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必修2

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

版必修2

第三节遗传信息的传递

[学习目标] 1.了解对DNA分子复制的推测及实验证据。2.归纳DNA分子的复制过程，并探讨DNA复制的生物学意义。

一、探究DNA的复制过程

1.实验方法：同位素示踪法。

2.实验原理

(1)含15N的双链DNA密度较大，离心后的条带应分布于离心管的下部。

(2)含14N的双链DNA密度较小，离心后的条带应分布于离心管的上部。

(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之间，离心后的条带应分布于离心管的中部。

3.实验过程

(1)大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖若干代。

(2)将上述大肠杆菌转到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。

(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，即分别取完成一次细胞分裂和两次细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的DNA分子分离出来。

(4)将提取的DNA进行密度梯度超速离心和分析，记录离心后离心管中DNA的位置。

4.实验结果(如图示)

(1)离心管a：立即取出提取DNA→离心→离心管底部(15N－15N－DNA)。

(2)离心管b：繁殖一代后取出提取DNA→离心→离心管中部(15N－14N－DNA)。

(3)离心管c：繁殖二代后取出提取DNA→离心→离心管上部和离心管中部(14N－14N－DNA和15N －14N－DNA)。

5.实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。

例1在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N－DNA(相对分

子质量为a)和15N －DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14

N 的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述不正确的是( )

A.Ⅰ代细菌DNA 分子中一条链是14

N ，另一条链是15

N B.Ⅱ代细菌含15

N 的DNA 分子占全部DNA 分子的14

C.预计Ⅲ代细菌DNA 分子的平均相对分子质量为7a ＋b

8

D.上述实验结果证明DNA 复制方式为半保留复制 答案 B 解析

15

N －DNA 在14N 的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代DNA 分子均含有一条15

N

的DNA 链和一条14

N 的DNA 链。这样的DNA 用离心法分离后，应该全部处在试管的中部。Ⅰ代的两个DNA 分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代DNA 分别为全14

N －DNA 分子和14

N 、

15

N —DNA 分子。此时，将该DNA 作离心处理，产生的DNA 沉淀应该分别位于试管的上部和中

部。含15

N 的DNA 分子占全部DNA 分子的12。培养一个大肠杆菌，则其Ⅲ代细菌DNA 分子共有

8个，各条链的相对分子质量之和为(7a ＋b)，平均相对分子质量为7a ＋b

8

。

例2 (2018·杭州模拟)如图为科学家设计的DNA 合成的同位素示踪实验，利用大肠杆菌来探究DNA 的复制过程，下列说法正确的是( )

A.从获得试管①到试管③，细胞内的染色体复制了两次

B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA 更方便

C.试管③中含有14

N 的DNA 占34

D.本实验是科学家对DNA复制方式假设的验证

答案 D

解析大肠杆菌细胞内没有染色体，A 错误；噬菌体是营寄生生活的，不能在培养液中繁殖，不能代替大肠杆菌进行实验，B 错误；试管③中含有14N 的DNA 占100%，C错误；本实验是对DNA半保留复制的验证实验，D正确。

二、DNA分子复制的过程

1.概念：产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。

2.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。

3.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。

4.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。

5.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。

归纳总结对DNA复制的理解

(1)DNA复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制。

(2)能够进行DNA复制的生物：一切以DNA为遗传物质的生物。

(3)真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。

(4)复制所需的酶是指一个酶系统。

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。

例3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