生物-高中必修二-人教版-《DNA的復(fù)制》《基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》基因的本質(zhì)教學(xué)課件

1、第3節(jié)DNA的復(fù)制第4節(jié)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課程標(biāo)準(zhǔn)要求核心素養(yǎng)對(duì)接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)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(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀和物質(zhì)與能量觀，闡明DNA分子通過復(fù)制，傳遞遺傳信息。水平二2.科學(xué)思維分析DNA復(fù)制過程，歸納DNA復(fù)制過程中相關(guān)數(shù)量計(jì)算，提高邏輯分析和計(jì)算能力。水平二3.科學(xué)探究運(yùn)用假說演繹法，探究DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。水平二4.科學(xué)思維分析相關(guān)資料，得出基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。水平一對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)和DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

2、自主梳理1.對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)(1)沃森和克里克的半保留復(fù)制假說(2)遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的其他假說全保留復(fù)制是指DNA復(fù)制以為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)氫鍵半保留復(fù)制DNA雙鏈2.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)15N沒有放射性，是一種穩(wěn)定性同位素，不能通過檢測(cè)放射性的方法對(duì)因變量進(jìn)行觀測(cè)(1)實(shí)驗(yàn)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(duì)原子質(zhì)量不同。含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA。(2)技術(shù)方法：技術(shù)和離心技術(shù)。(3)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA的復(fù)制方式為。同位素標(biāo)記半保留復(fù)制(4)實(shí)驗(yàn)思路與

3、預(yù)期結(jié)果：(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)際結(jié)果和預(yù)期結(jié)果一致，證明了DNA是以半保留的方式進(jìn)行復(fù)制的。(6)假如全保留復(fù)制是正確的，實(shí)驗(yàn)預(yù)期將是：第一代離心結(jié)果為1/2的(帶)和1/2的15N/15NDNA(重帶)，第二代離心結(jié)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(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)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(jìn)行梯度離心，下圖為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.第一次分裂的子代DNA應(yīng)為 B.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為C.第三次分裂

4、的子代DNA應(yīng)為 D.親代的DNA應(yīng)為解析子一代DNA表明DNA分子只復(fù)制一次，都是15N/14N，所以應(yīng)為，A正確；子二代DNA表明DNA分子復(fù)制二次，產(chǎn)生4個(gè)DNA分子，其中2個(gè)都是14N/14N，2個(gè)為15N/14N，所以應(yīng)為，B正確；子三代DNA表明DNA分子復(fù)制三次，產(chǎn)生8個(gè)DNA分子，其中6個(gè)都是14N/14N，2個(gè)為15N/14N，所以應(yīng)為，C正確；親代的DNA都是15N/15N，所以應(yīng)為，D錯(cuò)誤。答案D對(duì)點(diǎn)練1 (2019廈門質(zhì)檢)下圖表示利用大腸桿菌探究DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，

5、A錯(cuò)誤；S不是DNA的特征元素，因此不能用含有標(biāo)記S的化合物代替15NH4Cl、14NH4Cl進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，B錯(cuò)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(cuò)誤；僅比較試管和的結(jié)果不能證明DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，D正確。答案D聯(lián)想質(zhì)疑科學(xué)家早期對(duì)DNA復(fù)制方式的三種推測(cè)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(biāo)記的DNA分子密度最大，離心時(shí)應(yīng)位于試管的底部；兩條鏈都被14N標(biāo)記的DNA分子密度最小，離心后應(yīng)該位于試管的頂部；兩條鏈中一條鏈被14N標(biāo)記，另一條鏈被15N標(biāo)記的DNA分子，離心時(shí)應(yīng)位于試管的中部自主梳理DNA復(fù)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(gè)完全相同遺傳信息連續(xù)性助學(xué)巧記DNA復(fù)制之“二、二、三、四”(1)DNA分子中，共有多少種堿基對(duì)？分別是什么？提示4種；AT、TA、GC和CG。(2)DNA復(fù)制時(shí)，堿基互補(bǔ)配對(duì)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(fù)制時(shí)，子鏈的延伸方向如何？提示5端3端。(4)DNA復(fù)制時(shí)，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(guān)DNA復(fù)制的敘述，正確的是()A.DNA復(fù)制時(shí)以DNA分子的一條鏈作為模板B.洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞在減數(shù)分裂前的間期進(jìn)行DNA復(fù)制C.

7、DNA復(fù)制時(shí)先解旋后復(fù)制D.藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞的擬核可發(fā)生DNA復(fù)制解析DNA分子復(fù)制時(shí)兩條脫氧核糖核苷酸鏈都作為模板，A錯(cuò)誤；洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞只進(jìn)行有絲分裂，在分裂前的間期進(jìn)行DNA復(fù)制，B錯(cuò)誤；DNA分子復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的過程，C錯(cuò)誤；藍(lán)細(xì)菌的擬核區(qū)是環(huán)狀DNA分子，能進(jìn)行DNA的復(fù)制，D正確。答案D對(duì)點(diǎn)練2 下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述中，正確的是()A.DNA的復(fù)制只發(fā)生于有絲分裂前的間期B.DNA的復(fù)制只能發(fā)生于細(xì)胞核中C.DNA的復(fù)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(fù)制有精確的模板并嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，所以能準(zhǔn)確地將遺傳信息傳遞給子代解析DNA的復(fù)制發(fā)生于有

8、絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期，A錯(cuò)誤；DNA復(fù)制也可以發(fā)生于線粒體和葉綠體中，B錯(cuò)誤；DNA的復(fù)制原料是四種游離的脫氧核苷酸，C錯(cuò)誤；DNA復(fù)制有精確的模板，并嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，所以DNA中的遺傳信息可以準(zhǔn)確地傳遞給后代，D正確。答案D素養(yǎng)提升有關(guān)DNA半保留復(fù)制的計(jì)算方法(1)1個(gè)DNA分子連續(xù)復(fù)制n代，共產(chǎn)生2n個(gè)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(gè)親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則：經(jīng)過連續(xù)n次復(fù)制，需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)目為m(2n1)個(gè)。第n次復(fù)制時(shí)，需消耗游離的該脫氧核苷酸m2n1個(gè)。1個(gè)雙鏈均為15N

9、標(biāo)記的DNA分子，共含有A為40個(gè)，在含有14N的環(huán)境中連續(xù)復(fù)制n代。請(qǐng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，回答下列問題：(1)共形成多少個(gè)子代DNA分子？提示2n個(gè)。(2)子代DNA分子中，兩條鏈均被15N標(biāo)記的有多少個(gè)？兩條鏈均被14N標(biāo)記的有多少個(gè)？一條鏈被15N標(biāo)記另一條鏈被14N標(biāo)記的有多少個(gè)？提示0個(gè)；2n2個(gè)；2個(gè)。(3)復(fù)制1代產(chǎn)生的子代DNA分子，經(jīng)密度梯度離心的結(jié)果，會(huì)出現(xiàn)輕帶和重帶嗎？提示不會(huì)。(4)連續(xù)復(fù)制n(n2)代產(chǎn)生的子代DNA分子，經(jīng)密度梯度離心的結(jié)果，會(huì)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(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上AGTC1234。該DNA分子連續(xù)復(fù)制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中含G的脫氧核苷酸2 100個(gè)，則該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了()A.3次 B.4次 C.5次 D.6次解析根據(jù)DNA分子含有500個(gè)堿基對(duì)，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(gè))，另一條單鏈上依次是150、200、50、100(個(gè))。因此，該DNA分子中含有鳥嘌呤的脫氧核苷酸為100200300(個(gè))。復(fù)制數(shù)次后，所有DNA中的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是2 1003002 400(個(gè))，設(shè)該DNA分子復(fù)制了n

11、次，則有關(guān)系式：2n 3002 400，解得n3。答案A對(duì)點(diǎn)練3 假如某大腸桿菌的DNA分子用15N標(biāo)記后其相對(duì)分子質(zhì)量為a，用14N標(biāo)記后其相對(duì)分子質(zhì)量為b?，F(xiàn)將用15N標(biāo)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(duì)分子質(zhì)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(gè)DNA分子中，都是一條單鏈含有14N，一條單鏈含有15N，所以每個(gè)DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為(ab)/2；在子二代的四個(gè)DNA分子中，有兩個(gè)只含有14N，另兩個(gè)是一條單鏈含有15N、一條單鏈含有14

12、N，所以平均相對(duì)分子質(zhì)量為(ab)2b/4(a3b)/4。答案A聯(lián)想質(zhì)疑無論復(fù)制多少次，只有2個(gè)DNA分子含有最初的母鏈。【易錯(cuò)提示】(1)邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制都是DNA復(fù)制的特點(diǎn)，但半保留復(fù)制同時(shí)還是DNA復(fù)制的方式；(2)不僅DNA的兩條母鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，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(guān)系的實(shí)例說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例和DNA片段中的遺傳信息自主梳理許多部分獨(dú)立性狀DNA片段遺傳效應(yīng)有遺傳效應(yīng)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?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性。若某個(gè)DNA分子有n個(gè)堿基對(duì)，則D

13、NA分子可有種堿基對(duì)排列方式，從而構(gòu)成了DNA分子的多樣性。(2)特異性：每一個(gè)特定的DNA分子都有特定的，都儲(chǔ)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(zhì)基礎(chǔ)4.基因由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是，只有 的遺傳物質(zhì)是，因此，對(duì)于絕大多數(shù)生物，基因是具有的DNA片段；對(duì)于極少數(shù)生物，基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段，所以，基因通常是具有 的DNA片段。極少數(shù)生物遺傳效應(yīng)真核生物、原核生物和DNA病毒RNA病毒指能夠控制蛋白質(zhì)的合成DNARNA遺傳效應(yīng)典例4 (2019棗莊八中月考)下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，錯(cuò)誤的是()A.一個(gè)基因含有許多個(gè)脫氧核苷酸，細(xì)胞中的嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)量不一定相等B.基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一個(gè)DNA分子上可含有成百上千個(gè)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(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)堿基解析在DNA分子結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是兩個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)堿基，故選D。答案D對(duì)點(diǎn)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