先，我会先让班里的同学安静下来，运用启发性教学原则，启发该生思考，引导他得出问题的答案。
若该生在我的启发下仍没有得出问题的答案，我会让他先坐下，并对他说“你是不是还没有想好该怎么说，我们来看看其他同学是怎么想的，好不好”，从而保护学生的自尊心和积极性，并对该生积极表现的精神给予鼓励。
其次，课后，我会单独找他了解原因，如果是因为知道答案但不知道怎么表达，我会帮助他锻炼语言表达能力；如果是看别人举手他也举手，或者举手是为了得到老师的关注，那么我会告诉他老师提问只是为了检查学生听明白了没有，不举手不代表学生没有学好。
为了保护学生的自尊心，我会和他约定，会的问题举右手，不会的问题举左手，这样老师就知道他有没有听懂。
既保护了学生的自尊心，又有效地解决了问题，同时还能够及时检查自己的授课效果。
再次，我会找到在课堂上哄笑的学生了解情况，询问他们为什么说出这样的话，如果是回答不出问题的学生平时与他们的相处不太融洽，那么在以后的日常教学工作中，我会加以注意，可以通过成立学习、生活小组的方式，促进学生彼此之间的了解。
后期我会组织一次以“尊重他人”为主题的班会，促进班级内的人际关系和谐以及学生的全面进步。
我相信，通过这些做法，我的班级当中不会再出现不尊重学生的情况，同时，学生上课回答不出问题的情况也会逐渐减少，保证学生的学习效果。
2.你最尊重的教育家是谁？【答题思路】本题考察的是自我认知类题目，主要考查考生对于岗位以及自身的认知，可以结合自身情况展开论述。
【参考答案】生活中，存在着很多的榜样值得我们去学习，在他们身上有独特的品质值得我们去继承。
高中生物必修二长句表述类问题填空班级考号姓名总分1.豌豆花传粉和受粉的特点：。
2.孟德尔一对相对性状的杂交实验中，实现3∶1的分离比必须同时满足的条件：。
3.判断控制某对相对性状的基因是否遵循基因自由组合定律的依据：。
4.有些转入抗盐基因的植物自交，其后代抗盐∶不抗盐＝3∶1，另一些转入抗盐基因的植物自交，其后代抗盐∶不抗盐＝15∶1，原因：。
5.与初级精母细胞相比，精细胞的染色体数目减半，原因是。
6.同源染色体联会的意义：。
7.观察细胞的减数分裂实验宜选用雄性个体生殖器官的原因：。
8.自由组合定律的实质：。
9.若基因型为AaBb的个体测交子代出现四种表型，其比例为44%∶6%∶6%∶44%，请解释出现这一结果的可能原因：。
10.萨顿提出基因在染色体上，他的依据是。
11.常用果蝇作为遗传学研究的材料的原因：。
12.一对表型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表型，据此推测基因的位置及造成性别比例改变的可能原因：。
13.艾弗里及其同事进行了肺炎链球菌的转化实验，该实验最关键的实验设计思路：。
14.要获得32P(或35S)标记的噬菌体，必须用含32P(或35S)的大肠杆菌培养，而不能用含32P(或35S)的培养基培养，原因是。
15.对噬菌体进行同位素标记的大致过程：。
16.将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。
若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带标记。
17.生物学中，经常使用3H－TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)研究DNA合成情况，原理是，因此可根据放射性强度变化来判断DNA的合成情况。
18.DNA分子复制的意义：。
专题八 遗传信息的传递与表达一、基础导学：（一）、真核细胞复制、转录和翻译的比较思考：1、原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？2、原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？3、真核细胞是通过什么方式大大增加了翻译效率的？（二）、基因和性状的关系1.基因控制生物的性状举例：2.基因与性状的数量关系：(1)一个基因控制一种性状(2)一个基因控制多种性状(3)多个基因控制一种性状（三）、中心法则及其应用1.中心法则及其补充中心法则体现了DNA 的两大基本功能：(1)遗传信息传递功能：Ⅰ过程体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)遗传信息表达功能：Ⅱ、Ⅲ过程共同体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 和 完成的，发生在个体发育的过程中。
2.中心法则中遗传信息的传递过程(1)在细胞生物生长繁殖过程中遗传信息的传递过程为：(2)劳氏肉瘤病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递过程为：（四）基因的概念：基因是一段包含一个完整的 的的 。
在多数生物中是一段 ，在RNA 病毒中则是一段 。
二、典例分析1.下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 真核生物DNA 分子复制过程需要解旋酶B ．图中DNA 分子复制是边解旋边双向复制的C 图中DNA 分子复制是从多个起点同时开始的D ．真核生物的这种复制方式提高了复制速率2.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，乙在细胞溶胶中进行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3.图示细胞内某些重要物质的合成过程。
该过程发生在A ．真核细胞内，一个mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B ．原核细胞内，转录促使mRNA 在核糖体上移动以便合成肽链C ．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D ．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译4、下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则B.DNA 中的遗传信息是通过转录传递给mRNA 的C.DNA 中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序D.DNA 病毒中没有RNA ，其遗传信息的传递不遵循中心法则5、下列关于RNA 的叙述，错误的是A.少数RNA 具有生物催化作用B.真核细胞内mRNA 和tRNA 都是在细胞质中合成的C.mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D.细胞中有多种tRNA ，一种tRNA 只能转运一种氨基酸6（2011浙江）B 基因可编码瘦素蛋白。
课时分层作业(十二)1．沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。
下列有关假说内容的叙述不正确的是( )A．DNA复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂B．以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上C．形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链D．形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成答案 D解析沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链。
2．下列关于真核细胞DNA复制的叙述中，正确的是( )A．不仅需要解旋酶，还需要DNA聚合酶B．不仅需要DNA作模板，还需要肽链作引物C．不仅需要氨基酸作原料，还需要ATP供能D．不仅发生在细胞核中，也可能发生于线粒体、高尔基体中答案 A解析真核细胞DNA复制时，不仅需要解旋酶，还需要DNA聚合酶，A项正确；需要DNA作模板，不需要肽链作引物，B项错误；需要脱氧核苷酸作原料，还需要ATP供能，C项错误；不仅发生在细胞核中，也可能发生于线粒体、叶绿体中，但不会发生于高尔基体中，D项错误。
3．已知一条完全标记上15N的DNA分子在含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA 分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，则n是( )A．2B．3C．4 D．5答案 C解析DNA分子复制是半保留复制，所以无论这个DNA分子复制多少次，总有两个DNA分子各有一条链带有15N标记，因此仅含14N的DNA分子总数应为14个，复制n次后，共得到16个DNA分子，由公式2n＝16可知DNA分子复制了4次。
4．一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被32P标记及氨基酸被15N标记的细菌体内，连续繁殖三代，含有32P和15N标记的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为( ) A．100%、100% B．25%、50%C．50%、50% D．25%、0答案 A解析噬菌体侵染细菌后，在亲代噬菌体的DNA的作用下，以细菌细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳。
3.3DNA的复制一、单选题1.下列有关DNA研究实验的叙述，正确的是（）A. 根据DNA衍射图谱有关数据推算出DNA呈双链B. 通过DNA酶处理叶绿体，发现细胞质DNA的存在C. 运用同位素示踪技术和差速离心法证明DNA半保留复制D. 用32P和35S同时标记噬菌体并侵染细菌，证明DNA是遗传物质2.下列关于双链DNA分子复制的叙述，不正确的是（）A. 复制模板：DNA分子两条链B. 复制结果：形成两个子代DNA分子C. 复制特点：半保留复制D. 复制原料：核糖核苷酸3.已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤（A）有40个，经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7：1，下列说法错误的是（）A. n=4B. 复制过程需要游离的胞嘧啶（C）900个C. DNA能精确复制的原因之一是由于遵循碱基互补配对原则D. DNA复制过程中有水的生成，释放出大量能量4.DNA聚合酶是细胞复制DNA的重要作用酶，DNA聚合酶保证了复制的准确性，某些突变的DNA 聚合酶(突变酶)比正常的DNA聚合酶精确度更高，从而减少了基因突变的发生。
下列有关叙述正确的是（）A. 这些突变酶大大提高了DNA复制的速度B. 翻译这些突变酶的mRNA序列不一定发生改变C. 这些突变酶作用的底物是四种核糖核苷酸D. 这些突变酶的产生不利于生物的进化5.将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）A. 1/2，7/8，1/4B. 1/4，1，1/8C. 1/4，7/8，1/8D. 1/8，1，1/86.把培养在含轻氮（14N）环境中的细菌，转移到含重氮（15N）环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，离心分离其DNA，结果应如下图（）A. B. C. D.7.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌的DNA皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，提取其子代的DNA进行梯度离心，下图①-⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（）A. 第一次分裂的子代DNA应为⑤B. 第二次分裂的子代DNA应为①C. 第三次分裂的子代DNA应为③D. 亲代的DNA应为⑤8.一个用15N 标记的DNA 分子含120 个碱基对，其中腺嘌呤有50 个。
3.2 基因工程的基本操作程序 教学目标教学重点1.基因工程基本操作程序的四个步骤。
2.DNA 片段的扩增及电泳鉴定。
教学难点1. 利用PCR 获取和扩增目的基因。
2. DNA 片段的扩增及电泳鉴定。
知识点01 第一步：目的基因的筛选与获取1.目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
也指能够编码特定蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用课程标准目标解读 基因工程是一种重组DNA 技术。
1. 阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。
1. 阐明基因工程的原理和基本操作程序。
2. 针对人类生产或生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案。
3. 尝试进行PCR 的基本操作并用电泳鉴定PCR 的产物。
知识精讲目标导航的因子。
2.筛选目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选，是较为有效的方法之一3.获取目的基因：（1）人工合成（2）基因文库中获取目的基因（3）利用PCR获取和扩增①PCR：PCR全称为聚合酶链式反应，又叫做体外DNA扩增技术。
根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
通过这项技术可在短时间内大量扩增目的基因。
②PCR利用的原理：DNA半保留复制③DNA复制的基本条件：④PCR的前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
⑤PCR的条件：DNA模板（需含有目的基因）。
分别与模板DNA相结合的2种引物。
四种脱氧核苷酸（或四种dNTP：dATP、dTTP、dGTP、dCTP）。
耐高温的DNA聚合酶(Taq酶）。
稳定的缓冲溶液（一般添加Mg2+）。
能严格控制温度的温控设备。
⑥PCR的过程：⑦PCR的结果：以指数方式扩增，即2n（n为扩增循环的次数）⑧鉴定PCR的产物：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物知识点02 第二步：基因表达载体的构建基因表达载体的组成：目的基因、标记基因、启动子、终止子基因表达载体构建过程：一般用同一种限制酶分别切割载体和含有目的基因的DNA片段，再用DNA连接酶将两者连接。
3.5 生物体存在表观遗传现象一、选择题1.对表观遗传的生物学意义的表述错误的是( )A.补充了“中心法则”,阐明核酸并不是存储遗传信息的唯一载体B.“表观遗传修饰”可以影响基因的转录和翻译C.表观遗传学修饰的可遗传性在基因和环境的共同作用中起重要作用D.“表观遗传修饰”不能在个体世代间遗【答案】 D【解析】基础知识识记2.表观遗传学三个层面的含义不包括（）A.可遗传性,可在细胞或个体时代间遗传B.基因表达的可塑性C.无DNA序列的变化D.可遗传性,可在细胞世代间遗传但不可在个体世代间遗传【答案】D【解析】表观遗传学即可在细胞间也可在个体世代间遗传3.表观遗传的生物学意义包括（）A.补充了“中心法则”B.表观遗传修饰可以影响基因的正常转录和翻译C.表观遗传修饰可以影响个体发育,而且可以遗传D.表观遗传修饰可以影响个体发育,但不可遗传E.表观遗传学修饰在基因和环境的相互作用中起重要作用【答案】 A B C E【解析】基础知识识记4.表观遗传学三个层面的含义包括（）A.可遗传性,可在细胞世代间遗传但不可在个体世代间遗传B. 基因表达的可变性C.无DNA序列的变化D.可遗传性,可在个体世代间遗传但不可再细胞世代间遗传E.可遗传性,可在细胞或个体世代间遗传【答案】B C E【解析】基础知识识记二、非选择题5.在医学研究和临床实验研究中,通常用小鼠作为实验动物,是由于它的基因组与人类的相似度极高.6.（1）研究人员在研究人类的自发性视网膜色素变性（视觉异常）--耳聋疾病时,以小鼠作为实验动物,发现将视觉--听觉均正常的野生型小鼠与一只基因突变的纯合系小鼠进行杂交,结果显示F1小鼠的视觉和听觉功能与同龄对照组小鼠相比并无差异,推测致病基因为________性突变.F1雌雄小鼠交配,F2小鼠出现听觉异常--视觉正常：听觉正常--视觉异常：听觉--视觉正常：听觉--视觉异常=3:3:9:1,由此可知,此突变小鼠为___（单/双）基因突变,且遵循________定律.如继续让F2雌雄小鼠交配,正常情况下,F3小鼠应有_____种表现型.（2）同时研究人员研究了一种杀菌剂A对人类前列腺疾病的影响,将小鼠进行了如下处理：F0代正常怀孕小鼠（腹腔注射杀菌剂A）产崽F1（如图）,F1与正常野生型小鼠交配,产崽F2,以此类推F3代、F4等.①结果发现（如图）,未受杀菌剂A影响的F3代小鼠患前列腺疾病的频率明显____________对照组小鼠,且无典型的患病比例.推测此种疾病的患病方式可能异于自发性视网膜色素变性--耳聋疾病.进一步研究发现,杀菌剂A并未引起小鼠的核基因碱基序列发生改变,但其DNA被甲基化,从而导致_________发生了改变,并将这种改变遗传给未受杀菌剂影响的F3代或更多代,此种现象称为表观遗传.②为探究DNA甲基化对表观遗传的影响机制,研究人员对F3代小鼠的前列腺上皮细胞的关键DNA甲基化和相应的mRNA的表达进行了如下检测,其DNA甲基化位点的数量和mRNA表达情况明显异于对照组.注：相关基因：S信号传导；M新陈代谢； D发育； T翻译；通过比较可知,由于杀菌剂A的影响,亲本DNA的甲基化,通过____________将其传递给生殖细胞,进而导致未受杀菌剂A影响的F3代小鼠体内_____________________等过程发生异常,最终影响表现型.（3）请你结合表观遗传现象谈谈,农业生产中大量使用杀菌剂A对人类健康的危害___________________________________________.【答案】（1）隐双基因分离和自由组合定律 4种（2）①高性状（表型）②减数分裂基因表达、细胞的分化与发育、新陈代谢等,（答对2个即可）（3）根据表观遗传的现象,可以知道即使子代没有受到相关物质（如杀菌剂A）的影响,亲代仍可将其受到影响产生的疾病或性状传递给子代.7.表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变.DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一.某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG”岛.其中的胞嘧啶在发生甲基化后变成5-甲基胞嘧啶,但仍能与鸟嘌呤互补配对.细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示）,从头甲基化酶只作用与非甲基化的DNA,使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化.（15分）（1）由上述材料可知,DNA甲基化（填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列. （2）由于图2中过程①的方式是 ,所以其产物都是 ,因此过程②必须经过的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态.（3）研究发现,启动子中“GC”岛的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制 . （4）小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2（IGF-2）,a 基因无此功能（A、a位于常染色体上）.IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小.在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达.检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的.若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表现型应为 .结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态,分析F2出现这种比例的原因是.（5）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病.推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度.另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的竞争甲基化酶,从而降低DNA 的甲基化程度.【答案】（1）不会（2）半保留复制半维持甲基化酶（3）基因的表达（2）（4）全部正常正常：矮小=1：1 卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达,精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达,并且含A的精子：含a的精子=1:1.（5）DNA复制胞嘧啶【解析】DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一,而表观遗传是指DNA序列不变,而基因的表达发生可遗传的改变,所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列图2中过程①的模板链都含甲基,而复制后都只含一个甲基,说明过程①的方式是半保留复制,所以其产物都是半甲基化的,因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态.由于RNA聚合酶与启动子结合,催化基因进行转录,研究发现,琼字中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质（RNA聚合酶）与启动子的结合,不能合成mRNA,从而抑制基因的表达.由于在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,所以纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表型应为全部正常,由于卵细胞中A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达,精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达,并且含A的精子：含a的精子=1:1,所以F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及其比例应为正常：矮小=1:1.5-氮杂胞苷（AZA）常用与临床上治疗DNA甲基化引起的疾病,推测AZA可能的作用机制之一为：AZA在DNA 复制过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度,另一种可能的机制：由于胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶,但仍能与鸟嘌呤互补配对,所以AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度.。
3.3 DNA通过复制传递遗传信息一、单选题1．下列关于DNA分子复制的叙述中,正确的是（）A．DNA分子复制可发生在细胞有丝分裂间期B．DNA分子双螺旋结构全部解旋后,开始DNA分子的复制C．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链D．一个DNA分子通过一次复制后产生四个DNA分子【答案】A【解析】A、细胞分裂间期的生理过程是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,A正确；B、DNA分子的复制是边解旋边复制,不是双螺旋结构全部解链后,开始DNA的复制,B错误；C、DNA酶的作用是促进DNA水解成脱氧核苷酸,促进单个脱氧核苷酸连接合成新的子链的酶是DNA聚合酶,C 错误；D、一个DNA分子复制一次产生2个DNA分子,不是4个DNA分子,D错误.故选A.2．如图所示为DNA复制的较为详细的图解,据图分析,下列相关叙述,错误的是A．仅在解旋酶和DNA聚合酶的催化下,DNA复制不能顺利进行B．在DNA复制的过程中,可能会出现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象C．图示DNA复制的特点有边解旋边复制以及半保留复制等D．复制完成后,前导链和随后链所在单链碱基排列顺序相同【答案】D【解析】A、从图示信息可知,DNA复制需要拓扑异构酶II、解旋酶、引物合成酶、聚合酶I和III 等多种酶的催化,A正确；B、在DNA复制过程中,RNA引物能与模板链互补形成杂交链,该杂交链中可能含有碱基对A-U,B正确；C、从图中信息可知,DNA复制的特点有边解旋边复制和半保留复制等 ,C正确；D、从图中信息可知,前导链和随后链都是新合成的子链,而两条子链上碱基是互补的,D错误.3．某基因的一个片段中的一条DNA链在复制时一个碱基由G→C,该基因复制三次后发生突变的基因占该基因总数的（）A．100% B．50% C．25% D．12．5%【答案】B【解析】某基因的一个片段中的一条链在复制时一个碱基由G→C,由于DNA分子复制方式为半保留复制,则以该链为模板复制形成的基因均为突变基因,而以另一条链为模板复制形成的基因均为正常基因.所以该基因复制3次后,发生突变的基因占基因总数的50%.故选B.4．下图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验,下列叙述正确的是（）A．可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验B．试管③中b带的DNA的两条链均含有14NC．仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制为半保留复制D．可用（NH4）235SO4、（NH4）232SO4分别代替15NH4C1、14NH4Cl进行上述实验【答案】C【解析】A、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养液中独立生活和繁殖,因而不能代替大肠杆菌进行实验,A错误；B、试管自中b带的DNA的一条链含有14N,另一条链含有15N,B错误；C、仅比较试管②和③的结果有可能是全保留复制或半保留复制,C正确.D、DNA分子中不含S元素,因此不能用（NH4）235SO4、（NH4）232SO4分别代替15NH4C1、14NH4Cl进行上述实验,D 错误；故选C.5．用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,请问最快在第几次细胞分裂的后期,细胞中只能找到1条被32P标记的染色体（）A．3 B．2 C．9 D．19【答案】A【解析】由题意可知,20条被标记的DNA第一次复制,结果所有的染色体均有标记,既第一次有丝分裂后期,被32P标记的染色体条数为40条,形成的子细胞中20条染色体均被标记.经第二次复制后,形成40条单体,而其中的一半,即20条具有32P标记,而当第二次分裂后期时,染色单体随机分开,具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞,而某个细胞得到具有32P标记的染色体的数目为0~20.而第三次分裂后期是以第二次分裂的子细胞为前提,在后期被标记的染色体为0~20,即最快在第三次分裂后期,细胞中只能找到1条被32P标记的染色体,A正确.故选A.6．洋葱根尖分生区细胞的某双链DNA分子含有胞嘧啶m个,复制n次.下列有关叙述正确是（）A．处于分裂间期的细胞中DNA不能与RNA聚合酶结合B．DNA复制过程中催化磷酸二酯键形成的酶是解旋酶和DNA聚合酶C．该DNA复制过程中共消耗（2n-1）m个胞嘧啶脱氧核苷酸D．该DNA复制形成的每个子代DNA分子中均含有m个腺嘌呤【答案】C【解析】A、间期DNA能进行转录,因此DNA能与RNA聚合酶结合,A错误；B、解旋酶具有解旋功能,其作用的是氢键,DNA聚合酶能催化磷酸二酯键形成,B错误；C、由于DNA复制为半保留复制,该DNA分子复制n次,共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸（2n-1）m个,C正确；D、由于题干只给出胞嘧啶的数目,而碱基总数未知,因此无法推导出腺嘌呤的数目,D错误.故选C.7．下列有关DNA分子复制的叙述,错误的是A．解旋酶可破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开B．复制方式为半保留复制C．以DNA分子的任意一条链作为模板D．DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对可保证其准确进行【答案】C【解析】DNA复制时,解旋酶可破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开,A正确；DNA复制时分别以每条亲代链做模板,按照碱基互补配对的原则合成子链,这种复制方式为半保留复制,B正确；DNA分子复制时两条链均作模板,复制完成后一个DNA分子可形成两个子代DNA分子,C错误；根据分析内容可知,DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对可保证其准确进行,D正确.故选C.8．某双链DNA分子有100个碱基对,其中胸腺嘧啶40个.如果该DNA分子连续复制两次,则需游离胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是A．60个B．80个C．120个D．180个【答案】D【解析】根据分析可知,一个DNA分子中含有60个胞嘧啶脱氧核苷酸,根据DNA半保留复制的特点,如果该DNA连续复制两次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目=（22-1）×60=180个,综上所述,ABC错误,D正确.故选D.9．在研究DNA复制机制的过程中,为验证DNA分子的半保留复制方式,研究者用蚕豆根尖进行实验,主要步骤如下：步骤①：将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中,培养大约一个细胞周期的时间.步骤②：取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质的培养液中,继续培养大约两个细胞周期的时间.分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布.（1）本实验最主要的研究方法称为____________.实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的______区,步骤①目的是标记细胞中的______分子.（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体的姐妹染色单体都具有放射性,如下图A所示.第二个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的_________（选填字母）,且第三个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的_________（选填字母）,说明DNA分子的复制方式为半保留复制.A B C中期的染色体示意图（深色代表染色单体具有放射性）【答案】同位素示踪法分生 DNA B B和C【解析】（1）根据题意可知,本实验最主要的研究方法称为同位素示踪法.实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区,因为只有分生区的细胞具有分裂旺盛,DNA才发生复制.胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子.（2）分析图示：A染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性；B染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性；C染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性.若假说成立,即DNA分子的复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中的B；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图中的B和C.10．图为大肠杆菌的DNA分子片段结构示意图,回答下列问题：（1）图中②表示的化合物是______,①②③结合在一起的结构叫______.（2）图中③可能有______种,名称分别是______.（3）若甲链中含氮碱基（A＋G）/（T＋C）＝2/5,则同样的比值在乙链中为______.若该双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4,则该DNA分子中4种含氮碱基的比例为A∶G∶T∶C=_______.（4）若DNA分子含有1000个碱基对,其中碱基A占20%,该DNA分子复制3次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸______个.【答案】脱氧核糖脱氧核苷酸 2 鸟嘌呤、胞嘧啶 5/2 2∶3∶2∶3 4200【解析】（1）由以上分析可知,①为磷酸基团；②为脱氧核糖；③和④为含氮碱基；其中①、②和③共同构成一分子脱氧核糖核苷酸.（2）DNA分子两条链之间的碱基通过氢键连接.由于图中③和④有三个氢键,所以可能性有2种,即胞嘧啶、鸟嘌呤.（3）若甲链中含氮碱基（A＋G）/（T＋C）＝2/5,（A＋G）/（T＋C）为非互补碱基之和的比值,则同样的比值在甲链的互补链乙链中为甲链比值的倒数是5/2.若该双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4,即A1：G1：T1：C1=1：2：3：4,根据碱基互补配对原则可知A2：G2：T2：C2=3：4：1：2,该基因中含有400个碱基,则A1=T2=20,T1=A2=60,G1=C2=40,C1=G2=80,则该DNA分子中4种含氮碱基的比例为A∶G∶T∶C=2∶3∶2∶3.（4））若甲DNA片段含有碱基对1000,则碱基数为2000个,其中碱基A占20%,则该DNA片段中胞嘧啶占30%,数目为2000×30%=600个.该DNA片段复制3次,根据DNA分子半保留复制特点,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（23-1）×600=4200个.11．请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题：（1）DNA分子复制的时间是_______________,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠____________连接.（2）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,用另一种长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细____________,原因是____________.（3）DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基（P）变成了尿嘧啶,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___________.（4）7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对.某DNA分子中腺嘌呤（A）占碱基总数的30%,其中的鸟嘌呤（G）全部被7-乙基化,该DNA分子正常复制产生两个DNA分子,其中一个DNA分子中胸腺嘧啶（T）占碱基总数的45%,另一个DNA分子中鸟嘌呤（G）所占比例为____________.（5）请你在下面框图中画出某亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物模式图____________.（6）假定某生物细胞内有一对同源染色体,将100个用15N同位素标记了DNA分子的体细胞加入含14N脱氧核苷酸培养液中,并在适宜条件下进行同步培养（细胞分裂同步进行）.某时刻测定细胞的总数目为3200个,在这3200个细胞中,含15N放射性的细胞个数大约有____________个.（7）在噬菌体侵染细菌的实验中,先将40个普通噬菌体（放在含32P的培养基中的大肠杆菌中）进行标记,只得到400个被标记的噬菌体,利用他们进行噬菌体侵染大肠杆菌实验,结果培养时间过长,细菌完全裂解,得到了4000个子代噬菌体,请问含有32P噬菌体所占比例最多为____________%.【答案】有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 -脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖- 相同嘌呤必定与嘧啶互补配对 G或者C 20% 388 20【解析】（1）DNA复制的时间是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-连接.（2）在DNA分子模型搭建实验中,搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细相同,原因是嘌呤必定与嘧啶互补配对.（3）根据半保留复制的特点,DNA分子经过两次复制后,突变链形成的两个DNA分子中含有U-A、A-T碱基对,而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有G-C、C-G碱基对,因此替换的可能是G,也可能是C. （4）该DNA分子中A=T=30%,G=C=20%,该DNA分子正常复制后,子代DNA中的G由该DNA的C含量决定,因此另一个DNA分子中鸟嘌呤（G）占20%.（5）DNA的复制是半保留复制,所以其连续复制两次后的产物模式图是：.（6）100个细胞分裂形成3200个细胞,所以细胞共分裂了5次,DNA分子复制5次,DNA分子是半保留复制,根据其特点进行分析.将100个用15N同位素标记了DNA分子的体细胞加入含14N脱氧核苷酸培养液中进行分裂,所以最终有400个DNA分子被标记,而3200个细胞共有DNA分子6400个,所以含15N的DNA分子的比例为1/16,每个细胞含有2个DNA分子,因此不含15N的细胞的比例是,含15N的分子的比例为,所以含15N的细胞个数为个.（7）噬菌体只含有1个DNA分子,所以400个噬菌体有400个DNA分子,最多800条单链含有32P,因此子代噬菌体中含32P的噬菌体最多800个,而噬菌体的数目有4000个,所以比例为20%.。
