第3、4节 DNA的复制、基因通常是有遗传效应的DNA片段(课件PPT)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物必修2 遗传与进化(人教版2019)

第3、4节　DNA的复制、基因通常是有遗传效应的DNA片段 明学习目标 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，明确基因与DNA的关系。 明学习目标 录 目 聚焦·学案（一） 聚焦·学案（二） 聚焦·学案（三） 聚焦·学案(一)　怎样证明DNA是半保留复制的 基础——自主学习 [活动质疑] 科学家在研究DNA的复制方式时，提出了两种复制模式：全保留复制和半保留复制(如图所示)。请据图回答问题。 (1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？ 提示：同位素标记技术。 (2)如何测定子代DNA带有同位素的情况？ 提示：对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。 (3)若DNA复制的方式为全保留复制，上述实验结果会是怎样？ 提示：①亲代大肠杆菌：提取DNA→离心→全部是重带。②繁殖一代后取出：提取DNA→离心→1/2重带、1/2轻带。③繁殖两代后取出：提取DNA→离心→1/4重带、3/4轻带。 [系统认知] (一)对DNA复制的推测 1．半保留复制 2．全保留复制：指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 (二)DNA半保留复制的实验证据 1．实验方法：同位素标记法和离心技术。 2．实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 3．假说—演绎过程 (1)实验假设：DNA以半保留的方式复制。 (2)实验预期：离心后应出现3条DNA带。 重带(密度最大) 两条链都为15N标记的亲代双链DNA 中带(密度居中) 一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA 轻带(密度最小) 两条链都为14N标记的子代双链DNA (3)实验过程 (4)过程分析 4.实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 立即取出 提取DNA→离心→全部重带 繁殖一代 提取DNA→离心→全部中带 繁殖两代 提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带 [典例1]　(2022·海南高考)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)： 下列有关叙述正确的是(　 ) A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制 B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制 C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制 D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 [答案]　D [解析]　第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定不是全保留复制，可能为半保留复制或分散复制，A错误； 若DNA复制方式为全保留复制，则第二代细菌DNA离心后，4个子代DNA分子中，1个为15N/15N,3个为14N/14N，会在试管中出现1条重带和1条轻带，与题图信息不符，B错误； 结合第一代和第二代的离心结果，说明DNA复制方式是半保留复制，C错误； 若DNA复制方式为半保留复制，继续培养至第三代，得到的8个子代DNA分子中，2个为15N/14N,6个为14N/14N，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。 [典例2]　把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养，连续复制两轮的时间后，离心分离其DNA，结果应如图(　 ) [答案]　B [解析]　只含14N的细菌，转移到含重氮(15N)的环境中培养复制一轮的时间，由半保留复制特点可知，所形成的子代中每个DNA分子都是一条链含15N、另一条链含14N；再复制一轮，共形成4个DNA分子，其中只有两个DNA分子是一条链含15N、另一条链含14N，另两个DNA分子两条链都含15N，即连续复制两轮的时间子代DNA经离心分离后，有1/2中带、1/2重带。 [方法规律] 据亲代和培养液的标记情况判断子代条带位置 (1)若亲代DNA用15N标记，在含14N的培养液中培养：则离心时，亲代在底部，子一代居中，子二代一半居中、一半靠上。 (2)若亲代DNA用14N标记，在含15N的培养液中培养：则离心时，亲代在上部，子一代居中，子二代一半居中、一半在底部。　 [迁移应用] 1．一个双链DNA，在复制过程中解旋时，由于某种原因，一条链上的一个“A”变成了“T”，则该DNA经n次复制后，发生差错的DNA占DNA总数的(　 ) A．1/2 B．1/n C