生物-高中必修二-人教版-《DNA的復制》《基因通常是有遺傳效應的DNA片段》基因的本質教學課件

1、第3節(jié)DNA的復制第4節(jié)基因通常是有遺傳效應的DNA片段課程標準要求核心素養(yǎng)對接學業(yè)質量水平概述DNA分子通過半保留方式進行復制；概述多種生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。1.生命觀念結合DNA雙螺旋結構模型，運用結構與功能觀和物質與能量觀，闡明DNA分子通過復制，傳遞遺傳信息。水平二2.科學思維分析DNA復制過程，歸納DNA復制過程中相關數量計算，提高邏輯分析和計算能力。水平二3.科學探究運用假說演繹法，探究DNA分子的復制方式為半保留復制。水平二4.科學思維分析相關資料，得出基因通常是有遺傳效應的DNA片段。水平一對DNA復制的推測和DNA半保留復制的實驗證據

2、自主梳理1.對DNA復制的推測(1)沃森和克里克的半保留復制假說(2)遺傳物質自我復制的其他假說全保留復制是指DNA復制以為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。氫鍵堿基互補配對氫鍵半保留復制DNA雙鏈2.DNA半保留復制的實驗證據15N沒有放射性，是一種穩(wěn)定性同位素，不能通過檢測放射性的方法對因變量進行觀測(1)實驗原理：15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，這兩種同位素的相對原子質量不同。含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用離心技術可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA。(2)技術方法：技術和離心技術。(3)實驗假設：DNA的復制方式為。同位素標記半保留復制(4)實驗思路與

3、預期結果：(5)實驗結論：實際結果和預期結果一致，證明了DNA是以半保留的方式進行復制的。(6)假如全保留復制是正確的，實驗預期將是：第一代離心結果為1/2的(帶)和1/2的15N/15NDNA(重帶)，第二代離心結果為1/4的15N/15NDNA(重帶)和3/4的14N/14NDNA(輕帶)。14N/14NDNA輕典例1 (2019遼寧六校協(xié)作體期中)細菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數代后，使細菌的DNA皆含有15N，然后再移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，提取其子代的DNA進行梯度離心，下圖為可能的結果，下列敘述錯誤的是()A.第一次分裂的子代DNA應為 B.第二次分裂的子代DNA應為C.第三次分裂

4、的子代DNA應為 D.親代的DNA應為解析子一代DNA表明DNA分子只復制一次，都是15N/14N，所以應為，A正確；子二代DNA表明DNA分子復制二次，產生4個DNA分子，其中2個都是14N/14N，2個為15N/14N，所以應為，B正確；子三代DNA表明DNA分子復制三次，產生8個DNA分子，其中6個都是14N/14N，2個為15N/14N，所以應為，C正確；親代的DNA都是15N/15N，所以應為，D錯誤。答案D對點練1 (2019廈門質檢)下圖表示利用大腸桿菌探究DNA復制方式的實驗，下列敘述正確的是()解析噬菌體是病毒，不能用普通培養(yǎng)基培養(yǎng)，因此不能用噬菌體代替大腸桿菌進行上述實驗，

5、A錯誤；S不是DNA的特征元素，因此不能用含有標記S的化合物代替15NH4Cl、14NH4Cl進行上述實驗，B錯誤；試管中a帶的DNA的兩條鏈均含有14N，而b帶的DNA的一條鏈含有14N、一條鏈含有15N，C錯誤；僅比較試管和的結果不能證明DNA復制為半保留復制，D正確。答案D聯(lián)想質疑科學家早期對DNA復制方式的三種推測利用密度梯度離心分離不同密度的DNA分子兩條鏈都被15N標記的DNA分子密度最大，離心時應位于試管的底部；兩條鏈都被14N標記的DNA分子密度最小，離心后應該位于試管的頂部；兩條鏈中一條鏈被14N標記，另一條鏈被15N標記的DNA分子，離心時應位于試管的中部自主梳理DNA復制

6、的過程親代DNA間期能量螺旋的雙鏈解開脫氧核苷酸DNA聚合酶兩個完全相同遺傳信息連續(xù)性助學巧記DNA復制之“二、二、三、四”(1)DNA分子中，共有多少種堿基對？分別是什么？提示4種；AT、TA、GC和CG。(2)DNA復制時，堿基互補配對的方式共有幾種？分別是什么？提示2種；A與T，G與C。(3)DNA復制時，子鏈的延伸方向如何？提示5端3端。(4)DNA復制時，新合成的子鏈與其模板鏈的方向是相同的還是相反的？提示相反的。典例2 (2019本溪一中期末)下列有關DNA復制的敘述，正確的是()A.DNA復制時以DNA分子的一條鏈作為模板B.洋蔥根尖分生區(qū)細胞在減數分裂前的間期進行DNA復制C.

7、DNA復制時先解旋后復制D.藍細菌細胞的擬核可發(fā)生DNA復制解析DNA分子復制時兩條脫氧核糖核苷酸鏈都作為模板，A錯誤；洋蔥根尖分生區(qū)細胞只進行有絲分裂，在分裂前的間期進行DNA復制，B錯誤；DNA分子復制是邊解旋邊復制的過程，C錯誤；藍細菌的擬核區(qū)是環(huán)狀DNA分子，能進行DNA的復制，D正確。答案D對點練2 下列關于DNA復制的敘述中，正確的是()A.DNA的復制只發(fā)生于有絲分裂前的間期B.DNA的復制只能發(fā)生于細胞核中C.DNA的復制需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是八種游離的核苷酸D.DNA復制有精確的模板并嚴格遵守堿基互補配對原則，所以能準確地將遺傳信息傳遞給子代解析DNA的復制發(fā)生于有

8、絲分裂前的間期和減數分裂前的間期，A錯誤；DNA復制也可以發(fā)生于線粒體和葉綠體中，B錯誤；DNA的復制原料是四種游離的脫氧核苷酸，C錯誤；DNA復制有精確的模板，并嚴格遵守堿基互補配對原則，所以DNA中的遺傳信息可以準確地傳遞給后代，D正確。答案D素養(yǎng)提升有關DNA半保留復制的計算方法(1)1個DNA分子連續(xù)復制n代，共產生2n個子代DNA分子，子代DNA分子中共有單鏈2n1條；其中，舊鏈2條，新鏈2n12條。(2)若一個親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則：經過連續(xù)n次復制，需消耗游離的該脫氧核苷酸數目為m(2n1)個。第n次復制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸m2n1個。1個雙鏈均為15N

9、標記的DNA分子，共含有A為40個，在含有14N的環(huán)境中連續(xù)復制n代。請根據DNA半保留復制的原理，回答下列問題：(1)共形成多少個子代DNA分子？提示2n個。(2)子代DNA分子中，兩條鏈均被15N標記的有多少個？兩條鏈均被14N標記的有多少個？一條鏈被15N標記另一條鏈被14N標記的有多少個？提示0個；2n2個；2個。(3)復制1代產生的子代DNA分子，經密度梯度離心的結果，會出現(xiàn)輕帶和重帶嗎？提示不會。(4)連續(xù)復制n(n2)代產生的子代DNA分子，經密度梯度離心的結果，會出現(xiàn)哪些條帶(輕帶、中帶或重帶)？各占多大比例？提示輕帶和中帶；其中，輕帶占(2n2)/2n，中帶占比為2/2n。典

10、例3 (2019銀川一中期末)已知某DNA分子含有500個堿基對，其中一條鏈上AGTC1234。該DNA分子連續(xù)復制數次后，消耗周圍環(huán)境中含G的脫氧核苷酸2 100個，則該DNA分子已經復制了()A.3次 B.4次 C.5次 D.6次解析根據DNA分子含有500個堿基對，而一條單鏈上堿基AGTC1234，則該鏈中A、G、T、C分別是50、100、150、200(個)，另一條單鏈上依次是150、200、50、100(個)。因此，該DNA分子中含有鳥嘌呤的脫氧核苷酸為100200300(個)。復制數次后，所有DNA中的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數量是2 1003002 400(個)，設該DNA分子復制了n

11、次，則有關系式：2n 3002 400，解得n3。答案A對點練3 假如某大腸桿菌的DNA分子用15N標記后其相對分子質量為a，用14N標記后其相對分子質量為b。現(xiàn)將用15N標記后的大腸桿菌，培養(yǎng)在含有14N的培養(yǎng)基中，則子一代、子二代的DNA分子平均相對分子質量分別為()A.(ab)/2；(a3b)/4 B. ab；a3bC.(ab)/2；(ab)/2 D. ab；(ab)/3解析在子一代的兩個DNA分子中，都是一條單鏈含有14N，一條單鏈含有15N，所以每個DNA分子的平均相對分子質量為(ab)/2；在子二代的四個DNA分子中，有兩個只含有14N，另兩個是一條單鏈含有15N、一條單鏈含有14

12、N，所以平均相對分子質量為(ab)2b/4(a3b)/4。答案A聯(lián)想質疑無論復制多少次，只有2個DNA分子含有最初的母鏈?！疽族e提示】(1)邊解旋邊復制和半保留復制都是DNA復制的特點，但半保留復制同時還是DNA復制的方式；(2)不僅DNA的兩條母鏈是反向平行的，新合成的子鏈與其模板母鏈也是反向平行的。1.說明基因與DNA關系的實例說明基因與DNA關系的實例和DNA片段中的遺傳信息自主梳理許多部分獨立性狀DNA片段遺傳效應有遺傳效應的DNA片段2.遺傳信息是指DNA分子中的排列順序。3.DNA的多樣性與特異性(1)多樣性：堿基的千變萬化，構成了DNA的多樣性。若某個DNA分子有n個堿基對，則D

13、NA分子可有種堿基對排列方式，從而構成了DNA分子的多樣性。(2)特異性：每一個特定的DNA分子都有特定的，都儲存著特定的遺傳信息。(3)意義： DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的。4種堿基排列順序4n堿基排列順序物質基礎4.基因由于絕大多數生物的遺傳物質都是，只有 的遺傳物質是，因此，對于絕大多數生物，基因是具有的DNA片段；對于極少數生物，基因是有遺傳效應的RNA片段，所以，基因通常是具有 的DNA片段。極少數生物遺傳效應真核生物、原核生物和DNA病毒RNA病毒指能夠控制蛋白質的合成DNARNA遺傳效應典例4 (2019棗莊八中月考)下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，錯誤的是()A.一個基因含有許多個脫氧核苷酸，細胞中的嘌呤堿基與嘧啶堿基數量不一定相等B.基因通常是具有遺傳效應的DNA片段，一個DNA分子上可含有成百上千個基因C.染色體是DNA的主要載體，G和C含量較多的DNA分子更難以解旋D.在DNA分子結構中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷酸基團和一個堿基解析在DNA分子結構中，與脫氧核糖直接相連的一般是兩個磷酸基團和一個堿基，故選D。答案D對點練4 如圖是果蠅染色體上的白眼基因示意圖，下列敘述正確的是()A.白眼基