高中生物 第三章 第三节 遗传信息的传递学案 浙科版必修2

第三节遗传信息的传递学习目标重点难点1.能记住DNA复制的概念。2.能说出DNA复制的过程。3.会用碱基互补配对原则分析DNA复制的特点。重点：DNA复制的过程。难点：DNA半保留复制的理解。一、探究DNA的复制过程1材料：大肠杆菌。2方法：放射性同位素示踪法、离心技术。3结论：DNA复制是以半保留方式进行的。二、DNA的复制1概念：产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。2时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3DNA复制的过程（1）解旋：在解旋酶作用下，DNA分子两条链的配对碱基之间的氢键断裂，碱基暴露出来，形成两条“模板链”（母链）。（2）合成子链：以每一条母链为模板，在DNA聚合酶作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。（3）形成子代DNA：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。结果，一个DNA分子形成两个完全相同的子代DNA分子。4复制的条件模板：亲代DNA解旋产生的两条母链。原料：游离的四种脱氧核苷酸。酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。能量：ATP。5复制的特点：半保留复制，即子代DNA双链一条母链一条新子链。6意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。7DNA准确复制的原因（1）DNA具有独特的双螺旋结构，能为DNA复制提供精确的模板。（2）碱基互补配对原则保证了复制的准确进行。预习交流在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双链解开B游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对C与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链D子链与模板链盘绕成双螺旋结构答案：B解析：在DNA复制过程中，有解旋、合成子链和螺旋化等过程，但是能保证复制得到的两个DNA分子相同的机制是在复制过程中，严格按照碱基互补配对原则合成子链。一、探究DNA的复制过程1探究DNA的复制用什么方法？具体探究过程怎样？答案：同位素示踪法。具体探究过程是：用放射性同位素15N标记大肠杆菌的DNA。将被标记的大肠杆菌转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。分别取完成一次细胞分裂和完成两次细胞分裂的大肠杆菌，并将大肠杆菌中的DNA分子分离出来，进行密度梯度超速离心和分析。2用15N标记大肠杆菌的DNA，然后将标记15N的大肠杆菌转移到含14N的培养基中培养，子一代和子二代大肠杆菌的DNA中含15N的情况如何？答案：子一代大肠杆菌的DNA中都含有15N，子二代大肠杆菌的DNA中一半含15N。结果如下图：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（和），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。请分析：（1）由实验结果可推测第一代（）细菌DNA分子中一条链含_；另一条链含_。（2）将第一代（）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的子DNA用同样的方法分离，请参照图甲，将DNA分子可能出现在试管中的位置在图乙中标出。（3）若将15NDNA（亲代）的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的DNA中全含15N（重DNA）、一条链含15N（中DNA）及两链均不含15N（轻DNA）的比例为_，在这些子DNA中，含15N的链占全部子DNA链的比例为_。答案：（1）15N14N（2）如下图（3）0261/8 解析：将15N-DNA（亲代）的大肠杆菌转移到含14N的培养基上，根据半保留复制，第一代（）细菌DNA分子中一条链含15N，另一条链含14N。将第一代（）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，所得到细菌的子DNA中1/2是中带，1/2是重带。若将15NDNA（亲代）的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的8个DNA中有0个全含15N（重DNA），有2个DNA一条链含15N（中DNA）以及6个DNA的两链均不含15N（轻DNA）。DNA半保留复制的实验氯化铯密度梯度离心实验（1）氯化铯密度梯度离心氯化铯超速离心时，盐离子由于受到强大的离心力而被拉向离心管底部，同时溶液中存在的扩散作用与离心力相对抗，使Cs与Cl分散在整个溶液中，CsCl经过离心后，溶液达到一种平衡状态，扩散和沉淀的两种相对力量保持平衡，形成一个连续的CsCl浓度梯度，溶液的密度在离心管底部最大，顶部最小。如果DNA分子溶解在CsCl中，它们会逐渐集中在一条狭窄的带上，则DNA分子的密度恰好与那一点的CsCl密度相等。若用同位素标记DNA分子，则使DNA的密度不同，然后利用DNA能吸收紫外线的特点，用光源照射，则在照相底版上就出现了DNA的不同位置。（2）过程（3）结果注意：分裂多次的结果中其实还有两条DNA单链为14N标记的，但因分裂多次，在整个DNA中含量很少，可以忽略。二、DNA的复制1DNA复制发生在什么时候？答案：DNA复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。2DNA复制的方式是什么？答案：DNA复制的方式是半保留方式，即子代DNA的两条链有一条链来自亲代DNA。3DNA复制遵循什么原则？答案：碱基互补配对原则。4DNA复制的原料是什么？答案：四种脱氧核苷酸，即腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。5DNA复制的模板来自哪里？答案：DNA复制的模板是亲代DNA的两条链。6DNA复制需要哪些酶直接参与？答案：解旋酶：断裂DNA两条链之间的氢键。DNA聚合酶：连接单个脱氧核苷酸成为长链。7DNA复制是个耗能的过程，能量由什么直接提供？答案：ATP。下图所示为DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般的说，下列各项正确的是（）。Aa和c的碱基序列互补Bb和c的碱基序列相同Ca链中（AT）/（GC）的比值与b链中同项比值不同Da链中（AT）/（GC）的比值与c链中同项比值相同答案：D解析：本题考查DNA分子复制的特点，即半保留复制。在a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，其中a和b、d的碱基互补，d和a、c的碱基互补，b和d、a和c的碱基序列相同。在双链DNA分子中AT、GC，则一条链中的（AT）或（GC）与互补链中的（AT）或（GC）相同，则a链中（AT）/（GC）的比值与b链中同项比值相同，与c链中同项比值也相同。1DNA复制的计算DNA在自我复制过程中，最鲜明的特点就是半保留复制。一个DNA分子无论复制多少代，这个DNA的两条链不变，一直作为模板，分别进入两个子代DNA分子中。关于这方面的计算，可按下表进行。已知某全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下表：世代DNA分子的特点DNA分子中脱氧核苷酸链的特点分子总数细胞中的DNA分子在离心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比链总数不同脱氧核苷酸链占全部链的比例只含15N的分子含14N15N的分子只含14N的分子含15N的链含14N的链01全在下部10021012全在中部010424中部，上部0838中部，上部016n2n中部，1上部0或12n112.DNA分子复制前后某种碱基数量的计算若某DNA分子含某碱基x个，则该DNA分子进行n次复制，需含该碱基的脱氧核苷酸分子数互补的碱基的脱氧核苷酸分子数（2n1）x。若计算第n次需该碱基多少个，其公式应为（2n1）x个。1下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）。A在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制BDNA通过一次复制后产生四个DNA分子CDNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D单个脱氧核苷酸在DNA水解酶的作用下连接合成新的子链答案：A解析：DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA分子的过程。DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA水解酶。DNA是边解旋边复制，而不是双螺旋全部解链后才开始DNA的复制。2某DNA分子中含有1 000个碱基对（P元素只含32P）。若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制3次，则子代DNA的相对分子质量平均比亲代DNA减少（）。A1 000 B1 500C1 750 D无法确定答案：C解析：1个DNA分子复制3次则生成8个DNA分子。其中6个DNA分子全为31P，另2个DNA分子一条链含31P，另一条链含32P，所以相对分子质量平均比亲代减少1 750。3先用同位素14C标记一个DNA分子，然后加入含有12C的游离的脱氧核苷酸，在适宜的条件下经过n次复制后，所得DNA分子中含有12C的脱氧核苷酸单链数与含14C的脱氧核苷酸单链数之比是（）。A2n1 B（2n2）nC（2n1）2 D（2n1）1答案：D解析：1个DNA分子复制n次后，形成2n个DNA分子。其中2n2个DNA全部为12C。另2个DNA分子一条链含14C，另一条链含12C，故含12C的脱氧核苷酸链与含14C的脱氧核苷酸链数之比为（2n1）1。4实验室模拟生物体DNA复制必需的一组条件是（）。酶游离的脱氧核苷酸ATPDNA分子mRNA适宜的酸碱度适宜温度tRNAA BC D答案：D解析：DNA的复制过程是重要的生理过程，离不开酶和能量，还需要DNA作为模板、游离的脱氧核苷酸等基本条件，而酶的作用受温度、酸碱度的影响。5某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（）。A330 B660C990 D1 320答案：C解析：根据题干中的数据，可以计算出胞嘧啶（C）为C1 000（134%）330个，该DNA分子复制2次需游离C为330（221）990个。6下图是DNA复制图解，请据图回答问题。（1）DNA复制的时期是_。（2）DNA准确复制的结构基础是_和_。（3）一个有15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制三次后标记的DNA分子占DNA分子总数的_，标记的链占全部DNA单链的_。（4）一个DNA分子复制完毕后，新形成的DNA分子的子链_。A是DNA母链的片段B和DNA母链之一完全相同C和DNA母链相同，但T被U所取代D和DNA母链稍有不同（5）由（4）题可见，DNA分子复制又称为_复制。答案：（1）有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期（2）独特的双螺旋结构碱基互补配对原则（3）（4）B（5）半保留6