第3节 DNA通过复制传递遗传信息（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第三节　DNA通过复制传递遗传信息 课程内容标准 核心素养对接 概述DNA分子通过半保留方式进行复制。 1.通过对DNA复制的学习，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) [对应学生用书P69] 1．探究DNA的复制过程 (1)实验材料：大肠杆菌。 (2)实验方法：运用同位素示踪技术。 (3)实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。 2．DNA分子复制的过程 (1)DNA复制的概念、时间、场所 ①概念：产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。 ②时间：细胞分裂前的间期。 ③场所：主要是细胞核。 (2)DNA分子的复制过程 (3)特点 ①过程：边解旋边复制。 ②方式：半保留复制。 (4)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的准确进行。 (5)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 二、DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础 DNA的复制不仅保证了多细胞生物体的每个体细胞都携带相同的遗传信息，而且生殖细胞在形成过程中也要进行DNA的复制，这一复制过程使亲代的遗传信息传递给子代，从而保持了前后代遗传信息的连续性。因此，子代能够继承亲代的性状。 1．判正误 (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)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。(×) 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。 (4)DNA复制时先进行解旋，然后再进行复制。(×) 提示　DNA复制是边解旋边复制，两者同时进行。 2．微思考 (1)DNA复制是否只在有丝分裂和减数分裂过程中进行？是否只发生于细胞核中？ 提示　不是，无丝分裂过程中也发生DNA复制。线粒体和叶绿体中也有DNA，也进行DNA复制。 (2)DNA复制时，解旋酶作用于DNA的什么部位？ 提示　解旋酶作用于连接碱基对的氢键。 [对应学生用书P70] 任务驱动一　探究DNA的复制过程 1．在DNA复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，这两种酶的作用分别是什么？ 提示　解旋酶的作用是将两条脱氧核苷酸链打开，DNA聚合酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到3′端。 2．DNA的复制为什么需要适宜的温度和pH? 提示　因为DNA复制过程需要酶，而酶的活性受温度和pH的影响。 3．如果将DNA分子的两条链用15N标记，转移到含14N的培养基中培养，复制2次后，含15N的DNA、含14N的DNA、含15N的DNA链、含14N的DNA链各是多少？ 提示　2个、4个、2条、6条。 DNA半保留复制实验证据的分析 (1)实验方法：同位素示踪法和密度梯度离心法。 (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)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标记的子代双链DNA。 ③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 (5)实验过程 (6)过程分析 ①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。 ②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。 ③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 (7)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。 细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　) A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为① C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤ C　[亲代DNA全为15N，应为⑤；复制一次后，DNA一条链为15N，一条链为14N，应为②；复制两次后形成4个DNA，其中2个全为14N、2个一条链为15N、一条链为 14N，应为①；复制三次后形成8个DNA，其中6个DNA全为 14N，2个DNA的一条链为 14N、一条链为 15N，故C错误。] [借题发挥]　实验过程中注意的问题(科学思维) (1)该实验在探究过程中使用