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高二生物學案必修二 編號：11 2019-2020年高一生物《dna的復制》教學設(shè)計 教學目標：1.概述DNA分子的復制。 2.探討DNA復制的生物學意義。 教學重難點：1.教學重點DNA分子復制的條件、過程和特點。 2.教學難點DNA分子復制的過程。 溫故知新：下圖所示DNA分子平面結(jié)構(gòu)圖，仔細閱圖回答下列各問： （1）寫出圖中各編號的中文名稱： ①________； ②________；③________； ④________；⑤________； ⑥________；⑦________； ⑧________；⑨________ （2）圖中共有脫氧核苷酸________個，堿基________對。 （3）如果將細胞培養(yǎng)在含15N的同位素培養(yǎng)基上，則能在此圖的________成分（填寫編號）上可以測到15N。 （4）如果將細胞培養(yǎng)在含32P的同位素培養(yǎng)基上，則能在此圖的________成分上可以測到32P 自主學習與要點講解： 一、對DNA分子復制的推測 沃森、克里克提出遺傳物質(zhì)自我復制的假說：復制方式為_ 半保留復制_ 二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)（選學） 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，科學家以____為實驗材料，運用____，設(shè)計了實驗。 2.實驗過程 同位素：__、___，標記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 子一代 子二代 方法： 分析：①離心處理后，為什么子一代DNA只有雜合鏈帶？ ②子二代DNA出現(xiàn)了輕鏈帶和雜合鏈帶，說明了什么？ 結(jié)論：上述實驗證明，在新合成的每個DNA分子中，都保留了____ 這種復制方式是：_____ 三、DNA分子復制的過程 1.什么是DNA的復制（DNA復制的概念）？ 2.特點： 時間： ____________________________ 模板：___________________ 條件： 原料：_________________ 能量：__________________ 酶： ___________________ 場所：_____________ 過程：___________ 結(jié)果：___________________________________ 意義：________________________________________________________。 課堂檢測：1.下列關(guān)于DNA復制的敘述，正確的是（ ） 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.復制后，每個新DNA分子中含有一條母鏈和一條子鏈 2. DNA分子能自我復制的根本原因（分子基礎(chǔ)）是（ ） ①DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu) ②連接兩條鏈的堿基有互補配對能力 ③磷酸和脫氧核糖交互排列 ④DNA有特異性和多樣性 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 3.某DNA分子復制三次后，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（ ） A.1條 B.2條 C.4條 D.8條 4.一個被放射性元素32P標記的雙鏈DNA噬菌體侵染細菌，若此細菌破裂后釋放出n個噬菌體，則其中具有放射性元素32P的噬菌體占總數(shù)的（ ） A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2 5.將一個DNA分子用14N進行標記，在普通培養(yǎng)基上讓其連續(xù)復制3次，在最后得到的DNA分子中，被標記的DNA的脫氧核苷酸鏈占DNA總的脫氧核苷酸鏈的比例是（ ） A.1/32 B.1/16 C.1/8 D.1/4 6.某DNA分子片斷含有100個堿基對，其中A為60個，該片段連續(xù)復制三次所需C的數(shù)量為（ ） A.180個 B.280個 C.320個 D.360個 7.某DNA分子含有腺嘌呤200個，該DNA復制數(shù)次后，消耗了周圍環(huán)境中3000個含腺嘌呤的脫氧核苷酸，則該DNA分子已經(jīng)復制了多少次？（ ） A.3次 B.4次 C.5次 D.6次 8.1個DNA復制成2個DNA，這兩個攜帶完全相同遺傳信息的DNA分子彼此分離發(fā)生在（ ） A.細胞分裂間期 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)將某哺乳動物的細胞移至含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細胞。然后將G0代細胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細胞分裂后，分別得到G1、G2代細胞。再從G0、G1、G2代細胞中提取出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： ①②③ A B C D G0、G1、G2三代DNA離心后得試管分別是 圖中的G0__, G1___, G2___。 ⑵G2代在①、②、③三條帶中DNA數(shù)的比 例是_______。 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_______，條帶② ___________ ⑷上述實驗結(jié)果證明DNA的復制方式是______。DNA的自我復制能使生物的__的_保持相對穩(wěn)定。 拓展延伸：1．雙鏈DNA分子的一個片段中，含有腺嘌呤200個，占堿基總數(shù)的20％，那么這個片段中含胞嘧啶（ ） A．150個 B．200個 C．400個 D．300個 2．把培養(yǎng)在含輕氮（14N）環(huán)境中的細菌，轉(zhuǎn)移到含重氮（15N）環(huán)境中培養(yǎng)相當于復制一次，然后放回原來的環(huán)境中培養(yǎng)相當于連續(xù)復制兩次后，細菌DNA組成分析表明（ ） A．輕氮型，重氮型 B．輕氮型，中間型 C．中間型，重氮型 D．輕氮型，輕氮型 3．具有100個堿基對的1個DNA分子區(qū)段，內(nèi)含40個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)（ ） A．60個 B．80個 C．20個 D．180個 4．雙鏈DNA分子某片段包含m個堿基，其中胞嘧啶n個，該片段復制兩次，需要消耗游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為 （ ） A． B． C．m－2n D．2(m－2n) 5．用15N同位素標記細菌的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同時含14N和 15N，c只含14N。下圖中這三種DNA分子的比例正確的是 （ ） A B C D 6．一個被放射性元素標記的雙鏈DNA噬菌體侵染細菌，若此細菌破裂后釋放出n個噬菌體，則其中具有放射性元素的噬菌體占總數(shù)的（ ） A．1/n B．1/2n C．2/n D．1/2 7．DNA分子的一條鏈中（C+T）/（G+A）＝1.25，那么其互補鏈中其比例應(yīng)是（ ） A．0.4 B．0.8 C．1.25 D．2.5 8．一雙鏈DNA分子，在復制解旋時，一條鏈上的G變成C，則DNA經(jīng)n次復制后，發(fā)生差錯的DNA占 （ ） A．１／２ B．１／２n－Ｉ C．１／２n D．１／２n+Ｉ 9．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 （ ） A．(a+b)/2 B．(3a+b)/4 C．(2a+3b)/2 D．(a+3b)/4 10．生物體內(nèi)DNA復制發(fā)生在 （ ） A．有絲分裂和減數(shù)分裂的間期 B．有絲分裂的前期和減數(shù)分裂第一次分裂中期 C．減數(shù)分裂第二次分裂前期 D．有絲分裂中期和減數(shù)分裂第二次分裂中期 11．有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有一個腺嘌呤，則它的其它組成應(yīng)為 （ ） A．3個磷酸、3個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶 B．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胞嘧啶 C．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶 D．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個尿嘧啶 12.根據(jù)DNA分子復制的過程回答下列問題： （1）DNA分子的 能夠為復制提供精確的模板；它的 保證了復制能夠準確無誤地進行。 （2）DNA的復制一般發(fā)生在細胞的 和 時期。 （3）DNA復制所需的原料是 ，他們能嚴格而準確的“對號入座”是因為 。 （4）形成的子代DNA分子含有一條 和一條 ，因此，DNA分子的復制方式被稱為 。（5）子代DNA分子和親代DNA分子的堿基對排列順序是 的；而子代DNA的母鏈與新鏈之間的堿基排列順序是 的。 （6）如果一個DNA分子連續(xù)復制三次，則形成的新DNA分子中，有 條新合成的多核苷酸鏈。 13.將大腸桿菌置于含15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。這樣，后代大腸桿菌細胞中的DNA均被15N標記。然后將被15N標記的大腸桿菌作為親代轉(zhuǎn)到普通培養(yǎng)基中，繁殖兩代。親代、第一代、第二代大腸桿菌DNA的狀況如圖所示。 （1）第一代大腸桿菌DNA貯存的遺傳信息與親代大腸桿菌DNA貯存的遺傳信息完全相同的原因是 。 （2）如果將第二代大腸桿菌的DNA分子總量作為整體1，其中帶有15N的第二代大腸桿菌DNA分子約占總量的 ％。 （3）如果將第二代大腸桿菌的DNA含量作為整體1，其中含15N標記的第二代大腸桿菌的DNA含量（脫氧核苷酸單鏈）約占總量的 ％ 第3節(jié)DNA的復制答案 溫故知新：（1）①磷酸基　 ②脫氧核糖　 ③胞嘧啶　 ④胞嘧啶脫氧核糖核苷酸　 ⑤腺嘌呤（A）⑥鳥嘌呤（G）⑦胞嘧啶（C）⑧胸腺嘧啶（T）⑨氫鍵（2）8??； 4（3）③～⑧中均可（4）① 自主學習與要點講解：一、半保留復制；二、1.大腸桿菌；同位素示蹤技術(shù)；2. 14N； 15N ； 培養(yǎng)基類型 結(jié)果 在試管中位置 親代 15N 15N/15N 重帶 子一代 14N 15N/14N 中帶 子二代 14N 15N/14N，14N/14N 輕帶、中帶 一條母鏈；半保留復制 三、1.以親代DNA為模板合成子代DNA的過程2. 時間：有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期; 模板： DNA的每一條鏈;原料：游離的四種脫氧核苷酸;能量： ATP;酶：解旋酶、聚合酶等；場所：細胞核（主要）、線粒體、葉綠體；過程：邊解旋邊復制；結(jié)果：一個DNA形成了兩個完全相同的DNA分子；四、意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性 課堂檢測 1-5 D A B C C 6-8 B B D 9、⑴A；B；D⑵0：2：2⑶32P /31P31 P/ 31P⑷ 半保留復制;遺傳信息 拓展延伸： DBDBD CBABAC （一）問題探討 提示：兩個會徽所用的原料應(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。（以上可由學生根據(jù)自己的經(jīng)驗推測回答，事實是原料確實選自一塊石材，但由于時間緊迫，兩個會徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的）。驗證的最簡單的方法是：將兩個印章的圖形蓋在白紙上進行比較（學生也可能提出更科學、更現(xiàn)代化的方法）。 （二）旁欄思考題 提示：本實驗是根據(jù)半保留復制原理和DNA密度的變化來設(shè)計的。在本實驗中根據(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。 （三）練習 基礎(chǔ)題 1.腺嘌呤脫氧核苷酸，鳥嘌呤脫氧核苷酸，胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。 2.模板、原料、能量、酶，雙螺旋，堿基互補配對。 3.D。 4.B。 拓展題 提示：可能有6個堿基會發(fā)生錯誤。產(chǎn)生的影響可能很大，也可能沒有影響（這一問可由學生做開放式回答）。