第3章 第3～4节 DNA的复制 基因通常是有遗传效应的DNA片段(配套Word教参)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中生物必修2 遗传与进化(人教版)

第3节　DNA的复制 第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段 课程内容标准 核心素养对接 1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。 2．通过对DNA半保留复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。 3．举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。 4．说明基因与DNA的关系。 1.通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。(生命观念) 2．分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。(科学思维) 3．运用假说—演绎法，探究DNA半保留复制。(科学探究) 一、DNA的复制 1．对DNA复制的推测 (1)提出者：沃森和克里克。 (2)假说内容： ①解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补碱基之间的氢键断裂。 ②复制 ③特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称作半保留复制。 2．证明DNA半保留复制的实验 (1)实验材料：大肠杆菌。 (2)实验方法：运用同位素标记技术。 (3)实验过程 用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，获得含15N的DNA细菌的DNA 　↓ 转入含 14NH4Cl的培养液中 　↓一段时间 取细菌，提取DNA，进行密度梯度离心 (4)实验预期 ①亲代DNA分子中两条链均含15N，DNA分子密度高。 ②复制一次产生的DNA分子中，一条链含14N，另一条链含15N，DNA分子密度居中。 ③复制两次产生的DNA分子中，有两个DNA分子双链均含14N，DNA分子密度较低；另两个DNA分子中一条链含15N，另一条链含14N。 3．DNA复制的过程 (1)相关知识归纳总结 概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 时间 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 场所 主要是细胞核 条件 模板、原料、能量、酶等 特点 半保留复制、边解旋边复制 意义 通过复制将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性 (2)复制的过程 (3)准确复制的原因 ①DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 ②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 二、基因是有遗传效应的DNA片段 1．说明基因与DNA关系的实例 2．DNA片段中的遗传信息 (1)遗传信息：DNA分子中4种碱基的排列顺序。 (2)特点 ①多样性：碱基排列顺序的千变万化。 ②特异性：每一个DNA分子有特定的碱基排列顺序。 ③稳定性：DNA分子的结构较稳定。 3．与生物体多样性和特异性的关系 DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 4．基因的延伸：对于遗传物质是RNA的生物，基因就是有遗传效应的RNA片段。 1．判正误 (1)证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。(×) (2)在证明DNA复制方式的实验中，从Ⅰ代开始细菌DNA分子中至少有一条链含14N。(√) (3)DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。(×) (4)任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。(×) (5)碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。(√) (6)每个DNA分子所具有的特定的碱基排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性。(√) 2．微思考 下图是DNA分子复制的示意图，据图回答有关问题： (1)DNA复制时，解旋酶的作用是什么？ 提示　解旋酶的作用将DNA双螺旋的两条链解开。 (2)DNA聚合酶的作用是什么？ 提示　DNA聚合酶的作用是连接相邻的两个脱氧核苷酸形成与母链互补的子链。 (3)在DNA复制过程中，两条子链延伸的方向为什么是相反的？ 提示　DNA中两条母链是反向平行的。 (4)真核生物的核DNA复制通常发生在细胞分裂的什么时期？ 提示　细胞分裂的间期。 任务驱动一　对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 在DNA分子复制的早期研究中，科学家们提出了三个模型：全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。比较如下： 全保留复制：亲代DNA分子两条链不变，子代DNA分子的两条链都是新合成的。 半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。 弥散复制：亲代DNA分子的两条链分散成短片段，与新合成的子代DNA分子的两条链分散成的短片段混杂在一起，不能分出亲代DNA单链。 如下图所示： 根据教材P53－54实验回答下列问题： 1．能否只根据第一代只出现一条居中的DNA条带就排除是全保留复制方式？ 提示　可以。若是全保留复制，第一代DNA条带应是1/2在底部，1/2在上部。 2．DNA复制一次产生第一代都是中带DNA，能完全说明DNA的复制方式是半保留复制吗