第3章 第3节 DNA的复制-【导与练】2022-2023学年新教材高中生物必修第二册同步全程学习全书word（人教版2019）

第3节　DNA的复制 学习目标 素养定位 1.说出DNA复制方式的假说及实验证据。 2.描述DNA复制的过程及精确复制的原因。 3.基于对DNA结构特点的分析,掌握有关的计算规律 1.利用数学方法归纳DNA分子的多样性和特异性。(科学探究) 2.通过假说—演绎的分析方法,阐明DNA复制方式。(科学思维) 3.通过对DNA半保留复制方式的实验验证,认同科学技术在生物学研究中的重要作用。(科学探究) 一、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复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂。 (2)复制:解开的两条单链分别作为复制的模板,游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。 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。 二、DNA半保留复制的实验证据 1.实验方法 同位素标记技术和密度梯度离心法。 2.实验原理 15N标记的双链DNA密度大,双链含14N的DNA密度小,一条链含14N、一条链含15N的双链DNA分子密度居中。 3.实验假设 DNA以半保留的方式复制。 4.实验预期 离心后应出现 3条DNA带。 (1)重带(密度最大):两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 (2)中带(密度居中):一条链为14N标记,另一条链为15N标记的第一代双链DNA。 (3)轻带(密度最小):两条链都为14N标记的第二代双链DNA。 5.实验过程及分析 (1)实验过程。 (2)实验分析。 ①亲代大肠杆菌:提取DNA→离心→全部重带。 ②细胞分裂一次(即细菌繁殖一代):提取DNA→离心→全部中带。 ③细胞再分裂一次(即细菌繁殖两代):提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 6.实验结论 DNA的复制是以半保留的方式进行的。 三、DNA复制的过程 1.概念、时间、场所 2.过程 3.结果 一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。 4.特点 5.DNA准确复制的原因 DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。 6.DNA复制的意义 DNA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。 [特别提醒] DNA复制的场所 (1)真核生物:主要在细胞核内,线粒体和叶绿体中也可以进行。 (2)原核生物:主要在拟核。 (3)DNA病毒:活的宿主细胞内。 判断正误 (1)证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。(　×　) 提示:DNA的组成元素有C、H、O、N、P,这几种元素都有同位素,所以标记任何一种元素都可以。 (2)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。(　×　) 提示:DNA分子的复制方式为半保留复制,所以子代DNA的两条链中包含了一条母链和一条子链。 (3)DNA聚合酶的作用位点为两条脱氧核苷酸链之间的氢键。(　×　) 提示:DNA聚合酶的作用位点为一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。 (4)在证明DNA复制方式的实验中,从第一代开始细菌DNA分子中至少有一条链含14N。(　√　) (5)在DNA复制过程中解旋和复制是同时进行的。(　√　) 探究一　DNA半保留复制的实验证据 沃森和克里克在成功构建DNA双螺旋结构模型之后,提出了遗传物质自我复制的半保留假说。但也有人持不同观点,提出全保留复制等不同假说。阅读教材P53～55,思考回答下列问题。 (1)DNA复制所需要的原料和模板分别是什么? 提示:原料是四种脱氧核糖核苷酸;模板是DNA分子两条链。 (2)要得到DNA中的N全部被同位素标记的大肠杆菌B,必须具备的条件是什么? 提示:多代培养,且培养液中的15NH4Cl是唯一氮源。 (3)如果全保留复制是正确的,实验预期又会怎样? 提示:第一代细菌的DNA中,1/2为15N/15N-DNA,1/2为14N/14N-DNA;第二代细菌的DNA中,1/4为15N/15N-DNA,3/4为14N/14N-DNA。第一代DNA分子离心后,1/2在离心管的底部,1/2在离心管的上部;第二代DNA分子离心后,1/4 在离心管的底部,3/4在离心管的上部。 (4)在“证明DNA半保留复制的实验”中,如果DNA是半保留复制,第一代和第二代DNA分子的两条链中,氮元素的标记情况是怎样的?离心后试管中DNA的位置会是怎样的? 提示:第一代DNA分子全为14N/15N-DNA;第二代DNA分子中,1/2为14N/15N-DNA,1/2为14N/14N-DNA。离心后,第一代DNA分子全部在离心管中部;第二代DNA分子离心后,1/2在离心管的中部,1/2在离心管的上部。 1.DNA分子的半保留复制