第3節(jié)DNA的復(fù)制

學(xué)案設(shè)計(jì)(一)

■■■■學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.概述DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)。

2.探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。

■■■■自主預(yù)習(xí)

LDNA分子復(fù)制的過(guò)程

⑴解旋:DNA分子首先在細(xì)胞提供的和的作用下解旋。

⑵合成子鏈:①模板:；②酶:?原料:；④配對(duì)原則:.

⑶形成子代DNA：和螺旋形成新的DNA。

2.結(jié)果：1個(gè)DNA3。

3.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)

⑴從過(guò)程上看邊_______邊_________.

⑵從復(fù)制的結(jié)果上看:復(fù)制的方式為_(kāi)______復(fù)制。

4.DNA分子復(fù)制準(zhǔn)確性的原因

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

⑵原則保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。

5.意義:DNA分子通過(guò)______，將從親代傳給子代，從而保證了遺傳信息的

■■■■課堂探究

探究一:對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)

閱讀教材演；第一自然段，回答下列問(wèn)題。

1.什么是半保留復(fù)制？

2.以上復(fù)制方式是由誰(shuí)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P用51,回答下列問(wèn)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rN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)幾種條帶?如果是半保留復(fù)制，又會(huì)出現(xiàn)幾種條

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(shuō)明了什么?

探究三：DNA分子復(fù)制的過(guò)程

閱讀教材第一、二自然段和觀察圖3T0,回答下列問(wèn)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(kāi)始時(shí),DNA的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生什么變化?

4.DNA分子復(fù)制的過(guò)程包含哪些步驟?

5.DNA分子復(fù)制需要哪些條件?

6.DNA分子復(fù)制的結(jié)果是什么?

7.DNA分子復(fù)制的意義是什么?

8.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〃代后：

⑴形成的DNA分子總數(shù)為2"個(gè)。

⑵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2/2,即\/r\

⑶親代母鏈只有兩條，占子代DNA總的脫氧核甘酸鏈數(shù)的2/（2"X2）,即1/2"。

?合成的4個(gè)DNA分子的堿基對(duì)的排列"I頁(yè)序是完全一樣的。

守〈核心素養(yǎng)專(zhuān)練

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，水解成脫氧核昔酸

B.在全部解旋之后才開(kāi)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，5N的DNA分子叫做重DNA把只含"N的DNA分子叫做輕DNA才巴一條鏈含力、

另一條鏈含“N的DNA分子叫做中DNA.那么,將一個(gè)完全被4標(biāo)記的DNA分子放入到含"N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乳若該DNA片段復(fù)制2次,共需游

離的胞喀碇脫氧核苗酸分子個(gè)數(shù)為（）

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

5.假如一個(gè)DNA分子含有100（）個(gè)堿基對(duì)（磷元素只含叩）,將這個(gè)DNA分子放在用蚱標(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(lái)

增加了（）

A.1000B.2000

C.500D.無(wú)法確定

6.

右圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苗酸鏈。一般地說(shuō),下列各

項(xiàng)正確的是（）

A.a和c的堿基序列互補(bǔ)

B.b和c的堿基序列相同

C.a鏈中（A+T）/（G+C）的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同

D.a鏈中（A+T）/（G+C）的比值與d鏈中同項(xiàng)比值不同

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)長(zhǎng)（U與A配

對(duì)）,A轉(zhuǎn)變?yōu)?（1為次黃噫吟，與C配對(duì)）?，F(xiàn)有一DNA片段為一AGTCG一①

—TCAGC—②，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(guò)兩輪復(fù)制后其子代DNA

片段之一為（）

A.-CGTTG-

-GCAAC-B.-GGTCC-

一CCAGG—

C.-GGTTG-

-CCAAC-D.-CGTAG-

-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4um/min,但復(fù)制過(guò)

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分子用力進(jìn)行標(biāo)記,正常情況下在該細(xì)胞形成的

精細(xì)胞中，含,5N的精細(xì)胞數(shù)占（）

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

10.用卻標(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)入不含卻的培

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"P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。

⑴該圖表示的生?該過(guò)程主要發(fā)生在細(xì)胞的部位。

⑵圖中的1、2、3、4、5分別是_________、、、.

⑶假如經(jīng)過(guò)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(shuō)

明該科學(xué)家的測(cè)定是錯(cuò)誤的?，原因是。

⑷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"N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為"N-DNA（對(duì)照）;在氮源為,5N

的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為力-DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含飛的培

養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（1和H）,用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖甲所示。

“N-DNA"N-DNA

甲

⑴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)莀________，另一條

鏈。

（2）將第一代（I）細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含i5N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

參考答案

自主預(yù)習(xí)

1.⑴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昔

酸堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,A與丁￡與6配對(duì)⑶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.⑴解旋復(fù)制⑵半保留

4.⑴雙螺旋模板⑵堿基互補(bǔ)配對(duì)

5.復(fù)制遺傳信息連續(xù)

課堂探究

探究一?~

1.復(fù)制時(shí)新合成的每個(gè)DNA分子中都保留了原來(lái)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。

圾交一?

1.大腸桿菌。

2.同位素標(biāo)記技術(shù)。

3.用含有15N標(biāo)記的NH?培養(yǎng)液來(lái)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。

探究二?

1.細(xì)而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(xiàn)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.包括解旋、合成子鏈和形成子代DNA三個(gè)步驟。

5.模板、能量、酶、原料等。

6.形成兩個(gè)與親代完全相同的子代DNA分子。

7.將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

8.半保留復(fù)制和邊解旋邊復(fù)制。

核心素養(yǎng)專(zhuān)練

1.D2.A3.D4.C5.A6.C7.C8.1)9.C

10.A

11.⑴DNA復(fù)制細(xì)胞核

(2)ATCCT

⑶不能在單鏈中不一定A=T、C=G

(4)T：A：G：C=2：1：1：3

12.(1)聯(lián)模板鏈"N新鏈

⑵如下圖

----------輕

------中

一^=一一.重

學(xué)案設(shè)計(jì)(二)

■■■■學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.運(yùn)用假說(shuō)一演繹法探究DNA的復(fù)制方式，概述DNA通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制。

2.通過(guò)對(duì)DNA半保留復(fù)制方式的學(xué)習(xí)，理解DNA的準(zhǔn)確復(fù)制是遺傳信息穩(wěn)定傳遞的基礎(chǔ)。

3.識(shí)記DNA復(fù)制的概念、時(shí)間、場(chǎng)所、條件、過(guò)程、特點(diǎn)、意義。

■■■■自主預(yù)習(xí)

一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)

沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說(shuō):_

有人持不同觀點(diǎn)才是出_______等不同假說(shuō)。

二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

1958年，美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森(M.MeseIson)和斯塔爾(F.Stahl)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料:_；

實(shí)驗(yàn)方法:

三、DNA復(fù)制的過(guò)程

1.概念:以親代DNA為合成子代DNA的過(guò)程。

2.DNA復(fù)制的場(chǎng)所：

真核細(xì)胞:主要在________中，但在、________也有DNA的復(fù)制；

原核細(xì)胞:主要在________中,在質(zhì)粒處也有DNA的復(fù)制。

3.發(fā)生時(shí)期(真核生物):細(xì)胞分裂前的期(有絲分裂前的期、減數(shù)分裂前

的期)，隨著的復(fù)制而完成。

4.DNA復(fù)制的條件：

⑴模板：」

⑵原料：」

(3)能量：」

5.DNA復(fù)制的若向:從子鏈1端向端延伸。

6.DNA復(fù)制的過(guò)程：

⑴在ATP幫助下,將DNA雙螺旋的2條鏈解開(kāi)；

⑵以4種脫氧核甘酸為原料，按照原則，在的作用下各自合成與母鏈互補(bǔ)

的一條子鏈；

⑶新合成的子鏈不斷延伸，與其對(duì)應(yīng)的繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

7.DNA復(fù)制的特點(diǎn)：

(1)；(2)。

8.復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行的原因：

⑴DNA獨(dú)特的為復(fù)制提供了精確的模板；

⑵通過(guò)________________，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。

9.DNA復(fù)制的意義：

DNA通過(guò)復(fù)制,將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了的連續(xù)性(使親

子代保持連續(xù)性).

■■■■課堂探究

一、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

1.背景知識(shí)

15N和"'N是'元素的兩種穩(wěn)定同位素，含hiN的DNA比含"N的DNA密度大。利用可

在試管中區(qū)分含不同N元素的DNA。

kzJ^J4N/,4N-DNA

卜十---,5N/,4N-DNA

y*^^,5N/,5N-DNA

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

大腸桿菌在含WHO的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代

3.實(shí)驗(yàn)預(yù)期

半保留復(fù)制:子一代DNA分子所處位置_______；子二代DNA分子所處位置________.

全保留復(fù)制：子一代DNA分子所處位置__________；子二代DNA分子所處位

4.頭驗(yàn)結(jié)果

親代大腸桿菌的DNA經(jīng)離心處理后，試管中只出現(xiàn)了一條DNA帶，位置處于；

轉(zhuǎn)移培養(yǎng)后第一代細(xì)菌的DNA離心后，試管中也只有一條DNA帶，位置處于；

將第二代細(xì)菌的DNA離心后，試管中出現(xiàn)兩條DNA帶，一條處于，一條處

證明:DNA的復(fù)制以的方式進(jìn)行。

二、DNA復(fù)制過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算

1.DNA復(fù)制過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系

若將用力標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含“N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)〃代。

⑴子代DNA分子數(shù):_______個(gè);含氣的DNA分子始終是________個(gè);含"N的有個(gè),

只含飛的有個(gè)。

⑵子代DNA分子的總鏈數(shù)聯(lián)X2=2"i條;含15N的鏈?zhǔn)冀K是________條;含“N的有

條。

2.計(jì)算原料用量（消耗的某脫氧核甘酸數(shù)）

若將用"N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含飛的培養(yǎng)基中培養(yǎng)〃代。先計(jì)算親代DNA分子中某脫氧

核甘酸的數(shù)量，記為%

⑴若經(jīng)過(guò)n次復(fù)制，則需要消耗的脫氧核甘酸數(shù)為:；

⑵若第n次復(fù)制需要消耗的脫氧核昔酸數(shù)為:.

:核心素養(yǎng)專(zhuān)練

1.DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的（）

A.分裂前期B.分裂中期

C.分裂后期D.分裂間期

2.下列關(guān)于DNA復(fù)制的說(shuō)法，不正確的是（）

A.DNA復(fù)制過(guò)程中需要酶的催化

B.DNA復(fù)制過(guò)程中需要的能量直接由糖類(lèi)提供

C.DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的

D.DNA復(fù)制過(guò)程中兩條母鏈均可作模板

3.以DNA的一條鏈"一A-T-C—”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵ǎ?/p>