高中生物第三节 DNA通过复制传递遗传信息学案

第3章　遗传的分子基础

第3节　DNA通过复制传递遗传信息

1.DNA复制的方式（方式探究历程）

2.回顾细胞分裂的过程（DNA复制与染色体行为）

重点：DNA复制的方式、细胞分裂的过程

难点：DNA复制的方式探究

1.   复习有丝分裂细胞分裂图（2n=4）
2.   查阅密度梯度离心的概念

【答案】用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。这类分离又可分为速度沉降和等密度沉降平衡两种。密度梯度离心常用的介质为氯化铯，蔗糖和多聚蔗糖。分离活细胞的介质要求：1）能产生密度梯度，且密度高时，粘度不高；2）PH中性或易调为中性；3）浓度大时渗透压不大；4）对细胞无毒。

1.科学家在研究DNA分子复制方式时提出了三种假说如图甲(弥散复制：亲代双链被切成双链片段，而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”)。

图乙是采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解。请分析并回答：

(1)  为说明b组DNA均分布于中密度带，除了与   组结果比较外，还需要另设一组：将细菌在含有_____的培养基中生长多代，提取DNA并离心。

(2)  b组结果支持                     假说。若将b组DNA双链分开来离心，结果为“轻”和“重”两条密度带，这一结果不支持_________假说，也可通过图乙中____组的结果来排除该假说。

(3)  利用以上判断结果，若继续培养c组细菌，使其再繁殖一代，取样提取DNA并离心，与c组实验结果相比会发现密度带的                   不发生变化，____密度带的DNA所占比例下降。

【答案】（1）a   14N  （2）半保留复制和弥散复制   弥散复制  c   （3）种类（数量和位置） 中

2.DNA复制的相关因素

（1）模板：

（2）原料：

（3）酶：

（4）时期：

（5）方式：

（6）场所：

（7）连接两个相邻的脱氧核苷酸之间是什么键？连接两条脱氧核苷酸链的又是什么键？

（8）碱基互补配对的原则是：

（9）判断：当一个DNA分子复制完成后，得到的两个DNA分子完全相同（序列）吗？

【答案】（1）DNA的两条链    （2）四种游离的脱氧核苷酸    （3）解旋酶、DNA聚合酶

（4）间期为主（有丝分裂和减数分裂）   （5）半保留复制    （6）细胞核、拟核区、线粒体、叶绿体     （7）磷酸二酯键    氢键     （8）A-T、G-C   （9）相同

1.下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（   ）

A．需要解开DNA的双螺旋结构

B．以DNA分子的一条链作为模板

C．4种游离的核糖核苷酸作为原料

D．A与U互相配对、G与C互相配对

【答案】A

【解析】DNA复制需要解开DNA的双螺旋结构，A正确；DNA复制的模板是两条链，B错误；DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料，C错误；DNA复制是A与T互相配对、G与C互相配对，D错误。

2.将以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养若干代后的大肠杆菌（记为第一代）转移到15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养（分裂一次的子细胞为第二代，以此类推）。下列叙述错误的是（  ）

A．大肠杆菌DNA复制过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数

B．第一代大肠杆菌的核糖体上能检测到14N

C．第二代时，大肠杆菌含14N的DNA和含15N的DNA之比为1：1

D．若对第三代大肠杆菌进行密度梯度离心，将出现一条中带和一条重带

【答案】D

【解析】大肠杆菌DNA属于双链DNA分子，因此复制过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A正确；核糖体由蛋白质和RNA组成，将大肠杆菌放在以14NH4C1为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的核糖体中含有14N，B正确；根据题意可知第一代大肠杆菌的DNA双链被14N标记，由于DNA复制的特点为半保留复制，在15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养分裂一次，则第二代时大肠杆菌的DNA为15N-14N-DNA，故大肠杆菌含14N的DNA和含15N的DNA之比为1：1，C正确；将第二代15N-14N-DNA的大肠杆菌在15NH4C1培养液中接着繁殖一代后，子代大肠杆菌DNA有2个为15N-14N-DNA分子，有2个为15N-15N-DNA分子，如果提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心，离心管中出现2个条带，即中带和重带，但是不能对大肠杆菌进行密度梯度离心处理，D错误。

本节课的亮点之一是DNA探究方式的引入，引导学生对此分析不仅让学生感受了科学家的探究历程，也提高了学生的思维水平，特别是如何设计实验以及对实验结果的分析，较好地渗透了孟德尔的假说-演绎法，同时也为后面DNA复制的相关计算打下坚实的基础。本节课的难点在于DNA复制的计算，要求学生在掌握DNA复制过程及因素的基础上，运用DNA半保留复制去解决一些问题，尤其是DNA复制与染色体、细胞分裂的关系这一块，为学生的学习增加了不少难度。学生课后要注意复习巩固染色体的结构及有丝分裂、减数分裂的过程。