生物人教版必修2導學案第3章第34節(jié)DNA的復制及基因是有遺傳效應的DNA片段

第3、4節(jié)DNA的復制及基因是有遺傳效應的DNA片段問題導學一、DNA復制方式的假說及實驗證據(jù)活動與探究填表比較全保留復制與半保留復制親代DNA（15N/15N）在14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)全保留復制半保留復制子一代DNA類型________________________________試管中位置______________________子二代DNA類型________________________________________________________________試管中位置________________________________遷移與應用用15N標記細菌的DNA分子，再將它們放入14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時含14N和15N，c只含14N，則下圖所示這三種DNA分子的比例正確的是（）。1．探究DNA復制方式的方法和原理（1）方法：同位素示蹤技術和密度梯度離心法，常標記3H、15N、32P，通過離心在試管中處于不同位置。（2）原理：根據(jù)DNA分子比重不同，借助離心技術，通過離心后DNA在試管中位置確定復制方式。2．結果分析已知某一被15N標記的DNA分子（親代），轉移到14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（復制）若干代，其結果分析如下：世代DNA分子的特點DNA中脫氧核苷酸鏈的特點分子總數(shù)細胞中的DNA分子離心后在試管中的位置不同DNA分子與全部DNA分子之比鏈總數(shù)不同脫氧核苷酸鏈與全部鏈之比只含15N的分子含14N和15N的雜種分子只含14N的分子含15N的鏈含14N的鏈親代1全在下部10021012全在中部01041/21/2241/2中部1/2上部01/21/281/43/4381/4中部3/4上部01/43/4161/87/8n2n2/2n中部1－2/2n上部02/2n1－2/2n2n＋11/2n1－1/2nDNA復制為半保留復制，所以親代的2條15N鏈不會消失，最終分布在2個DNA分子中，即不管DNA復制多少代，含親代15N鏈的DNA只有2個，15N鏈始終2條。二、DNA分子復制的過程活動與探究1．填空理解DNA分子復制的過程：（1）______：利用細胞提供的______，在________的作用下，兩條螺旋的雙鏈解開。（2）合成子鏈：以DNA分子的____條母鏈為模板，在______________等酶的作用下，利用細胞中______________________為原料，按__________________合成互補的子鏈。（3）形成子代DNA：每條新鏈（子鏈）與其對應的模板鏈（母鏈）盤繞成________結構。2．復制過程中解旋酶破壞的是什么化學鍵？DNA聚合酶的作用是什么？3．DNA復制需要的條件分別指的是什么？4．你能說出DNA復制的特點嗎？5．你能說出DNA精確復制的原因嗎？6．DNA在復制過程中會不會出現(xiàn)差錯？原因是什么？7．復制得到的子代DNA分子去向哪里？8．DNA復制有什么意義？遷移與應用蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是（）。A．每條染色體的兩條單體都被標記B．每條染色體中都只有一條單體被標記C．只有半數(shù)的染色體中一條單體被標記D．每條染色體的兩條單體都不被標記1．子代DNA分子中模板鏈與另一DNA分子中新合成的子鏈堿基序列完全相同。2．特殊情況下，在外界因素和生物內部因素的作用下，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引起基因突變。3．體外也可進行，即PCR擴增技術，除滿足上述條件外，還應注意溫度、pH的控制及引物的加入。三、DNA復制的相關計算活動與探究1．填空（1）親代DNA復制n代后，DNA分子數(shù)為______，含親代母鏈的DNA分子數(shù)為____，不含親代母鏈的DNA分子數(shù)為________，含親代母鏈的DNA分子數(shù)占全部子代DNA分子數(shù)的比例為________。（2）親代DNA分子經n次復制，所需某種游離的脫氧核苷酸數(shù)為：____________。（a表示親代DNA含有的某種堿基數(shù)）2．親代DNA分子經n次復制，第n次復制所需某種游離的脫氧核苷酸數(shù)又是多少？遷移與應用假設一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是（）。A．該過程至少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸B．噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等C．含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49D．該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變有關DNA復制的計算DNA的復制為半保留復制，一個DNA分子復制n次，則有（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸為m·（2n－1）個。②第n次復制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1。四、基因的概念（閱讀教材P55“資料分析”）及特性活動與探究1．分析資料1和3，生物體內的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎？生物體內所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎？說明了什么？2．分析資料2和4，說明基因具有什么作用。3．DNA分子多樣性的原因是什么？4．DNA分子特異性的原因是什么？遷移與應用對染色體、DNA、基因三者關系的敘述中，錯誤的是（）。A．每條染色體上含有一個或兩個DNA，DNA分子上含有多個基因B．都能復制、分離和傳遞，且三者行為一致C．三者都是生物細胞的遺傳物質D．生物的傳種接代中，染色體的行為決定著DNA和基因的行為染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關系關系內容基因與脫氧核苷酸基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應的DNA片段，每個DNA分子上有很多個基因基因與染色體基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體圖示答案：課前·預習導學一、1．半保留復制2．大腸桿菌同位素示蹤技術密度梯度離心半保留復制二、1．親代DNA2．有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂前的間期3．細胞核4．能量解旋把兩條螺旋的雙鏈解開母鏈脫氧核苷酸DNA聚合酶堿基互補配對雙螺旋結構5．模板、原料、能量、酶等7．連續(xù)性8．半保留邊解旋邊復制9．雙螺旋堿基互補配對三、1．多有遺傳效應2．多線性四、1．4種堿基2．（1）堿基排列順序（2）特定的堿基排列順序3．物質基礎預習交流：（1）答案：有絲分裂和減數(shù)分裂的間期發(fā)生染色體復制，即DNA復制和有關蛋白質的合成。（2）答案：進行DNA復制的細胞只能是具有分裂能力的細胞，包括單細胞生物的細胞和多細胞生物的分生組織等。DNA復制的意義：通過DNA復制增加DNA的數(shù)量，隨細胞分裂分配到子代細胞中，保持親子代細胞間遺傳物質的連續(xù)性。課堂·合作探究【問題導學】一、活動與探究：15N/15N、14N/14N15N/14N、15N/14N1/2重和1/2輕全中15N/15N、14N/14N、14N/14N、14N/14N15N/14N、15N/14N、14N/14N、14N/14N1/4重和3/4輕1/2中和1/2輕遷移與應用：D解析：假設親代DNA分子為n個，則繁殖四代后，DNA分子總數(shù)為16n，其中，只含15N的DNA分子為0個，同時含14N和15N的分子為2n個，只含14N的分子有14n個，則它們呈現(xiàn)的比例為D圖所示。二、活動與探究：1．答案：（1）解旋能量解旋酶（2）兩DNA聚合酶游離的4種脫氧核苷酸堿基互補配對原則（3）雙螺旋2．答案：氫鍵，將單個的脫氧核苷酸連接成長鏈。3．答案：模板：DNA的兩條鏈；原料：4種游離的脫氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶。4．答案：DNA復制為半保留復制是一個邊解旋邊復制的過程。5．答案：DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板；通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確的進行。6．答案：會。DNA在復制過程中若沒有嚴格遵循堿基互補配對原則及DNA自身結構改變都會導致差錯出現(xiàn)。7．答案：傳遞給子細胞（包括體細胞和配子細胞）。8．答案：使遺傳信息從親代傳給子代，保持遺傳信息的連續(xù)性。遷移與應用：B解析：由于DNA分子的復制方式為半保留復制，在有放射性標記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一個細胞周期后，細胞的每個DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)至中期時，由于DNA的半保留復制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每條染色單體含一個DNA分子，所以一半的染色單體含放射性。三、活動與探究：1．答案：（1）2n22n－22/2n（2）a×（2n－1）2．答案：a×2n－1。遷移與應用：C解析：本題主要考查DNA分子的復制及同位素標記法的應用，在DNA分子中腺嘌呤占20%，則鳥嘌呤占30%，一個DNA分子中鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為10000×30%＝3000個，合成100個子代噬菌體則需要的游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為（100－1）×3×105；噬菌體增殖需要的模板由噬菌體提供，原料和酶由細菌提供；含32P的噬菌體有2個，只含31P的噬菌體有98個，所以比例為1∶49；基因突變后，控制的性狀不一定改變（比如密碼子的簡并性）。四、活動與探究：1．答案：不同；不同；說明DNA分子由許多基因構成。2．答案：基因能控制生物體的性狀。3．答案：堿基數(shù)目不同、堿基排列順序千變萬化。4．答案：每個DNA分子具有特定的堿基排列順序。遷移與應用：C解析：我們通常說DNA是遺傳物質，確切說基因才是遺傳物質。當堂檢測1．下列關于DNA復制的敘述，正確的是（）。A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸B．在全部解旋之后才開始堿基配對C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈D．復制后，每個新DNA分子中含有一條母鏈和一條子鏈答案：D2．下列關于DNA、基因、染色體的敘述錯誤的是（）。A．基因是有遺傳效應的DNA片段B．DNA是遺傳信息的主要載體C．基因在染色體上呈線性排列D．DNA的相對穩(wěn)定性決定了染色體的相對穩(wěn)定性答案：D3．某DNA分子含有2m個堿基，其中腺嘌呤有a個。下列關于DNA復制所需游離胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述，正確的是①復制一次需要（m－a）個②在第二次復制時需要3（m－a）個③在第n次復制時需要2n－1（m－a）個④復制n次需要2n（m－a）個A．①②B．①③C．②④D．①②③答案：B4．將大腸桿菌置于含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，然后把DNA被15N完全標記的大腸桿菌作為親代，轉移到只含14N的普通培養(yǎng)基培養(yǎng)，使其繁殖兩代形成4個新個體，則它們的DNA中含14N的鏈與15N的鏈的比是（）。A．3∶1B．2∶1C．1∶1答案：A解析：本題考查“大腸桿菌只有一個DNA分子”以及對“DNA分子具有雙鏈結構”和“DNA半保留復制”的理解。15N標記的DNA有兩條含15N的鏈，當利用含14N的培養(yǎng)基來培養(yǎng)時，根據(jù)半保留復制的特點，新形成的2個DNA分子上應各有一條含15N的鏈和一條含14N的鏈。沒有了15N的來源，不論以后復制多少次，含15N的鏈永遠只有2條，而增加的新鏈都是含14N的鏈。而題中形成了4個新個體，含有4個DNA分子共8條單鏈，只有2條含15N，其余6條均含14N,14N鏈∶15N鏈＝6∶2＝3∶1。5．下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是（）。A．圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始