高中生物浙科版高一必修二学案:第三章_第三节_遗传信息的传递_word版有答案
浙江高中生物必修二学案第三章第三节遗传信息的传递
1.DNA的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
一个DNA分子复制一次形成两个完全相同的DNA分子。
2.DNA的复制特点是边解旋边复制和半保留复制。
半保留复制是指每个新合成的子代DNA分子中都保留原来DNA分子的一条链。
3.DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸做原料以及酶和能量。
4.DNA能精准复制是因为它独特的双螺旋结构提供了精确的模板和准确的碱基互补配对能力。
5.DNA分子的复制可以将遗传信息从亲代传给子代,保证了遗传信息的连续性。
对应学生用书P521.DNA复制的概念、时间、场所2.DNA(1)模板:亲代DNA分子的两条脱氧核苷酸链分别做模板。
(2)原料:4种脱氧核苷酸。
(3)酶:DNA聚合酶等。
(4)能量:ATP供能。
3.DNA复制的过程亲代DNA解旋,以亲代DNA分子的两条链为模板,以脱氧核苷酸为单位,通过碱基互补配对原则合成子链,子链与相应的母链盘绕成子代DNA分子。
4.DNA复制的特点(1)过程:边解旋边复制边螺旋(不是两条母链完全解开后才合成新的子链)。
(2)方式:半保留复制(新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链)。
5.准确复制的原因和意义[判断](1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。
(√)(2)通过碱基互补配对原则,保证了复制的准确进行。
(√)(3)通过DNA复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信息的连续性。
(√)6.复制的意义保持了遗传信息的连续性(使遗传信息从亲代传给了子代)。
7.复制的保障DNA分子之所以能自我复制,取决于DNA的双螺旋结构,它为复制提供了模板;同时,由于碱基具有互补配对的特性,因此能确保复制的准确性。
在复制过程中,脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性,但也可能发生差错,这种稳定性和可变性的统一,是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。
[巧学妙记]DNA分子复制记忆口诀:一所、两期、三步、四条件1.真核生物DNA复制的场所只有细胞核吗?原核生物DNA复制的场所是什么?提示:不是,还有线粒体、叶绿体。
2019-2020学年浙科版生物必修二新素养同步学案:第三章第三节遗传信息的传递Word版含答案
第三节遗传信息的传达1.概括 DNA 分子的复制。
2.经过“活动:研究DNA 的复制过程”,感悟科学实验中包含的理性精神与求真意识、批评精神与创新意识,逐渐意会科学的实质特色。
[ 学生用书 P47]一、 DNA 复制的观点产生两个跟亲代DNA 完整相同的新DNA 分子的过程。
二、 DNA 复制的过程1.形成“模板链”:在有关酶的作用下,两条链的配对碱基之间的氢键断开,碱基暴露出来,形成了两条模板链。
2.合成子链:每一条母链依照碱基互补配对的原则,吸引含有互补碱基的核苷酸,最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键,产生一条新链(子链 )。
3.形成新的 DNA 分子:一条“模板链” (母链 )与一条新链 (子链 )形成一个新的 DNA 分子,即一个双螺旋 DNA 分子变为了两个双螺旋分子,而且新形成的 DNA 分子与亲代 DNA分子相同。
三、 DNA 复制的特色DNA复制的特色是半保存复制,即新合成的双链DNA分子中,一条链是来自亲代的DNA ,另一条链则是新合成的。
四、 DNA 复制的意义DNA复制是遗传物质从亲代向子代传达的基础。
生殖细胞形成过程中进行DNA 的复制,使亲代的遗传信息传达给了子代,进而保持了前后辈遗传信息的连续性。
达成 DNA 复制的基本条件是什么?提示:模板、原料、能量和酶等。
以 DNA 的一条链“— A— T— C—”为模板,经复制后的子链是什么?提示: DNA复制合成子链时,每一条母链依照互补配对的原则,吸引含有互补碱基的核苷酸,最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键,产生一条新链(子链 )。
所以依据碱基互补配对原则,在 DNA分子中 A 与 T 配对,C 与 G 配对,模板链为“— A — T— C—”,经复制后的子链为“—T—A—G—” 。
DNA 复制的研究 [ 学生用书P48]1.研究方法:同位素示踪法。
2.研究过程3.结果不一样脱氧核DNA 分不一样 DNA 分子占所有 DNA 分子之比苷酸链占全部链之比世代子离心后在只含15N含14N、只含14N管中的地点含含的DNA分15N 的 DNA的 DNA15N14N子分子分子的链的链亲代全在下部10010第二代全在中部0101/21/2第三代1/2 中部,1/2 上部01/21/21/43/44.结论(1)新合成的子代双链DNA 分子中,一条链是来自亲代的DNA ,另一条链则是新合成的。
高中生物 第三章 第三节 遗传信息的传递学案(含解析)浙科版必修2
遗传信息的传递
思考:每个人的体细胞中都含有46条染色体,而且都是一个受精卵有丝分裂产生的,为什么每个人的体细胞中都含有46条染色体,而且完全相同呢?
提示:原因是有丝分裂间期DNA复制,复制产生的子代DNA与亲代DNA完全相同,然后通过有丝分裂精确地平均分配到两个子细胞中。
DNA的复制
1.概念:是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.时间:DNA分子的复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期,随着染色体的复制来完成的。
3.场所:主要在细胞核,细胞质中亦有。
4.过程:①解旋→②合成子链→③形成子代DNA。
5.特点
(1)DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
(2)由于新合成的DNA分子中,都保留了原DNA的一条链,因此,这种复制叫半保留复制。
6.条件:DNA分子复制需要的模板是两条已解开的DNA单链;原料是游离的四种脱氧核苷酸;能量是ATP;还需要DNA聚合酶、解旋酶等。
7.准确复制的原因
(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。
(2)通过碱基互补配对,保证了复制准确无误。
8.功能:DNA分子通过复制,使亲代的遗传信息传递给子代,从而保证了遗传信息的连续性,故有传递信息的功能。
思考:孩子既像父亲,又像母亲,知道是什么原因吗?
提示:父母的原始生殖细胞在进行减数分裂之前细胞内的DNA都要经过复制,然后经过减数分裂形成精子和卵细胞,精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵通过有丝分裂产生子代。
所以子代细胞中含有父母的DNA,所以表现的性状和父母相似。
高中生物浙科版必修二第三章_第三节_遗传信息的传递
复制n次后,含14N的DNA分子有几个?占多少?
2、1/2n-1
2.用32P标记某一个噬菌体的DNA分子,然后去侵染不被 标记的大肠杆菌,释放出64个子代噬菌体,问:该噬菌 体DNA复制的次数以及子代噬菌体中被标记的噬菌体 B 占总数的比例 ( ) A. 6次, 1/64 B. 6次, 1/32 C. 8次, 1/64 D. 8次, 1/32
场所 过程 特点 模板 原料 能量 酶 产物 意义
1、实战演练:带有14N标记的DNA分子(第0代), 以15N标记的脱氧核苷酸为原料连续复制到 第3代,则第3代分子中, 含14N DNA分子有几个?占多少? 2、1/4 含15N的DNA分子有几个?占多少? 8、100% 含14N的脱氧核苷酸链有几条?占多少?2、1/8 含15N的脱氧核苷酸链有几条?占多少?14、7/8 既含14N又含15N的DNA分子有几个?占多少?
第三节 遗传信息的传递
一、DNA复制方式
(一)DNA复制方式的模型假说
(1)半保留复制:形成的两 个DNA分子各有一条链来自 亲代,另一条链是新形成的
(沃森和克里克的假说)
半保留复制
(2)全保留复制:形成的两 个DNA分子,一个是亲代的, 另一个是新形成的 全保留复制 (3)弥散复制(分散复制): 形成的两个DNA分子每条链 中既有母链片段又有新形成 的片段 弥散复制
复制的基本条件:
模板:两条链均可作为模板
原料:四种脱氧核苷酸 能量: 酶: 解旋酶、聚合酶等
复制的过程
①模板链的形成(解旋) 利用细胞提供的能量,在解旋酶的 作用下,把两条螺旋的双链解开。 ②合成子链 以解开的每段链为模板,以细胞 中游离的脱氧核苷酸为原料,细胞 提供能量及DNA聚合酶的作用下, 按照碱基互补配对原则,合成与 母链互补的子链。 精确的模板和碱基互补配对原则 是准确复制的保证 ③新DNA的形成 重新生成两个双螺旋结构的DNA分子。
2024-2025学年高中生物第三章遗传的分子基础第三节遗传信息的传递教案1浙科版必修2
a.学生分小组讨论,总结遗传信息传递的过程。
b.各小组汇报讨论成果,教师点评并总结。
5.课堂小结:
a.归纳本节课的主要内容。
b.强调遗传信息传递在生物学中的重要性。
6.课后作业:
a.完成课本相关习题。
b.撰写遗传信息传递小论文,加深理解。
教学评价:
1.课堂参与度:观察学生在课堂上的发言、讨论情况。
3.科学思维:培养学生运用逻辑推理、批判性思维等方法,分析遗传信息的传递过程及其影响因素,提高科学思维能力。
4.社会责任:使学生认识到遗传信息传递在生物技术、疾病防治等领域的重要性,激发其关注科学进展,培养社会责任感。
5.情境应用:创设生活情境,让学生在实际问题中运用所学知识,提高知识迁移和实际应用能力,培养创新精神。
-综合题:设计1道综合题,让学生运用所学知识分析遗传疾病的原因。
-实验题:设计1道实验题,要求学生设计实验验证DNA复制过程中的半保留复制。
2.作业反馈:
-及时批改作业,给出分数和评语。
-针对学生普遍存在的问题,进行集中讲解和辅导。
-对于个别学生的错误,给出详细的解答过程和改进建议。
-鼓励学生提问,耐心解答学生的疑问。
-讲解知识点:详细讲解DNA复制、转录、翻译的过程,强调半保留复制和基因突变的概念。
-组织课堂活动:设计小组讨论,让学生探讨基因突变对遗传信息的影响。
-解答疑问:针对学生的疑问,进行解答和指导。
学生活动:
-听讲并思考:学生认真听讲,对讲解的知识点进行深入思考。
-参与课堂活动:学生参与小组讨论,分享对基因突变的理解。
-应用:基因组测序、基因功能预测、蛋白质结构预测等。
作业布置与反馈
-选择题:针对本节课的知识点,设计10道选择题,涵盖DNA复制、转录、翻译、基因突变等内容。
高中生物第三章遗传的分子基础第三节遗传信息的传递教案1浙科版必修2
的 DNA 分子 白 板 画 出 复
呢?
制过程,并修
改
引导学生积
极思维
提示指导设
计实验验证
推测: 我们知
道,当假说通
过实践检验
并被证明是
正确之后,才
能上升为科 学理论。请同 思考和提示
学们设计实 下回答
验验证 DNA 构成子代 DNA
半保留复制 的假说 指导设计实 验需解决的 关键问题
的母链和子 链有区别 利用同位素 (具放射性)
学生阅读并 思考复制过 程究竟如何
学生分析、推 1956 年, 理,得出结 为 PCR 技术奠 美国生物化 论,即 DNA 可 定 了 知 识 基 学家康贝格 以进行复制, 础。 首次在试管 复制时必需
中人工合成 具备四个基 了 DNA,。 本条件——
思考:在 原料、模板、 DNA 复制过 能量、酶。 程中需要什 么条件?这 项成果有什 么应用前 景?
(回忆思考)
时间安排 5min
新课讲解
提出概念引
出课题: 总
结:DNA 复制
产生两个与 亲代完全相
思考
同的 DNA 分
子(强调遗传
信息相同)
渗透 DNA 复制 的意义
35min
思考问题 1: DNA 是如何复 制自己,产生 讨 论 并 尝 试 两 个 跟 亲 代 提出 DNA 复
DNA 完全相同 制假说,利用
教学目标 1.知识目标:概述 DNA 分子的复制时间、条件、过程、特点和意义。 2.能力目标:通过让学生参与“探究 DNA 的复制过程”的活动,使学生领悟假说——演绎这种科学 方法及其在科学中的应用,领悟科学探究与科学技术的关系。培养学生发现、分析和解决问题的抽 象思维能力,从探究过程中逐步锻炼学生的自主探索和推理能力。通过材料阅读,培养学生获取信 息,处理信息的能力。从观看 DNA 复制动画的过程中,培养学生的观察能力和归纳总结能力。 3.情感和价值观目标:通过体验科学发展过程中科学家的研究思路,感受科学探索的乐趣,激发学 生投身科研的热情。初步学会用辩证唯物主义的观点去探索未知知识。学习科学家的科学、严谨、 大胆假设和勇于实践的精神。
高中生物 第三章 遗传的分子基础 第三节 遗传信息的传递教案 浙科版浙科版高一生物教案
第三章遗传的分子基础第三节遗传信息的传递一、教材分析本节内容是浙科版高中生物必修2第三章第三节。
本节内容在联系DNA结构的基础上,进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。
内容包括①DNA半保留复制的实验资料分析;②DNA复制的过程;③DNA复制的特点与条件;④DNA复制的意义。
本节内容不仅以DNA的结构为基础,也与有丝分裂、减数分裂、生物的生殖有联系,是遗本节传规律的分子基础。
学好这一课时,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。
同时它又是学习基因突变和现代生物进化理论的知识基础。
二、学情分析三、教学目标1.知识目标①描述DNA复制的概念。
②简述DNA复制的过程,并分析、总结DNA复制过程的特点。
③说出DNA复制在遗传上的意义。
2.能力目标①尝试模拟DNA的复制过程,大胆想象、猜测,养成自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。
②分析半保留复制的验证试验,培养比较、推理、归纳能力。
3.情感目标通过“探究DNA的复制过程”的资料分析,感悟科学实验中蕴含的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识,逐步领悟科学的本质特征。
四、重点难点1.教学重点:DNA分子复制的条件、过程及特点。
2.教学难点:DNA复制过程,半保留实验的资料分析。
鉴于DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点,主要采用讨论、探究等教学方法展开教学。
结合实验材料组织学生积极主动参与探究过程,创造条件启发学生独立思考。
借助动态的图像,化抽象为直观,从而达到深入理解DNA半保留复制的目的。
五、课前准备①学生准备:白纸、两种颜色的笔等。
②教师准备:多媒体课件等。
六、教学过程教学活动设计意图设疑引入设问1:DNA作为遗传物质,能贮存大量的遗传信息。
同学们在学习有丝分裂与减数分裂时,已经了解在每次分裂时,首先要进行DNA复制,但大家有没有思考为什么要进行DNA的复制,复制的结果是什么?学生思考讨论:如果不复制,每个新的细胞就只能分到一半的亲本DNA,生物就无法正常发育和繁殖,物种无法延续。
《遗传信息的传递》教学设计
逆推出弥散复制
逆向思维的培养
用史而不受史的约束
三
探
究
提出头对头假说,并展示演绎结果。
和学生一起分析实验结果与半保留复制实验结果完全相同。
请同学们分析出这两种复制方式的根本区别在哪?
有什么方法可以将它们区分开?
如果能将DNA双链从中间(上下分或左右分都行)分开就好了。
三、教学目标
知识目标:
1.通过分析DNA复制探究实验,得出DNA复制的特点。
2.通过模拟DNA复制过程,掌握DNA复制过程。
能力目标:
1. 尝试通过模型制作,抽象思维分析,运用假说-演绎法,发散思维法,探究DNA复制的方式。
2. 尝试通过动手操作、小组合作,运用文字与活动的转换来模拟DNA复制过程,完成DNA复制过程的模型建构。
情感态度价值观:
1.通过观看“WhoAmI?”视频,对模型进行找茬,自己制作模型等,促进学生学会与他人和谐相处,促进社会和谐、世界和平。
2.重温经典实验,体验科学家认识DNA复制的探索过程,感悟科学探究的魅力。
3.通过DNA复制过程的模型找茬、构建与分析,认同生物结构与功能相统一的生物学观点,并形成求真务实的科学态度。
DNA复制概念里讲的完全相同指的是什么?
惊叹自己可能来自多种地方,并反思自己的曾经的区域歧视。
思考并回答
核苷酸序列相同
提高学生的社会责任核心素养,并激起探究遗传信息传递的欲望
二、
探
究DNA复
制
的
方
式
谁
与
成
双
?
假
说
为了保证亲子代DNA遗传信息相同,你认为DNA最可能采取什么模式复制,产生两个跟亲代完全相同的新DNA分子?
高中生物浙科版必修2 3.3 教学设计 《遗传信息的传递》(浙科版)
《遗传信息的传递》本教材主要是以生物的遗传与进化为主导,把孟德尔定律放在了第一章,众所周知,孟德尔定律是遗传学诞生和发展的基础。
然后,将染色体与遗传放在了第二章,体现了学习遗传逐步深入的一个过程。
本节课是第三章第三节主要内容,是在联系DNA 分子结构的基础上,进一步阐述DNA 分子通过复制传递遗传信息的功能,使学生对DNA 有更深入的理解和认识,同时为后面遗传信息的表达和生物的遗传变异理论奠定了基础。
【知识与能力目标】①描述DNA 复制的概念。
②简述DNA 复制的过程,并分析、总结DNA 复制过程的特点。
③说出DNA 复制在遗传上的意义。
【过程与方法目标】①尝试模拟DNA 的复制过程,大胆想象、猜测,养成自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。
②分析半保留复制的验证试验,培养比较、推理、归纳能力。
【情感态度价值观目标】通过“探究DNA 的复制过程”的资料分析,感悟科学实验中蕴含的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识,逐步领悟科学的本质特征。
【教学重点】DNA分子复制的条件、过程及特点。
【教学难点】DNA复制过程,半保留实验的资料分析。
多媒体课件【导入新课】通过温故知新法导入教师:DNA作为遗传物质,能贮存大量的遗传信息。
同学们在学习有丝分裂与减数分裂时,已经了解在每次分裂时,首先要进行DNA复制,但大家有没有思考为什么要进行DNA的复制,复制的结果是什么?学生思考讨论:如果不复制,每个新的细胞就只能分到一半的亲本DNA,生物就无法正常发育和繁殖,物种无法延续。
教师:DNA复制可以在哪些场所发生。
学生活动:思考,回答:细胞核。
教师活动:对,细胞核是DNA复制的主要场所,但对于不同类型的生物来说,还是有些差别的。
我们来具体看一下——在真核细胞中,DNA复制可以在细胞核、线粒体、叶绿体中进行;在原核细胞中,由于原核细胞它没有核膜,所以DNA复制在拟核和细胞质中进行;而对于病毒这种不具有细胞结构的生物来说,它的DNA复制只能在宿主细胞内进行,如前面我们学过的T2噬菌体,它的DNA复制就是在大肠杆菌中进行的。
高中生物第三章第三节遗传信息的传递学案浙科版必修2
第三节 遗传信息的传递一、探究DNA 的复制过程 1.材料:大肠杆菌。
2.方法:放射性同位素示踪法、离心技术。
3.结论:DNA 复制是以半保留方式进行的。
二、DNA 的复制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:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
3.DNA 复制的过程(1)解旋:在解旋酶作用下,DNA 分子两条链的配对碱基之间的氢键断裂,碱基暴露出来,形成两条“模板链”(母链)。
(2)合成子链:以每一条母链为模板,在DNA 聚合酶作用下,利用游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。
(3)形成子代DNA :延伸子链,母子链盘绕成双螺旋结构。
结果,一个DNA 分子形成两个完全相同的子代DNA 分子。
4.复制的条件模板:亲代DNA 解旋产生的两条母链。
原料:游离的四种脱氧核苷酸。
酶:DNA 解旋酶、DNA 聚合酶。
能量:ATP 。
5.复制的特点:半保留复制,即子代DNA 双链=一条母链+一条新子链。
6.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。
7.DNA 准确复制的原因(1)DNA 具有独特的双螺旋结构,能为DNA 复制提供精确的模板。
(2)碱基互补配对原则保证了复制的准确进行。
预习交流在DNA 复制过程中,保证复制准确无误进行的关键步骤是( )。
A .解旋酶破坏氢键并使DNA 双链解开B .游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对C .与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链D .子链与模板链盘绕成双螺旋结构 答案:B解析:在DNA 复制过程中,有解旋、合成子链和螺旋化等过程,但是能保证复制得到的两个DNA 分子相同的机制是在复制过程中,严格按照碱基互补配对原则合成子链。
一、探究DNA 的复制过程1.探究DNA的复制用什么方法?具体探究过程怎样?答案:同位素示踪法。
具体探究过程是:①用放射性同位素15N标记大肠杆菌的DNA。
浙科版高中生物必修二《遗传信息的传递》教案-新版
第三节遗传信息的传递一、教材分析本节内容是浙科版高中生物必修2第三章第三节。
本节内容在联系DNA结构的基础上,进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。
内容包括①DNA 半保留复制的实验资料分析;②DNA复制的过程;③DNA复制的特点与条件;④DNA复制的意义。
本节内容不仅以DNA的结构为基础,也与有丝分裂、减数分裂、生物的生殖有联系,是本节遗传规律的分子基础。
学好这一课时,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。
同时它又是学习基因突变和现代生物进化理论的知识基础。
二、学情分析学生已经学习了有丝分裂、减数分裂,学习和制作了DNA结构,对DNA 双螺旋结构已有一定的了解,并了解用放射性元素研究物质的方法。
DNA复制属于肉眼看不到的抽象知识,但高中阶段,学生已经具备一定的抽象思维、辨证思维和创造思维的能力,所以在教学中,设置大量的问题情景,提供一定的实验材料,来激发学生的学习兴趣和培养学生通过实验探究解决科学事实的能力。
学生虽然学习了有丝分裂、减数分裂,但学生普遍反映对细胞分裂的理解存在困难,其中重要原因是对于染色体的复制理解不透彻。
要理解染色体的复制,最重要的是理解DNA的复制,但由于DNA分子复制的过程存在微观、动态、抽象的特点,需要高度的空间想象能力和很强的推理能力,使得学生在学习中有不少难度,需要许多资料、图片、动画等帮助学生理解。
三、学习目标1.描述DNA复制的概念。
2.简述DNA复制的过程,并分析、总结DNA复制过程的特点。
3.说出DNA复制在遗传上的意义。
四、重点难点1.教学重点:DNA分子复制的条件、过程及特点。
2.教学难点:DNA复制过程,半保留实验的资料分析。
鉴于DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点,主要采用讨论、探究等教学方法展开教学。
结合实验材料组织学生积极主动参与探究过程,创造条件启发学生独立思考。
借助动态的图像,化抽象为直观,从而达到深入理解DNA半保留复制的目的。
高中生物《遗传信息的传递》学案3 浙科版必修2
遗传信息的传递学习目标2 掌握DNA 的复制过程。
3 掌握DNA 、RNA 和蛋白质合成的原料和主要酶类。
4 掌握遗传信息的传递流程。
5 理解DNA 的修复种类和修复的意义。
6 理解转录、翻译的过程和蛋白质合成与医学的关系。
7 了解转录后加工过程和转录的调控。
DNA 是遗传的主要物质,遗传信息以碱基排列顺序的方式贮藏在DNA 分子中。
基因(gene )是编码生物活性物质的DNA 片断。
DNA 通过复制把遗传信息由亲代传递给子代,通过转录将遗传信息传递到RNA 分子上,后者指导蛋白质的生物合成,这一过程称为翻译。
遗传信息传递的这种规律称为中心法则(central dogma )。
70年代Temin 和Baltimore 分别从致癌RNA 病毒中发现逆转录酶,可以RNA 为模板指导DNA 的合成,遗传信息的传递方向和上述转录过程相反,故称为逆转录(reverse transcription ),并发现某些病毒中的RNA 也可以进行复制,这样就对中心法则提出了补充和修正,修正与补充后的中心法则如图11-l 。
蛋白质翻译逆转录图11-l 遗传信息传递的中心法则DNA 为主导的中心法则是单向的信息流,体现了遗传的保守性;补充修正后的中心法则,使RNA 也处于中心地位,预示着RNA 可能有更广泛的功能。
2 DNA 的生物合成(复制)一、DNA 的复制(一)DNA 复制的方式Watson 和Crick 在提出DNA 双螺旋结构模型时即推测,在DNA 复制过程中,两条螺旋的多核苷酸链之间的氢键断开,然后以每条链各作为模板在其上合成新的互补链。
这样新形成的两个子代DNA 分子与原来DNA 分子的碱基顺序完全相同。
每个子代DNA 分子的一条链来自于亲代,而另一条链则是新合成的产物,这种复制方式称为半保留复制。
1958年经Messelson与Stahl实验证实了Watson和Crick的DNA半保留复制假说。
他们将细菌培养在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中,经多代培养之后,细胞内所有的DNA是含15N的重DNA,其密度比普通14N-DNA的密度大,在密度梯度离心时,15N-DNA形成的区带在14N-DNA 形成的区带下放。
版高中生物第3章遗传的分子基础第3节遗传信息的传递学案浙科版必修2word版本
第三节 遗传信息的传递1.记住DNA 复制的概念。
2.说出DNA 复制的过程。
(重难点) 3.用碱基互补配对原则分析DNA 复制的特点。
同位素示踪法:.实验方法1 2.实验原理 。
下部离心后的条带应分布于离心管的,密度较大A DN 链的双N 51含)(1 。
上部离心后的条带应分布于离心管的,密度较小A DN 链的双N 14含)(2 (3)两条链分别含15N 和 14N 的双链DNA 密度介于双链均含15N 的DNA 和双链均含14N 的DNA。
中部离心后的条带应分布于离心管的,之间 3.实验过程(1)大肠杆菌在以15NH 4Cl 为唯一氮源的培养液中繁殖若干代。
为唯一氮源的培养液中培养。
Cl 4NH 14将上述大肠杆菌转到以)(2 细胞分裂两次细胞分裂和一次即分别取完成,DNA 取在不同时刻收集大肠杆菌并提)(3的大肠杆菌,并将其中的DNA 分子分离出来。
的位置。
A DN 中记录离心后离心管,和分析密度梯度超速离心进行A DN 的将提取)(4 4.实验结果(如图示)。
)DNA N 15N 15(离心管底部→心离→A DN 取:立即取出提a 管离心)(1 。
)DNA N 14N 15(部离心管中→心离→A DN 取:繁殖一代后取出提b 管离心)(2 DNAN 14N 14(部离心管上部和离心管中→心离→A DN 取:繁殖二代后取出提c 管离心)(3。
)DNA N 14N 15和 复制。
半保留的复制方式为A DN :实验结论.5[合作探讨]探讨1:该实验的假说是什么?提示:DNA以半保留的方式复制。
探讨2:科学家用15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖两代,然后收集并提取DNA,再将提取的DNA进行密度梯度离心,请说出离心后试管中DNA的位置。
提示:一半居中,一半位于下层。
[思维升华]1.图解该实验的过程2.预期该实验的结果离心后应出现3条DNA带,见上图。
浙科版高一生物必修2_《遗传信息的传递》导学案
第三节遗传信息的传递
一、学习目标
1.描述DNA复制的概念。
2.简述DNA复制的过程,并分析、总结DNA复制过程的特点。
3.说出DNA复制在遗传上的意义。
二、重点难点
1.学习重点:DNA分子复制的条件、过程及特点。
2.学习难点:DNA复制过程,半保留实验的资料分析。
三、探究DNA复制的方式
四、课堂小结:关于DNA复制
五、下图表示连续两个细胞周期中染色体的变化,请在染色体中标出相应DNA
的变化。
六、练习
用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,
在第一次细胞分裂的中期和后期,一个细胞中被标记的染色体条数依次是()和();
在第二次细胞分裂的中期和后期,一个细胞中被标记的染色体条数依次是()和()。
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第三节遗传信息的传递1.DNA的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
一个DNA分子复制一次形成两个完全相同的DNA分子。
2.DNA的复制特点是边解旋边复制和半保留复制。
半保留复制是指每个新合成的子代DNA分子中都保留原来DNA分子的一条链。
3.DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸做原料以及酶和能量。
4.DNA能精准复制是因为它独特的双螺旋结构提供了精确的模板和准确的碱基互补配对能力。
5.DNA分子的复制可以将遗传信息从亲代传给子代,保证了遗传信息的连续性。
对应学生用书P52DNA的复制1.DNA复制的概念、时间、场所概念以DNA分子为模板合成子代DNA的过程时间有丝分裂的间期和减数分裂前的间期场所主要是细胞核2.DNA(1)模板:亲代DNA分子的两条脱氧核苷酸链分别做模板。
(2)原料:4种脱氧核苷酸。
(3)酶:DNA聚合酶等。
(4)能量:ATP供能。
3.DNA复制的过程亲代DNA解旋,以亲代DNA分子的两条链为模板,以脱氧核苷酸为单位,通过碱基互补配对原则合成子链,子链与相应的母链盘绕成子代DNA分子。
4.DNA复制的特点(1)过程:边解旋边复制边螺旋(不是两条母链完全解开后才合成新的子链)。
(2)方式:半保留复制(新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链)。
5.准确复制的原因和意义[判断](1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。
(√)(2)通过碱基互补配对原则,保证了复制的准确进行。
(√)(3)通过DNA复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信息的连续性。
(√)6.复制的意义保持了遗传信息的连续性(使遗传信息从亲代传给了子代)。
7.复制的保障DNA分子之所以能自我复制,取决于DNA的双螺旋结构,它为复制提供了模板;同时,由于碱基具有互补配对的特性,因此能确保复制的准确性。
在复制过程中,脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性,但也可能发生差错,这种稳定性和可变性的统一,是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。
[巧学妙记]DNA分子复制记忆口诀:一所、两期、三步、四条件一所复制的主要场所:细胞核两期复制的主要时期:有丝分裂的间期和减数分裂前的间期三步复制步骤:解旋→复制→延伸及重新螺旋四条件复制需要的条件:模板、原料、能量、酶1.真核生物DNA复制的场所只有细胞核吗?原核生物DNA复制的场所是什么?提示:不是,还有线粒体、叶绿体。
原核生物DNA复制的场所主要是拟核。
2.若用15N标记一个DNA分子的两条链,用含14N标记的脱氧核苷酸为原料复制一次。
那么,半保留复制和全保留复制两种情况下产生的子代DNA有什么不同?提示:半保留复制:两个子代DNA分子都为一条链含15N,一条链含14N。
全保留复制:子代DNA分子中有一个两条链都为14N,一个两条链都为15N。
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,试分析子代DNA被标记的情况。
DNA复制次数含15N的DNA 含14N的DNA 含15N的DNA链含14N的DNA链复制1次①____ ②____ ③____ ④____复制2次⑤____ ⑥____ ⑦____ ⑧____ 提示:①2;②2;③2;④2;⑤2;⑥4;⑦2;⑧6。
4.DNA进行自我复制,这在遗传上具有什么重要意义?提示:因为亲代的雌雄配子并未将具体的性状传给后代,而是将自身的DNA复制了一份传给后代。
因此,DNA复制能保持物种的稳定性。
1.对DNA复制的理解(1)场所:主要是细胞核(凡是细胞内有DNA的地方均可复制)。
①真核生物:细胞核、线粒体、叶绿体,其中主要场所是细胞核。
②原核生物:拟核、细胞质(如质粒的复制)。
③病毒:宿主细胞内。
(2)适用范围:能够进行DNA复制的生物,即一切以DNA为遗传物质的生物。
(3)过程示意图:①在有关酶的作用下,配对碱基之间氢键断开,形成母链。
②以母链为模板,进行碱基互补配对,合成互补子链。
③母链和子链盘绕,形成两个新的DNA分子。
(4)特点:半保留复制,即新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。
(5)复制所需的酶是指一个酶系统,主要是指解旋酶和DNA聚合酶等。
①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。
②DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。
(6)两个子代DNA的位置及分开时间:复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上,由着丝粒连在一起,在有丝分裂后期或后期Ⅱ着丝粒分裂时分开,分别进入两个子细胞中。
[特别提醒]DNA分子的复制往往是从多个起点同时进行的,如下图:2.DNA 复制过程中相关数量关系1个DNA 分子复制n 次,产生子代DNA 数为2n ,其中: (1)⎩⎪⎨⎪⎧含母链的DNA 数:2个完全含母链的DNA 数:0个不含母链的DNA 数:2n -2个(2)子代DNA 链数为2n +1⎩⎨⎧母链所占比例:12n子链所占比例:1-12n(3)DNA 复制过程中其中一条链发生差错,复制n 代后,发生突变的基因占全部基因数的50%。
(4)若某DNA 分子含某碱基m 个,如该DNA 分子进行n 次复制,则需消耗某游离的脱氧核苷酸数为m ×(2n -1);如进行第n 代复制,需消耗某游离的脱氧核苷酸数为m ×(2n -1)。
3.DNA 分子连续复制的计算规律已知某一DNA 分子用15N 标记(0代),将含有该标记DNA 分子的细胞(或某种细菌)转移到只含14N 的培养基中培养(进行DNA 复制)若干代后,其DNA 分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表:世代DNA 分子的特点DNA 中脱氧核苷酸链的特点分子总数 细胞中的DNA 分子在离心管中的位置不同DNA 分子占全部DNA分子之比链总数不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N分子 含14N 、15N杂种分子 只含14N分子 含15N 的链含14N 的链0 1 全在下部 1 0 0 2 1 0 1 2 全在中部 0 1 0 4 12 12 2 4 12中12上 0 12 12 8 14 343 8 14中34上 0 14 34 16 18 78 n 2n22n 中1-22n 上 022n1-22n 2n +112n1-12n[特别提醒](1)子代DNA 分子中,含14N 的有2n 个,只含14N 的有(2n -2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。
(2)无论复制多少次,含15N 的DNA 分子始终是2个,占总数比例为22n 。
(3)子代DNA分子的链中:总链数2n×2=2n+1条。
含15N的链始终是2条,占总数比例22n+1=12n。
做题时,应看准是“DNA分子数”还是“脱氧核苷酸链数”。
对应学生用书P54DNA的复制[例1](上海高考)某亲本DNA分子双链均以白色表示,以灰色表示第一次复制出的DNA子链,以黑色表示第二次复制出的DNA子链,该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是()[思路点拨][精讲精析]亲代DNA双链用白色表示,DNA复制方式是半保留复制,因此复制一次后得到的两个DNA分子只含有白色和灰色,而第二次复制得到的四个DNA分子以这两个DNA分子的四条链为模板合成的四个DNA分子中,都含有黑色的DNA子链。
[答案] DDNA复制方式是半保留复制,因此新合成的每个DNA分子中,一条链为保留下来的原DNA分子中的一条链(复制时的模板链),另一条链为吸收新合成的子链。
1.下列关于DNA复制过程的叙述中,错误的是()A.DNA复制时伴随有氢键的断裂和重新形成B.DNA复制时伴随有磷酸二酯键的断裂和重新形成C.DNA复制时伴随有高能磷酸键的断裂和重新形成D.DNA复制时伴随有双螺旋结构的破坏与重新形成解析:选B DNA复制时需要先在解旋酶的作用下破坏碱基对之间的氢键,复制完成时模板母链与子链之间形成氢键,然后重新螺旋化;在复制过程中要消耗能量,能量由高能化合物来提供,所以伴随有高能磷酸键的断裂和重新形成;复制时只在DNA聚合酶的作用下伴随有磷酸二酯键的形成,而没有磷酸二酯键的断裂。
DNA复制过程中有关数量计算[例2]某DNA分子中含有1 000个碱基对(被32P标记),其中有胸腺嘧啶400个。
若将该DNA分子放在只含被31P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次,其结果不可能是()A.含32P的DNA分子占1/2B.含31P的DNA分子占1/2C.子代DNA分子相对分子量平均比原来减少1 500D.共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸1 800个[思路点拨][精讲精析]该DNA分子在含31P的培养液中复制两次,可得到22个DNA分子,其中含31P的DNA 分子占100%;含32P的DNA分子占2/4=1/2。
因为DNA复制为半保留复制,亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中;22个DNA分子中有两个DNA分子的每条链都只有31P,还有两个DNA 分子都是一条链含31P,另一条链含32P。
前两个DNA 分子相对分子质量比原DNA分子共减少了4 000,后两个DNA分子比原DNA分子共减少了2 000,这样4个DNA分子的相对分子量平均比原来减少了6 000/4=1 500;在1 000个碱基对的DNA分子中,胸腺嘧啶400个,则含有鸟嘌呤个数(1 000×2-400×2)/2=600(个),复制两次所消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为600×(22-1)=1 800(个)。
[答案] BDNA复制消耗脱氧核苷酸数的计算(1)方法:①若一亲代DNA分子含有某种含氮碱基的脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个。
②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n-1。
(2)步骤:2.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中的胞嘧啶60个,该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次。
其结果不可能是()A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的DNA分子占7/8C.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个D.复制结果共产生16个DNA分子解析:选B15N标记的DNA分子在14N的培养基上复制四次后,产生16个DNA分子,其中含15N 的DNA分子有两个,占1/8,含14N的DNA分子有16个,所以B错;复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为(24-1)×40=600(个)。
对应学生用书P54[课堂回扣练习]一、概念原理识记题1.下列关于DNA复制条件的叙述,不.正确的是()A.DNA复制时只有DNA的一条链作模板B.以4种游离的脱氧核苷酸为原料C.DNA复制过程需要消耗能量D.没有酶的催化,细胞DNA复制无法进行解析:选A DNA复制是指DNA分子利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下将双链解开,以解开的两条链为模板,在DNA聚合酶作用下,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,合成与母链互补的子链,每条子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构,最终形成与亲代DNA分子相同的子代DNA的过程。