人教版(2019)高中生物必修二學(xué)案 3. 3 DNA的復(fù)制

3.3DNA的復(fù)制

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.概述DNA分子復(fù)制的條件、過程和特點(diǎn)。

2.探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。

【課前預(yù)習(xí)案】

1.DNA分子復(fù)制的過程

(1)解旋:DNA分子首先在細(xì)胞提供的和的作用下解旋。

(2)合成子鏈:①模板:;②酶::③原料:;④配對(duì)原則:

(3)形成子代DNA:和螺旋形成新的DNA。

2.結(jié)果:1個(gè)DNA一。

3.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)

(1)從過程上看:邊，邊。

(2)從復(fù)制的結(jié)果上看:復(fù)制的方式為復(fù)制。

4.DNA分子復(fù)制準(zhǔn)確性的原因

(DDNA分子獨(dú)特的結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的o

(2)原則保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行。

5.意義:DNA分子通過，將從親代傳給子代，從而保證了遺傳信息的性。

【課堂探究案】

?導(dǎo)入新課

震驚世界的“971”事件奪去了很多無辜的生命，兩幢大樓轟然倒塌，死傷者數(shù)以千計(jì)，從廢

墟中清理出的尸體面目全非，無法辨認(rèn)，如何來確定罹難者的身份呢?警方利用PCR技術(shù)獲得

了摧難者大量的DNA序列,通過與失蹤人員的親人進(jìn)行DNA檢測(cè)鑒定來認(rèn)定失蹤人員的身

份。從案例可知PCR技術(shù)起到了什么作用?它的原理是什么？

探究一:對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)

閱讀教材P52第二自然段，回答下列問題。

1.什么是半保留復(fù)制？

2.以上復(fù)制方式是由誰提出的?

探究二:DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

[合作探究1]

閱讀教材P52~53,回答下列問題。

1.科學(xué)家選擇什么材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？

2.DNA是用肉眼觀察不到的，那么用什么方法可以區(qū)分親代與子代的DNA?

3.科學(xué)家是怎樣用15N標(biāo)記大腸桿菌的DNA的？

4.如果是全保留復(fù)制,DNA離心結(jié)果會(huì)出現(xiàn)幾種帶?如果是半保留復(fù)制，又會(huì)出現(xiàn)幾種帶?

5.在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的親代、子一代、子二代細(xì)胞中提取出的DNA離心的結(jié)果說明了什么？

探究三:DNA分子復(fù)制的過程

閱讀教材P54第一、二自然段和觀察圖313,回答下列問題。

1.DNA分子復(fù)制的時(shí)間是什么時(shí)候？

2.DNA分子復(fù)制的場(chǎng)所在哪里？

3.復(fù)制開始時(shí),DNA的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生什么變化？

4.子鏈形成后，如何形成新的DNA分子?

5.DNA分子復(fù)制的過程包含哪些步驟?

6.DNA分子復(fù)制需要哪些條件?

7.DNA分子復(fù)制的結(jié)果是什么？

8.DNA分子復(fù)制的意義是什么？

9.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是什么？

【重點(diǎn)點(diǎn)撥(方法學(xué)習(xí))】：DNA分子半保留復(fù)制的有關(guān)計(jì)算

親代DNA分子復(fù)制n代后：

(1)形成的DNA分子總數(shù)為2n個(gè)。

(2)其中含有親代DNA分子母鏈的只有兩個(gè)，占子代DNA分子總數(shù)的比值為2/2n,即l/2n

-1O

(3)親代母鏈只有兩條，占子代DNA總的脫氧核甘酸鏈數(shù)的2/(2nX2),即l/2n。

(4)合成的2n個(gè)DNA分子的堿基對(duì)的排列順序是完全一樣的。

【課后鞏固案】

1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是()

A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核甘酸

B.在全部解旋之后才開始?jí)A基配對(duì)

C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈

D.復(fù)制后，每個(gè)新DNA分子中都含有一條母鏈和一條子鏈

2.如果把只含15N的DNA分子叫做重DNA,把只含的DNA分子叫做輕DNA,把一

條鏈含UN、另一條鏈含l4N的DNA分子叫做中DNA。那么，將一個(gè)完全被標(biāo)記的DNA

分子放入到含HN的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，讓其連續(xù)復(fù)制三代，則培養(yǎng)基內(nèi)重DNA、中DNA和輕

DNA的分子數(shù)分別是()

A.0、2、6B.2、0、6

C.2、4、2D.6、0、2

3.DNA分子復(fù)制時(shí)解旋酶作用的結(jié)構(gòu)可以是)

C.A—UD.G—C

4.某個(gè)DNA片段由500對(duì)堿基組成，A+T占?jí)A基總數(shù)的34%。若該DNA片段復(fù)制2次,

共需游離的胞喀咤脫氧核甘酸分子個(gè)數(shù)為()

A.330B.660C.990D.1320

5.假如一個(gè)DNA分子含有1000個(gè)堿基對(duì)，將這個(gè)DNA分子放在用32P標(biāo)記的脫氧核昔

酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制一次，則新形成的一個(gè)子代DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量比原來增加了

()

A.1000B.2000

C.500D.無法確定

6.如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧,--------------,

核甘酸鏈。一般地說，下列各項(xiàng)正確的是()n

A.a和c的堿基序列互補(bǔ)制

B.b和C的堿基序列相同a，'令令、、d

C.a鏈中(A+T)/(G+C)的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同[_S__________口

D.a鏈中(A+T)/(G+C)的比值與d鏈中同項(xiàng)比值不同

能力提升

7.亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基脫去氨基，堿基脫氨基后的變化如下：C轉(zhuǎn)變?yōu)閁(U與

—AGTCG—?

A配對(duì))，A轉(zhuǎn)變?yōu)?(1為次黃喋吟，與C配對(duì))?，F(xiàn)有一DNA片段為〃“經(jīng)亞

硝酸鹽作用后，若鏈①中的A、C發(fā)生脫氨基作用，經(jīng)過兩輪復(fù)制后其子代DNA片段之一

為()

—CGTTG——GGTCC—

AB

—GCAAC——CCAGG—

—GGTTG——CGTAG—

C-CCAAC—D—GCATC—

8.女性子宮肌瘤細(xì)胞中最長(zhǎng)的DNA分子可達(dá)36mm,DNA復(fù)制速度約為4pm/min,但復(fù)

制過程僅需40min左右即可完成。這是因?yàn)镈NA分子)

A.邊解旋邊復(fù)制

B.一個(gè)復(fù)制點(diǎn)雙向復(fù)制，使子鏈迅速延伸

C.以半保留方式復(fù)制

D.復(fù)制起點(diǎn)多，分段進(jìn)行復(fù)制

9.若將果蠅的一個(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)DNA分子用I5N進(jìn)行標(biāo)記，正常情況下在該細(xì)胞形

成的精細(xì)胞中，含QN的精細(xì)胞數(shù)占（）

A.1/8B.1/4C.1/2D.1/16

10.用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P

的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期一個(gè)細(xì)胞中的染色體數(shù)目和被32P標(biāo)記的

染色體數(shù)目分別是（）

A.中期20和20、后期40和20

B.中期20和10、后期40和20

C.中期20和20、后期40和10

D.中期20和10、后期40和10

11.根據(jù)圖示回答：

（1）該圖表示的生理過程是,該過程主要發(fā)生在細(xì)胞的部位。

（2）圖中的1、2、3、4、5分別是、、、、o

（3）假如經(jīng)過科學(xué)家的測(cè)定，A鏈上的一段基因（M）中的A：T：C：G為2：1：1：3,能不

能說明該科學(xué)家的測(cè)定是錯(cuò)誤的？,原因是。

（4）以A鏈的M基因?yàn)槟０鍙?fù)制出的B鏈，堿基比例應(yīng)該是。

12.在氮源為的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為MN.DNA（對(duì)照）；在氮源

為l5N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為"N-DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)

移到含WN的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I和H）,用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖甲

所示。

(1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推測(cè)第一代(I)細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?另一條

鏈。

(2)將第一代(I)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含”N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)菌的DNA

分子用同樣的方法分離，請(qǐng)參照?qǐng)D甲，將DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在圖乙中

標(biāo)出。

乙

答案

【課前預(yù)習(xí)案】

1.（1）能量解旋酶（2）DNA分子的兩條鏈解旋酶和DNA聚合酶四種游離的脫氧核普

酸堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,A與T,C與G配對(duì)（3）子鏈與其相對(duì)應(yīng)的模板鏈

2.完全相同的兩個(gè)DNA分子

3.（1）解旋復(fù)制（2）半保留

4.（1）雙螺旋模板（2）堿基互補(bǔ)配對(duì)

5.復(fù)制遺傳信息連續(xù)

【課堂探究案】

?導(dǎo)入新課

利用PCR技術(shù)可以獲得大量的失蹤人員的DNA序列,通過與失蹤人員的親人進(jìn)行DNA檢測(cè)

鑒定來判斷失蹤人員的身份。PCR工作的原理是DNA復(fù)制，是一種在體外人工復(fù)制DNA的

技術(shù)。

?探究新知

1.復(fù)制時(shí)新合成的DNA分子中保留了原來DNA分子中的一條鏈的復(fù)制方式叫做半保留復(fù)

制。

2.沃森和克里克。

1.大腸桿菌。

2.同位素示蹤技術(shù)。

3.用含有15N標(biāo)記的NH4C1培養(yǎng)液來培養(yǎng)大腸桿菌。

4.如果是全保留復(fù)制會(huì)出現(xiàn)輕帶和重帶兩種帶。如果是半保留復(fù)制,會(huì)出現(xiàn)輕帶、重帶和中帶

三種帶。

5.DNA復(fù)制是半保留復(fù)制。

[合作探究2]

1.細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。

2.主要是細(xì)胞核，葉綠體和線粒體內(nèi)也能進(jìn)行。

3.DNA分子的兩條鏈在解旋酶的作用下解成單鏈。

4.子鏈與母鏈形成新的DNA分子。

5.包括解旋、合成子鏈和形成子代DNA三個(gè)步驟。

6.模板、能量、酶、原料等。

7.形成兩個(gè)與親代完全相同的子代DNA分子.

8.將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

9.半保留復(fù)制和邊解旋邊復(fù)制。

【課后鞏固案】

1.D［在解旋酶的作用下，DNA分子解螺旋形成兩條脫氧核甘酸長(zhǎng)鏈；DNA復(fù)制是邊解

旋邊復(fù)制的，并以解開的兩條母鏈為模板合成兩個(gè)子代DNA分子；形成的新的DNA分子

中都含有一條母鏈和一條子鏈。］

2.A［1個(gè)重DNA放到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，讓其連續(xù)復(fù)制3代后，總共得到8個(gè)DNA

分子。而原來重DNA的兩條鏈分別在2個(gè)子代DNA中，因此子代中有2個(gè)中DNA(含有

一條母鏈的2個(gè)子代DNA)和6個(gè)輕DNA。］

3.D［DNA分子復(fù)制時(shí)，解旋酶的作用是使DNA堿基對(duì)間的氫鍵斷開。DNA中堿基對(duì)

有G—C、A—T兩種。］

4.C［該DNA片段共有堿基500x2=1000個(gè)，已知(A+T)=34%,所以C=G=1000X(1

-34%)/2=330o復(fù)制2次后共有4個(gè)DNA片段，原DNA片段上有330個(gè)胞喀嚏脫氧核甘

酸分子，所以需要游離的胞喀咤脫氧核甘酸分子個(gè)數(shù)為330X3=990。|

5.A［新形成的子代DNA分子中一條鏈含32P,另一條鏈含31P,而一條鏈中含1000個(gè)

堿基，因而新形成的DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量比原來增加了1000x(32—31)=1000。］

6.C［a、d兩條母鏈堿基互補(bǔ)，a、b兩條鏈堿基互補(bǔ)，c、d兩條鏈堿基互補(bǔ)，可推出a

和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補(bǔ)；兩條互補(bǔ)鏈中的(A+T)/(G+C)相同。］

7.C［鏈①發(fā)生脫氨基后的鏈突變?yōu)橐籌GTUG-,根據(jù)半保留復(fù)制方式寫出其復(fù)制形成的

—GGTTG——AGTCG—

子代DNA片斷為成因此選C。］

—CCAAC二—TCAGC—

8.D［該題應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)度、速度和時(shí)間進(jìn)行推算。DNA分子長(zhǎng)36mm,復(fù)制速度為4pm/min,

則復(fù)制時(shí)間大約是36X103pm<-4|im/min=9xl03nnin,而實(shí)際上只需40min左