第三節(jié)-DNA的復(fù)制導(dǎo)學(xué)案(教師版)

平遠(yuǎn)中學(xué)2013——2014年度高一年級下學(xué)期導(dǎo)學(xué)案班級：姓名：學(xué)號第三節(jié)DNA的復(fù)制導(dǎo)學(xué)案編制人：王總奇審核人：邱佳翔時(shí)間：2014-4-17學(xué)習(xí)目標(biāo)概述DNA分子的復(fù)制。了解DNA的復(fù)制的基本知識，了解DNA分子復(fù)制的條件、過程和特點(diǎn)探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。知識回顧1.DNA分子是由2條脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，A與T、G與C形成堿基對，遵循一定的規(guī)律。堿基之間這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫做堿基互補(bǔ)配對原則課前預(yù)習(xí)案對ＤＮＡ分子復(fù)制的推測沃森和克里克關(guān)于DNA復(fù)制的假說::半保留復(fù)制：ＤＮＡ分子復(fù)制時(shí)，ＤＮＡ分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上，結(jié)果新合成的每個(gè)ＤＮＡ分子中都保留了原來ＤＮＡ分子中的一條鏈。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（選學(xué)）1.要分析DNA是全保留還是半保留的，就要區(qū)分親代與子代的DNA。1958年，科學(xué)家以__大腸桿菌__為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用_同位素示蹤___，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。2.實(shí)驗(yàn)過程同位素：15N、14N，標(biāo)記NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌培養(yǎng)基類型結(jié)果在試管中位置親代15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液15N/15N-DNA靠近試管底部子一代14N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液15N/14N-DNA靠近試管中部子二代14N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液15N/14N-DNA和14N/14N-DNA分別靠近試管中部和試管口方法：分析：①離心處理后，為什么子一代DNA只有雜合鏈帶。答：因?yàn)樽右淮腄NA，經(jīng)過半保留復(fù)制，含有一條母鏈，另一條是新合成的鏈，因此是雜合鏈。②子二代DNA出現(xiàn)了輕鏈帶和雜合鏈帶，說明了什么？答：說明DNA是半保留復(fù)制的。結(jié)論：上述實(shí)驗(yàn)證明，在新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了一條母鏈這種復(fù)制方式是：半保留復(fù)制問題探討：１、這個(gè)實(shí)驗(yàn)是如何區(qū)分子代與親代ＤＮＡ分子的？答：本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)半保留復(fù)制原理和ＤＮＡ密度的變化來設(shè)計(jì)的。在本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA了。２、分別用兩種不同顏色的筆畫出子一代，子二代示意圖。假設(shè)是全保留復(fù)制又該如何用不同顏色的筆畫出子一代，子二代ＤＮＡ示意圖？答：自己畫３、一個(gè)ＤＮＡ復(fù)制多次，產(chǎn)生的子代ＤＮＡ分子中含母鏈ＤＮＡ分子數(shù)，含母鏈條數(shù)各是多少？答：一個(gè)DNA不管復(fù)制多少次，產(chǎn)生的子代DNA分子中含母鏈的ＤＮＡ分子數(shù)總是２個(gè)，含母鏈條數(shù)也總是２條。ＤＮＡ分子的復(fù)制過程1.什么是DNA的復(fù)制（DNA復(fù)制的概念）？答：指以親代DNA為模板合成子代ＤＮＡ的過程。特點(diǎn)：時(shí)間：___有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期___模板：___母鏈________________條件：原料：____細(xì)胞中游離的４中脫氧核苷酸_____________能量：_____細(xì)胞提供的能量——ＡＴＰ_____________酶：_____ＤＮＡ解螺旋酶和DNA復(fù)制酶______________場所：___真核生物主要在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體和葉綠體也可進(jìn)行；原核生物主要在擬核，也可在細(xì)胞質(zhì)（如質(zhì)粒的復(fù)制）__________過程：__以親代DNA為模板，邊解旋邊復(fù)制合成子代ＤＮＡ_________結(jié)果：一個(gè)DNA分子就形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子。意義：____DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性__。問題探討：１、請根據(jù)教材中ＤＮＡ分子的復(fù)制圖解，回答下列相關(guān)問題。解旋過程是否需要消耗能量？破壞的化學(xué)鍵是什么？答：需要消耗能量；破壞的化學(xué)鍵是氫鍵。ＤＮＡ復(fù)制的特點(diǎn)是什么？復(fù)制的準(zhǔn)確性取決于什么？答：DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制；DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性取決于：1）DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板，2）堿基互補(bǔ)配對保證復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行。一個(gè)DNA復(fù)制n次，共形成多少個(gè)DNA分子？若一個(gè)ＤＮＡ分子含ｍ個(gè)腺嘌呤，則復(fù)制ｎ次需要多少個(gè)游離的腺嘌呤脫氧核甘酸？答：1).2n個(gè)。2）.（2n-1）*m。因?yàn)?個(gè)DNA分子復(fù)制n次，共形成2n個(gè)ＤＮＡ分子，這2n個(gè)ＤＮＡ分子共有２條鏈（相當(dāng)于１個(gè)ＤＮＡ分子）的合成不需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸，故需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)為（2n-1）*m個(gè)。練一練：DNA復(fù)制的基本條件是（B）A．模板，原料，能量和酶B．模板，溫度，能量和酶C．模板，原料，溫度和酶D．模板，原料，溫度和能量基礎(chǔ)檢測1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（D）A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸B.在全部解旋之后才開始堿基配對C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈D.復(fù)制后，每個(gè)新DNA分子中含有一條母鏈和一條子鏈2.DNA分子能自我復(fù)制的根本原因（分子基礎(chǔ)）是（A）①DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)②連接兩條鏈的堿基有互補(bǔ)配對能力③磷酸和脫氧核糖交互排列④DNA有特異性和多樣性A.①②B.②③C.③④D.①④3.某DNA分子復(fù)制三次后，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA中脫氧核苷酸鏈的條數(shù)是（B）A.1條B.2條C.4條D.8條4.一個(gè)被放射性元素32P標(biāo)記的雙鏈DNA噬菌體侵染細(xì)菌，若此細(xì)菌破裂后釋放出n個(gè)噬菌體，則其中具有放射性元素32P的噬菌體占總數(shù)的（C）A.1/nB.1/2nC.2/nD.1/2將一個(gè)DNA分子用14N進(jìn)行標(biāo)記，在普通培養(yǎng)基上讓其連續(xù)復(fù)制3次，在最后得到的DNA分子中，被標(biāo)記的DNA的脫氧核苷酸鏈占DNA總的脫氧核苷酸鏈的比例是（D）A.1/32B.1/16C.1/8D.1/4某DNA分子片斷含有100個(gè)堿基對，其中A為60個(gè)，該片段連續(xù)復(fù)制三次所需C的數(shù)量為（B）A.180個(gè)B.280個(gè)C.320個(gè)D.360個(gè)7.某DNA分子含有腺嘌呤200個(gè)，該DNA復(fù)制數(shù)次后，消耗了周圍環(huán)境中3000個(gè)含腺嘌呤的脫氧核苷酸，則該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了多少次？（B）A.3次B.4次C.5次D.6次8.1個(gè)DNA復(fù)制成2個(gè)DNA，這兩個(gè)攜帶完全相同遺傳信息的DNA分子彼此分離發(fā)生在（D）A.細(xì)胞分裂間期B.減數(shù)第一次分裂后期C.減數(shù)第一次分裂后期和有絲分裂后期D.減數(shù)第二次分裂后期和有絲分裂后期9.含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞移至含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細(xì)胞。然后將G0代細(xì)胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G1、G2代細(xì)胞。再從G0、G1、G2代細(xì)胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如圖。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，請回答：G0、G1、G2三代DNA離心后得試管分別是圖中的G0_A_,G1_B__,G2_D__。⑵G2代在①、②、③三條帶中DNA數(shù)的比例是___0:1:1____。⑶圖中①、②兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶①__31P_____，條帶②___32P/31P________⑷上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是__半保留復(fù)制____。DNA的自我復(fù)制能使生物的_遺傳_的_信息保持相對穩(wěn)定。能力提升1．雙鏈DNA分子的一個(gè)片段中，含有腺嘌呤200個(gè)，占堿基總數(shù)的20％，那么這個(gè)片段中含胞嘧啶（D）A．150個(gè)B．200個(gè)C．400個(gè)D．300個(gè)2．把培養(yǎng)在含輕氮（14N）環(huán)境中的細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮（15N）環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一次，然后放回原來的環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于連續(xù)復(fù)制兩次后，細(xì)菌DNA組成分析表明（B）A．輕氮型，重氮型B．中間型，輕氮型C．中間型，重氮型D．輕氮型，輕氮型3．具有100個(gè)堿基對的1個(gè)DNA分子區(qū)段，內(nèi)含40個(gè)胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)（D）A．60個(gè)B．80個(gè)C．20個(gè)D．180個(gè)4．雙鏈DNA分子某片段包含m個(gè)堿基，其中胞嘧啶n個(gè)，該片段復(fù)制兩次，需要消耗游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為（B）A．B．C．m－2nD．2(m－2n)5．用15N同位素標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖4代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時(shí)含14N和15N，c只含14N。下圖中這三種DNA分子的比例正確的是（D）ABCD6．DNA分子的一條鏈中（C+T）/（G+A）＝1.25，那么其互補(bǔ)鏈中其比例應(yīng)是（B）A．0.4B．0.8C．1.25D．2.57．一雙鏈DNA分子，在復(fù)制解旋時(shí)，一條鏈上的G變成C，則DNA經(jīng)n次復(fù)制后，發(fā)生差錯(cuò)的DNA占（A）A．１／２B．１／２n－ＩC．１／２nD．１／２n+Ｉ8．假定某大腸桿菌含14N的DNA分子的相對質(zhì)量為a，若將其長期培養(yǎng)在含15N的培養(yǎng)基中，便得到含15N的DNA分子，假定其DNA的相對分子質(zhì)量為b?，F(xiàn)將含15N的DNA分子的大腸桿菌再培養(yǎng)在含14N的培養(yǎng)中，那么，子二代DNA分子的相對質(zhì)量平均為（B）A．(a+b)/2B．(3a+b)/4C．(2a+3b)/2D．(a+3b)/49．有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有一個(gè)腺嘌呤，則它的其它組成應(yīng)為（C）A．3個(gè)磷酸、3個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胸腺嘧啶B．2個(gè)磷酸、2個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胞嘧啶C．2個(gè)磷酸、2個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胸腺嘧啶D．2個(gè)磷酸、2個(gè)脫氧核糖和1個(gè)尿嘧啶10.根據(jù)DNA分子復(fù)制的過程回答下列問題：（1）DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)能夠?yàn)閺?fù)制提供精確的模板；它的堿基互補(bǔ)配對保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行。（2）DNA的復(fù)制一般發(fā)生在細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂間期和有絲分裂間期時(shí)期。（3）DNA復(fù)制所需的原料是4種脫氧核苷酸，他們能嚴(yán)格而準(zhǔn)確的“對號入座”是因?yàn)樗鼈冎g遵循堿基互補(bǔ)配對原則。。（4）形成