2019版高中生物 第三章 第3、4节 DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段学案 新人教版必修2.doc

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1、1第第 3 3、4 4 节节 DNADNA 的复制的复制 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的 DNADNA 片段片段1 1理解 DNA 分子的复制。(重点)2 2说出 DNA 与基因、遗传信息间的关系。(重点)3 3理解 DNA 分子多样性和特异性的原因。(重、难点)DNA 的 复 制 1 1对 DNA 分子复制的推测(1)提出者：沃森和克里克。(2)假说内容：解旋：DNA 分子复制时，DNA 分子的双螺旋解开，互补碱基之间的氢键断裂。复制模板：DNA分子解开的两条单链 原料：游离的4种脱氧核苷酸 原则：碱基互补配对原则)特点：新合成的每个 DNA 分子中，都保留了原来 DNA 分子中的一条

2、链，这种复制方式称做半保留复制。2 2DNA 半保留复制的实验证据(1)实验材料：大肠杆菌。(2)实验方法，运用同位素示踪技术。(3)实验过程：用15N 标记细菌的 DNA转入以含14N 物质为唯一氮源的培养基中取细菌，分离 DNA，进行密度梯度离心(4)实验结果：复制一次产生的 DNA 分子中，一条链含14N，另一条链含15N，DNA 分子密度居中。复制两次产生的 DNA 分子中，有两个 DNA 分子双链均含14N，另两个 DNA 分子中一条链含15N，另一条链含14N。2(5)实验结论：DNA 的复制方式为半保留复制。3 3DNA 分子复制的过程(1)DNA 复制的概念、时间、场所：概念：

3、以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程。时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。场所：主要是细胞核。(2)DNA 分子的复制过程：(3)特点：过程：边解旋边复制。方式：半保留复制。(4)准确复制的原因：DNA 分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。(5)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。合作探讨探讨 ：阅读教材 P54DNA 复制有关内容，并仔细观察 DNA 复制过程图，尝试归纳 DNA1 1复制需要哪些条件？提示：(1)模板：亲代 DNA 的两条链；(2)原料：四种脱氧核苷酸；(3)酶：解旋酶和DNA 聚合酶等酶

4、；(4)能量。探讨 ：下图是真核生物 DNA 复制的示意图，从图中你能归纳出哪些信息？2 23提示：(1)真核生物 DNA 分子复制是从多个起点开始的，但是各个起点开始的时间不同(最右边最早)。(2)真核生物的 DNA 分子复制是边解旋边双向复制的。探讨 ：用32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入3 3含31P 的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期和后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P 标记的染色体条数分别是多少？提示：中期每个细胞含染色体 20 条，被32P 标记的有 20 条，后期每个细胞含染色体40 条，被32P 标记的有 20 条。思维升

5、华1 1对 DNA 复制的理解(1)DNA 复制的场所：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)能够进行 DNA 复制的生物：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：在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。(4)复制所需的酶是指一个酶系统，不仅仅是指解旋酶和 DNA 聚合酶，还包括 DNA 连接酶等。解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。DNA 聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。DNA 连接酶的作用是连接 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

6、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 2DNA 复制的有关计算将含有15N 的 DNA 分子放在含有14N 的培养基上培养，复制n次，则：(1)DNA 分子数。子代 DNA 分子数2n个。含有亲代 DNA 链的子代 DNA 分子数2 个。不含亲代链的子代 DNA 分子数(2n2)个。(2)脱氧核苷酸链数。子代 DNA 分子中脱氧核苷酸链数2n1条。亲代脱氧核苷酸链数2 条。新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)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

7、苷酸m(2n1)个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为m2n1。41 1下图为真核细胞 DNA 复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述不正确的是( )A由图示可知，DNA 分子复制的方式是半保留复制B从图中可以看出合成两条子链时，DNA 聚合酶移动的方向是相反的C子链合成的方向是一定的D解旋需解旋酶及 DNA 聚合酶的催化，且需要消耗 ATP【解析】 由图示可以看出，新合成的每个 DNA 分子中，都保留了原来 DNA 分子中的一条链，因此，DNA 分子复制的方式为半保留复制；由图中的箭头可知，两条链上 DNA 聚合酶移动的方向是相反的；子链合成的方向是一定的，即只能从 5端向 3端延伸；图示解

8、旋的过程中只有解旋酶的作用，而没有 DNA 聚合酶的参与。【答案】 D2 2用15N 标记含有 100 个碱基对的双链 DNA 分子，其中有胞嘧啶 60 个，该 DNA 分子在含有14N 的培养基中连续复制 4 次。其结果不可能是( )A含有15N 的 DNA 分子占 1/8B复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个C含有14N 的 DNA 分子占 7/8D复制结果共产生 16 个 DNA 分子【解析】 15N 标记的 DNA 分子在含14N 的培养基中复制 4 次后，产生 16 个 DNA 分子，其中含15N 的 DNA 分子有 2 个，占 1/8，A 项，D 项正确；经计算，该 DNA

9、分子中 A40 个，则复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸 1540600 个，B 项正确；含14N 的 DNA 分子有 16个，占总数的 100%，C 项错误。【答案】 C基 因 是 有 遗 传 效 应 的 DNA 片 段1 1基因与 DNA 分子的关系52 2DNA 片段中的遗传信息判断(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。 ()合作探讨探讨 ：基因、DNA 和染色体三者之间有怎样的关系？1 1提示：基因是有遗传效应的 D

10、NA 片段，染色体是 DNA 的主要载体，一条染色体上含有1 个或 2 个 DNA 分子，每个 DNA 上含有许多个基因。6探讨 ：能说基因的载体是染色体吗？请简要分析。2 2提示：不能。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。探讨 ：在刑侦领域，DNA 分子能够像指纹一样用来鉴定个人的身份，你能解释其中的3 3生物学原理吗？提示：DNA 分子具有多样性和特异性，每个人的 DNA 分子中脱氧核苷酸序列是不同的，故每个人的 DNA

11、 分子中脱氧核苷酸序列是特定的。思维升华1 1理清脱氧核苷酸、基因、DNA 和染色体的关系：(1)图解：(2)范围大小：2 2全方位理解“基因”(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。1 1下列有关基因的叙述，正确的是( )A基因是控制生物性状的结构单位和功能单位B人体细胞内的基因全部位于染色体上C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个脱氧核苷酸对长度D基因中脱氧核苷酸的排列顺序就

12、是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代【解析】 基因是有遗传效应的 DNA 片段，是控制生物性状的结构单位和功能单位。人体细胞内的基因主要在染色体上，线粒体 DNA 分子上也有少量基因。一个 DNA 分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的 DNA 片段并不是基因，因此 C 项中基因的平均长度小于n/2m个脱氧核苷酸对长度。有性生殖的生物通过减数分裂将7遗传信息传递给下一代，无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。【答案】 A2 2下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确的是( )A观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列B图示 DNA 中只有部分

13、脱氧核苷酸序列能编码蛋白质C每个基因均由多个脱氧核糖核苷酸组成D由图可知染色体是生物体内基因的唯一载体【解析】 图示中一条染色体含多个基因，呈线性排列。基因是具有遗传效应的 DNA片段，即基因是 DNA 上一段段的脱氧核苷酸序列。染色体不是基因的唯一载体，线粒体和叶绿体中也有基因的存在。【答案】 D1 1细菌在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，抽取其子代的 DNA 经高速离心分离，如图为可能的结果，下列叙述错误的是( )A第一次分裂的子代 DNA 应为B第二次分裂的子代 DNA 应为C第三次分裂的子代 DNA 应为D亲代的 DN

14、A 应为【解析】 亲代 DNA 为15N/5N，经第一次复制所形成的子代 DNA 应均为15N/14N，应如题图所示 。【答案】 A2 2下列关于 DNA 复制条件的叙述，不正确的是( )ADNA 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CDNA 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8【解析】 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。【答案】 A3 3下列关于基因概念的

15、叙述，错误的是( )【导学号：10090096】A基因是有遗传效应的 DNA 片段B基因是 DNA 分子上有一定功能的特定的碱基排列顺序C基因是 DNA 分子上任意一个片段D基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位【解析】 基因是有遗传效应的 DNA 片段，是有一定功能的特定的碱基排列顺序。由于 DNA 分子上有很多不能控制生物性状的区段，所以基因不能是 DNA 分子上的任意一个片段。【答案】 C4 4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(ma)个B复制两次时，共需要 2

16、(ma)个C在第n次复制时，需要 2n1(ma)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】 双链 DNA 分子中含 2m个碱基，a个腺嘌呤，推算出胞嘧啶个数为：(2m2a)/2(ma)个，在第一次复制时，需胞嘧啶脱氧核苷酸个数为(211)(ma)(ma)个，复制两次需要：(221)(ma)3(ma)个，第n次复制时需要：(2n1)(ma)(2n11)(ma)2n1(ma)个；根据 DNA 中碱基互补配对原则知，胞嘧啶与鸟嘌呤数目相等。【答案】 B5 5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 分子用含3H 的胸腺嘧啶标记，

17、将该体细胞放入不含有3H 标记的培养液中连续培养 2 代，则在形成的第 2 代细胞的 1 个细胞的有丝分裂后期，没有被标记的染色体数为( )A5 条 B40 条C20 条 D10 条【解析】 根据 DNA 半保留复制的特点，DNA 双链被含3H 的胸腺嘧啶标记，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 分子中一条链有3H 标记，另一条链9没有3H 标记。在不含3H 标记的培养液中进行到第二次分裂的后期时一半染色体被标记，一半染色体没有被标记。【答案】 D课堂小结：网络构建核心回扣1.1.DNA 复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。2.2.DNA 复制需模板、原料、能量和酶等基本条件。3.3.DNA 通过复制，保持了遗传信息的连续性。4.4.基因是具有遗传效应的 DNA 片段。5.5.DNA 分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息。