3.3 DNA的复制导学案-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

DNA的复制学案 班 姓名 时间： 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.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。 探究一 活动:沃森和克里克在构建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复制假说。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,思考下列问题。 问题(1):根据对半保留复制和全保留复制方式的理解,你认为判断DNA复制方式的关键是什么?可通过什么技术实现? 问题(2):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,含有N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?试通过演绎推理来预测并填写教材P54图中的方框。 问题(3):如果全保留复制是正确的,实验预期又会怎样? 问题(4):科学家的实验结果与你的哪种预测相符合?由此你认为DNA复制的方式是怎样的? 问题(5):该实验在探究过程中运用的思维方法是什么? 资料:对于DNA的复制,有人还提出了分散复制的假说,即亲代双链被切成许多双链片段,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混合成完整的DNA分子。 问题(6):试根据以上实验,预测分散复制方式的离心结果。科学家从第一代DNA分子离心的结果已经能够排除全保留复制,想一想,为什么还要做第二代的实验? 点拔： (1)对DNA分子复制的推测 ①假说:半保留方式复制。 ②提出者:沃森和克里克。 ③假说内容 a.解旋:DNA复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂。 b.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。 c.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)DNA分子复制方式的实验证据 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: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。 a.重带(密度最大):两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 b.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。 c.轻带(密度最小):两条链都为14N标记的子代双链DNA。 探究二　 活动1:阅读教材P55～56“DNA复制的过程”,思考下列问题。 问题(1):DNA复制时有几条模板链?新合成的DNA中的两条链全是子链吗? 问题(2):DNA复制时,用什么方法识别DNA中哪一条链是母链,哪一条链是子链?DNA复制所形成的子代DNA是否是亲代DNA链和子代DNA链随机结合的? 问题(3):若在某一试管中加入缓冲液、ATP、解旋酶、DNA模板和四种脱氧核苷酸,并置于适宜的温度下,能否完成DNA的复制?并分析其原因。 问题(4):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? 问题(5):DNA的复制需要适宜的温度和pH吗?为什么? 问题(6):若1个DNA含有m个腺嘌呤,则复制n次需要多少游离的腺嘌呤脱氧核苷酸? 问题(7):DNA复制具有准确性,那么在任何情况下,DNA复制产生的子代DNA与亲代DNA都完全相同吗? 活动2:如图为DNA复制的模型图,分析回答下列问题。 问题(8):图1中进行的是什么过程?发生的时期和场所是什么? 问题(9):图1中的酶1和酶2分别是什么酶?分别作用于图2中的哪个部位?a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中,哪些链的碱基排列顺序是相同的? 问题(10):从图1中是否可以看出DNA复制是半保留复制?为什么?图1所示的特点还有什么?可用什么方法检测母链和子链? 问题(11):尝试由上述问题分析总结得出DNA准确复制的原因。 点拔： (1)DNA复制的概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 (2)发生时间:在细胞分裂前的间期。 (3)场所 ①真核生物:主要在细胞核内,线粒体和叶绿体也可以进行。 ②原核生物:主要在拟核。 ③DNA病毒:活的宿主细胞内。 (4)复制过程 (5)结果:形成两个完全相同的DNA分子。 (6)特点 ①边解旋边复制。 ②半保留复制。 (7)准确复制的原因 ①DNA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。 (8)意义:将遗传信息从亲