1、1知識：理解和掌握DNA分子的復(fù)制過程及意義。2情感態(tài)度與價(jià)值觀：初步形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)。3能力：領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，發(fā)展科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。4重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1)DNA分子復(fù)制的條件、過程和特點(diǎn)。(2)DNA分子復(fù)制的過程。(一)問題探討提示：兩個(gè)會(huì)徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材；應(yīng)先制造模型，并按模型制作會(huì)徽；應(yīng)使用電子控制的刻床；刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。(以上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)推測回答，事實(shí)是原料確實(shí)選自一塊石材，但由于時(shí)間緊迫，兩個(gè)會(huì)徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的)。驗(yàn)證的最簡單的方法是：將兩個(gè)印章的圖形蓋在白紙上進(jìn)行比較(學(xué)生也可能提出更科學(xué)、更現(xiàn)代

2、化的方法)。(二)旁欄思考題提示：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。一、對DNA分子復(fù)制方式的推測假說：_復(fù)制方式。1提出者：_。2內(nèi)容(1)解旋。DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的_解開，互補(bǔ)的堿基之間的_斷裂；(2)復(fù)制。以_作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)_原則，通過形成_，結(jié)合到作為模板的單鏈上。(3)特點(diǎn)：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的_。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1實(shí)驗(yàn)假設(shè)：如果DNA是半保留復(fù)制，那么離心后應(yīng)該出現(xiàn)_條DNA帶。2實(shí)驗(yàn)原理：科學(xué)家以含有15N標(biāo)記的N

3、H4Cl培養(yǎng)液來培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖幾代，再將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到_的普通培養(yǎng)液中。然后，在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取_，再將提取的DNA進(jìn)行_，記錄離心后試管中DNA的_。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是：(1)一條帶是其密度最大，最靠近試管底部，可用_表示。(2)一條帶是其密度居中，位置也居中，可用_表示。(3)一條帶是其密度最小，離試管底部最遠(yuǎn)，可用_表示。三、DNA分子的復(fù)制1概念：以_為模板合成_的過程。2時(shí)間：細(xì)胞有絲分裂_和減數(shù)第一次分裂前的_。3過程(1)解旋：DNA分子利用細(xì)胞提供的能量在_的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。(2)合成子鏈：以解開的每一段_為模板，以游離的四種_為原料，按照_原

4、則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。(3)形成子代DNA：每一條子鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成_，從而形成_與親代DNA分子完全相同的子代DNA分子。4特點(diǎn)(1)邊_邊_；(2)_。5條件：模板、原料、_、_。6準(zhǔn)確復(fù)制的原因(1)DNA分子獨(dú)特的_提供了精確的模板；(2)通過_保證了復(fù)制準(zhǔn)確無誤。7意義：使_從親代傳給子代，從而保持了_的連續(xù)性。答案：一、半保留1沃森和克里克2(1)雙螺旋氫鍵(2)解開的兩條單鏈堿基互補(bǔ)配對氫鍵(3)一條鏈二、1.三214NDNA離心位置3(1)15N/15N(2)15N/14N(3)14N/14N三、1親代DNA子代DNA2間期間期3(1)解旋

5、酶(2)母鏈脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(3)雙螺旋結(jié)構(gòu)兩個(gè)4(1)解旋復(fù)制(2)半保留復(fù)制5能量酶6(1)雙螺旋結(jié)構(gòu)(2)堿基互補(bǔ)配對7遺傳信息遺傳信息1.DNA分子的半保留復(fù)制(1)復(fù)制過程DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)的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DNA單鏈上。(2)復(fù)制方式半保留復(fù)制新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此這種復(fù)制方式被稱做半保留復(fù)制。2半保留復(fù)制的證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤技術(shù)。(2)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。(3)實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心

6、后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。重帶(密度最大，最靠近試管底部)：15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA(15N/15N)。雜交帶(密度居中，位置也居中，也稱中帶)：一條鏈為15N標(biāo)記，另一條鏈為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(15N/14N)。輕帶(密度最小，離試管底部最遠(yuǎn))：兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。(4)實(shí)驗(yàn)過程：大腸桿菌在含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液中繁殖幾代；將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)到14N標(biāo)記的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)；在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA；將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。1把培養(yǎng)在含輕氮(14N

7、)環(huán)境中的一細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中，培養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一輪的時(shí)間，然后取一細(xì)菌放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制兩輪的時(shí)間后，細(xì)菌DNA組成分析表明()A3/4輕氮型、1/4中間型B1/4輕氮型、3/4中間型C1/2輕氮型、1/2中間型D3/4重氮型、1/4中間型解析輕氮(14N)環(huán)境中一細(xì)菌轉(zhuǎn)移到重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一輪的時(shí)間后，DNA分子全為15N/14N，再返回輕氮(14N)環(huán)境中培養(yǎng)復(fù)制兩次，產(chǎn)生4個(gè)DNA分子，3/4輕氮型、1/4中間型。答案A用15N標(biāo)記細(xì)菌中的DNA，然后又用普通的14N來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N來合成DNA，假設(shè)細(xì)菌在含14N的營養(yǎng)基上連

8、續(xù)分裂2次，產(chǎn)生了4個(gè)新個(gè)體，它們DNA中的14N鏈與15N鏈的比例是()A3 1B2 1C1 1 D7 1答案A解析用15N標(biāo)記的DNA分子在含14N的環(huán)境中復(fù)制合成的4個(gè)DNA分子中，有2個(gè)DNA分子各有一條脫氧核苷酸單鏈含15N。故另一條單鏈為14N，另2個(gè)DNA分子兩條鏈均為14N，故14N鏈15N鏈為(222) 23 1。1.DNA復(fù)制的概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。2時(shí)期：有絲分裂間期，減數(shù)第一次分裂的間期，隨染色體的復(fù)制而完成。3場所：細(xì)胞核。說明：DNA復(fù)制的主要場所是細(xì)胞核，其他如真核細(xì)胞的線粒體、葉綠體及原核細(xì)胞的擬核區(qū)等也含DNA，也能進(jìn)行DNA的復(fù)制。4

9、過程：(如圖所示)(1)解旋：在解旋酶作用下，AT，GC之間的氫鍵斷開。(2)合成子鏈：以DNA兩條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則合成互補(bǔ)的子鏈。(3)合成子代DNA：新合成的子鏈與對應(yīng)的母鏈形成雙螺旋。5條件(1)模板：親代DNA的兩條鏈：(2)原料：四種脫氧核苷酸；(3)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。(4)能量：ATP。6特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制：半保留復(fù)制。7結(jié)果：一個(gè)DNA分子變成兩個(gè)完成相同的DNA分子。(1242n)提示：DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因：(1)DNA分子具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；(2)進(jìn)行嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。8意義：將遺傳信息從親代傳

10、遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。2實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬DNA復(fù)制所需的一組條件是()有關(guān)酶能量DNA模板RNA引物脫氧核苷酸適宜的溫度和酸堿度適宜的光照A BC D解析DNA復(fù)制時(shí)，要有DNA作模板，以含有A、T、G、C四種堿基的脫氧核苷酸作原料，以ATP為能源，加上DNA聚合酶和Mg2。1973年，岡崎發(fā)現(xiàn)還需要加一些引物RNA。具備了這些條件，并在適宜的溫度和酸堿度的環(huán)境條件下，才能完成DNA的復(fù)制。答案A(探究創(chuàng)新題)科學(xué)家在研究DNA分子復(fù)制方式時(shí)進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)(已知培養(yǎng)用的細(xì)菌大約每20 min分裂一次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見相關(guān)圖示)：(1)為了證明DNA復(fù)制的特點(diǎn)為半保留復(fù)制，請?jiān)O(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)

11、三(用圖示和有關(guān)文字補(bǔ)充在上圖中)，并畫出結(jié)果C。(2)該過程中，實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二起_作用。若用15N標(biāo)記的DNA作為模板，用含14N標(biāo)記的培養(yǎng)基培養(yǎng)，在坐標(biāo)圖中畫出連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌60 min過程中，15N標(biāo)記DNA分子含量變化的曲線圖。答案(1)(2)對照曲線如圖：解析DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，用15N標(biāo)記的DNA為模板，用14N標(biāo)記的培養(yǎng)基培養(yǎng)，可以得到不同密度的DNA分子。分析：一個(gè)DNA分子無論復(fù)制多少代，DNA原有的兩條鏈不變，一直作為模板，分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中。已知某全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子作為親代(0代)，轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代，其結(jié)果分析如下表：世

12、代DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)DNA中脫氧核苷酸鏈的特點(diǎn)分子總數(shù)細(xì)胞中的DNA分子在離心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比鏈的總數(shù)含14N、15N的鏈所占的比例含15N含14N15N只含14N含15N含14N01全部在下部10021012全部在中部01041/21/2241/2中部，1/2上部01/21/281/43/4381/4中部，3/4上部01/43/4161/87/8n2n1/2n1中部，112n1上部01/2n111/2n12n11/2n11/2n強(qiáng)調(diào)：開始被15N標(biāo)記的DNA分子作為0代還是第1代決定了世代數(shù)與子代所占比例的計(jì)算。某校的一個(gè)生物活動(dòng)小組要進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，對生物學(xué)史上

13、的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，也是研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。這個(gè)小組借助某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對有關(guān)DNA復(fù)制的方式進(jìn)行探索，有人認(rèn)為DNA是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為DNA是半保留復(fù)制。為了證明這兩種假設(shè)，這個(gè)小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)程序，請完成實(shí)驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14NDNA；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15NDNA。用某種離心方法分離得到的結(jié)果所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。第二步：將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代()，請分析：如果DNA出現(xiàn)_，則是全保留復(fù)制；如果DNA出現(xiàn)_，則

14、是半保留復(fù)制；第三步：為了進(jìn)一步驗(yàn)證第二步的檢測結(jié)果，將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代()，請分析：如果DNA出現(xiàn)_，則是全保留復(fù)制；如果DNA出現(xiàn)_，則是半保留復(fù)制；解析親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代()后，若為全保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中1個(gè)DNA是14NDNA、另外1個(gè)DNA是15NDNA，故一半在輕帶位置，一半在重帶位置；若為半保留復(fù)制的話，2個(gè)DNA分子中都是一條鏈含14N、另一條鏈含15N，故全部位于中帶位置。親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代()后，若為全保留復(fù)制的話，4個(gè)DNA分子中1個(gè)DNA

15、是15NDNA、另外3個(gè)DNA是14NDNA，故3/4在輕帶位置，1/4在重帶位置；若為半保復(fù)制的話，其中2個(gè)DNA分子中都是一條鏈含14N、另一條鏈含15N，另外2個(gè)DNA分子全是14NDNA，故一半在中帶位置，一半在輕帶位置。答案一半在輕帶位置，一半在重帶位置全部位于中帶位置3/4在輕帶位置，1/4在重帶位置一半在中帶位置，一半在輕帶位置一、選擇題1在基因工程中，把選出的目的基因(共1 000個(gè)脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個(gè))放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增4代，那么，在擴(kuò)增儀中放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)至少應(yīng)是()A640 B8 100C600 D8 640答案B2下列有關(guān)核酸的敘述正

16、確的是()A核酸的分類是依據(jù)所含的含氮堿基是T還是UB核酸上任一個(gè)脫氧核苷酸種類的改變，都將導(dǎo)致遺傳信息的改變C每個(gè)核酸分子是由幾百個(gè)到幾千個(gè)核苷酸互相連接而成的一條長鏈D成年男子小腸上皮細(xì)胞中核酸分子包含本人全部的遺傳信息答案D解析成年男子小腸上皮細(xì)胞為體細(xì)胞，體細(xì)胞中核酸分子含本人全部的遺傳信息。3某DNA分子中，GC之和占全部堿基的35.8%，一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的()A32.9%和17.1% B31.3%和18.7%C18.7%和31.3% D17.2%和32.9%答案B4以DNA的一條鏈“ATC”為模板，復(fù)制后的子鏈?zhǔn)?)AGAT BUAGCTAG DTUG答案C解析按照堿基互補(bǔ)配對原則應(yīng)為C項(xiàng)。