2023-2024学年 人教版 必修二 DNA的复制、基因通常是有遗传效应的DNA片段 学案.docx

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1、第3节DNA的复制第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段课标内容要求核心素养对接1 .概述DNA分子通过半保留方式进行复制。2 .DNA中碱基的排列顺序编码遗传信息。1准确说出DNA复制的过程和特点，明确DNA在前后代可以保持连续性；同时说明基因和DNA在结构和功能上的关系。2 .根据碱基互补配对原则进行DNA复制的相关计算；并通过分类和比较及分析和综合，说出基因和DNA,染色体、脱氧核昔酸、性状等的关系。3 .分析探究DNA复制的实验方法、过程和结论。必备知识自主预习储备一、DNA的复制1 .对DNA复制的推涌(1)半保留复制提出者：沃森和克里克。假说内容：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互

2、补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核昔酸根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。全保留复制DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。2 .DNA半保留复制的实验证据(1)实验方法：运用同位素标记技术和密度梯度离心技术。(2)实验过程实验预期两条链被标记情况密度大小离心位置都是15N最大靠近试管的底部一条KN,一条MN居中(g都是14N最小靠近试管的上部(4)实验结果提取亲代DNA一离心一位置靠近试管底部。繁殖一代后，提取DNA一离心一位置居里。繁殖两代后，提

3、取DNA一离心一一条带位置居生，另一条带的位置更靠上。(5)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。如果DNA分子以全保留方式进行复制，预期探究DNA半保留复制实验的第一代和第二代的结果分别是什么？提示：第一代会出现的结果：一条n/n、一条mn4N;第二代出现的给果：一条N/15N、三条MNAtNo3 .DNA复制的过程(I)DNA复制的概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。发生时期：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的同期,随着染色体的复制而完成的。过程需要细胞提供能址需要解旋筋的作用结果：断裂氢键,解开双链I合成子链一醐：DNA聚合酶等原则：碱基互补配对原则厂模板：解开的每

4、一条母链一原料：游离的4种脱氧核背酸以用链为模板进行碱基互补配利J方向：5，-端一3一端(4)结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。(5)特点过程：边解旋边复制。方式：半保留复制。准确复制的原因DNA独特的双蛆旋结构，为复制提供了精确的模板。通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。意义：将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性。微思考在DNA复制过程中，两条子链延伸方向相反的原因是什么？提示：DNA结构中两条母链是反向平行的。二、基因通常是有遗传效应的DNA片段1说明基因与DNA关系的实例据教材资料2据教材资料1和3基因中的碱基馥目只是DNA分子碱基总数

5、的一部分.I.每个DNA分子只有部分碱基绿色荧光性状与基因有关,且基因具有一定的独立性基因能控制生上有许多基因参与基因组成物的性状基因是DNA片段基因具有遗传效应TZI基因通常是有遗官效应的DNA片段2 .DNA片段中的遗传信息遗传信息：蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。特点多样性：碱基排列顺序的千变万化。特异性：每一个DNA分子有特定的碱基排列顺序。稳定性：DNA分子的结构较稳定。(3)与生物体多样性和特异性的关系DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。3 .基因概念通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA,基因就是有遗传效应的RNA片段。微思考】有的同学认为DN

6、A分子任意一段序列都能构成基因，这种观点正确吗？为什么？提示：不正确。基因通常是有遗传效应的DNA片段。判一判C(正确的打“V”,错误的打“X”)1 .证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。()2 .在证明DN复制方式的实验中，从I代开始细菌DNA分子中至少有一条链含14No()3 .DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。4 .解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键。（）5 .任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。（）6 .碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。（）提示：1.XDNA的组成元素有C、H、O、N、P,这几种元素都有同位素，所

7、以标记任何一种元素都可以。2. 3. DNA分子的复制方式为半保留复制，所以子代DNA的两条链中包含了一条母链和一条子链。4. XDNA聚合酶作用部位为磷酸二酯键。5. RNA病毒（如烟草花叶病毒、禽流感病毒、埃博拉病毒等）的遗传物质是RNA,其基因是有遗传效应的RNA片段。6. ,关键能力.重难探究达成核心问题，善总结善思考港3QDNA的复制合作探究为了探究DNA的复制过程，科学家做了一系列的实验，实验中除所加物质不同外，其他环境条件相同且均能满足实验的要求。实验一：从大肠杆菌中提取出DNA复制相关酶，加到具有足量的4种脱氧核普酸的试管中。放置在适宜温度条件下，一段时间后，没能测定出DNA。

8、实验二：在上述试管中再加入少量DNA,放置在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中的DNA。实验三：取四支试管，分别加入等量的4种脱氧核苔酸、等量的ATP和等量的DNA复制相关薛，再在各试管中分别放入等量的四种DNA分子，它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、T2噬菌体的DNA,放置在适宜温度条件下一段时间，测定各试管中残留的每一种脱氧核苔酸的含量。1 .举例说出实验中DNA复制相关酶有哪些？在真核生物中，该生理过程主要发生的场所是什么？提示：解旋酶、DNA聚合酶等；细胞核。2 .实验一不能测定出DNA的原因是什么？提示：没有加入模板DNA和ATP03 .实验二能测定出更多的DNA吗？为什

9、么？提示：不能；因为没有加入ATP。4 .实验三的目的是什么？最可能的实验结果和结论是什么？提示：目的是探究四种生物DNA分子的脱氧核昔酸的组成是否相同。结果发现各试管中残留的每一种脱氧核苔酸的含量不同，说明四种生物DNA分子的脱氧核昔酸组成不同。SEftQM1 .DNA复制过程分析复制的场所真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体，其中主要场所是细胞核。原核生物：拟核、细胞质（如质粒的复制）。病毒：宿主细胞内。（2）DNA复制的起点和方向真核生物：多起点双向复制。在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。2 .与DNA复制的相关计算假设将一个全部被

10、15N标记的双链DNA分子（亲代）转移到含14N的培养液中培养代，结果如下：2-(I)DNA分子数子代DNA分子总数为2个。含15N的DNA分子数为2个。含14N的DNA分子数为2个。只含15N的DNA分子数为O个。只含14N的DNA分子数为(2-2)个。脱氧核昔酸链数子代DNA中脱氧核昔酸链数=2+】条。亲代脱氧核昔酸链数=2条。新合成的脱氧核昔酸链数=(2S一2)条。消耗的脱氧核昔酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核昔酸机个，经过次复制需消耗游离的该脱氧核昔酸数为m(2-1)个。若一亲代DNA分子含有某种脱氧核昔酸m个，在第次复制时，需消耗游离的该脱氧核昔酸数为m2”个。对点练习1.真核生

11、物的DNA分子中有多个复制起始位点，可以大大提高DNA复制速率。科研人员通过研究揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。下列叙述错误的是()A. DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点B. DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板C.可将外源的尿嗑咤类似物掺入新合成的DNA链中来鉴定复制起始位点D.DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行CDNA解旋成为单链之后才能开始复制，而解旋酶的作用是使DNA双链中氢键打开，因此，DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点，A正确；DNA复制过程是以解开的两条单链分别为模板进行的，即DNA的两条链在复制

12、起始位点解旋后都可以作为复制模板，B正确；尿嚅嚏不是组成DNA的碱基，故不能将其类似物掺入新合成的DNA链中鉴定复制起始位点，C错误；DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行，而且表现为多起点复制，进而提高了DNA分子复制的效率，D正确。2.某DNA分子片段中共含有300()个碱基，其中腺嚏吟占35%。现将该DNA分子片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧核昔酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是()甲乙A. X层与Y层中DNA分子质量比大于1：3B. Y层中含*N标记的鸟嚓吟

13、有3600个C.第二次复制结束时，含MN的DNA分子占1/2D.W层与Z层的核昔酸数之比是4：1CI据题干分析可知，X层为2个含有14N和15N的DNA分子，Y层为6个只含15N的DNA分子，因此X层与Y层中DNA分子质量比小于1：3,A错误;Y层为6个只含ISN的DNA分子，一个DNA分子含有鸟嗥吟450个，则Y层中含15N标记的鸟嗥吟共有450X6=2700),B错误；DNA进行半保留复制，第二次复制结束，得到的4个DNA分子中有2个含有叫，因此含叫的DNA分子占1/2,C正确；W层有14条核昔酸链，Z层有2条核昔酸链，W层与Z层的核昔酸数之比是7：1,D错误。错警示DNA复制相关计算的3

14、个易错点(1)“DNA复制了次”和“笫次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核昔酸单链的DNA分子都只有两个。看清碱基的数目单位是“对”还是“个”DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。港3任基因通常是有遗传效应的DNA片段合作探究果蝇由于易饲养、繁殖速度快、染色体数目相对较少，经常被用于遗传学实验材料，如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图。黄身-R-J白眼S极翅-N-J棒眼JO-a-ATCT-CGACTC-ACAGCTAC-AGTCCACTCCGCA-TGCCGACCTCAC-TACA-CCTCAG-TCTCCATC-TCACGTCACCCCT-ACCCCTCG-ACTC-1 .这条染色体上黄身基因R与基因S、基因N是否为等位基因？这几个基因之间不同的根本原因是什么？提示：位于同一条染色体上，不是等位基因。根本原因是碱基对的排列顺序不同。2 .基因S和基因R之间的区域，是否具有一定的遗传效应？为什么？提示：不一定，基因作为控制生物性状的基本单位，在基因S和基因R之间的区域，可能还有新的基因，也可能是没有遗传效应的脱氧核昔酸序列。1 .对基因的理解本质上，基因是有遗传效应