人教版必修2 3.3、4DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段 学案.doc

一、dna分子的复制1dna复制的相关概念概念以亲代dna为模板合成子代dna的过程时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期场所主要是细胞核条件模板、原料、能量、酶特点半保留复制、边解旋边复制2.dna复制的过程二、基因是有遗传效应的dna片段1一个dna分子上有许多个基因。构成基因的碱基数小于dna分子的碱基总数。2基因是有遗传效应的dna片段。3遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。4dna分子具有多样性和特异性，这是生物体多样性和特异性的物质基础。注意对于真核细胞来说，基因(核基因)在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体，但细胞质基因存在于线粒体、叶绿体中的dna分子上；对于原核细胞来说，基因则存在于拟核中的dna分子上，没有染色体这一载体。 重点聚焦1怎样证明dna分子是半保留复制？2dna分子复制的过程是怎样的？3dna分子是如何携带遗传信息的？为什么能够携带丰富的遗传信息？共研探究如图甲是dna分子的复制图解，图乙表示一个全部n原子被15n标记的dna转移到含14n的培养基中培养(复制)若干代的结果分析。请思考分析：1根据图甲，回答下列问题(1)dna复制时期：真核生物的dna复制不只发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，无丝分裂也有dna复制。(2)研究dna复制的选材蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行dna分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，无各种细胞器，不能进行dna分子的复制。(3)dna复制场所真核生物dna复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体。原核生物dna复制的场所主要是拟核。2结合甲、乙两图，分析dna分子复制的过程和特点(1)dna复制时有两条模板链，两条模板链是亲代dna通过解旋形成的。(2)子代dna是亲代dna链(母链)与其相应的子链结合形成的，可采用同位素标记法检测母链、子链。(3)dna复制的条件：缓冲液、atp、解旋酶、dna模板、四种脱氧核苷酸、dna聚合酶等。(4)dna分子复制受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，使后代dna分子与亲代dna分子不同，遗传信息发生改变。3结合图乙，分析dna复制过程中的计算问题(1)dna不同复制方式的结论半保留复制：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。(2)相关数量关系子代dna分子数为2n个，含有亲代链的dna分子数为 2 个；不含亲代链的dna分子数为2n2个；含子代链的dna有2n个；全含亲代链的dna有0个。子代脱氧核苷酸链数为2n1条，亲代脱氧核苷酸链数为 2条，新合成的脱氧核苷酸链数为2n12条。消耗的脱氧核苷酸数：若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 (2n1)个；第n次复制所需该脱氧核苷酸数为 2n1个。总结升华1dna复制(1)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)研究对象：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：体细胞中，在有丝分裂间期发生dna复制；有性生殖过程中，在减数第一次分裂前的间期发生。(4)与dna复制相关的酶：复制所需的酶是指一个酶系统，不仅指解旋酶和dna聚合酶，还包括dna连接酶等。解旋酶：破坏碱基间的氢键。dna聚合酶：连接游离的脱氧核苷酸。dna连接酶：连接dna片段。(5)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，由着丝点连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中。2dna分子复制过程中的相关计算(1)dna分子数、dna链数及所占比例的计算世代分子总数链总数细胞中的dna分子在离心管中的位置不同dna分子占全部dna分子之比只含15n分子含14n、15n杂交分子只含14n分子含15n的链含14n的链012全在下部10010124全在中部0101/21/22481/2中部，1/2上部01/21/21/43/438161/4中部，3/4上部01/43/41/87/8n2n2n12/2n中部，12/2n上部02/2n或1/2n112/2n1/2n11/2n(2)脱氧核苷酸链数的计算子代dna分子中脱氧核苷酸总链数2n1条；亲代脱氧核苷酸链数2条；新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。(3)所需脱氧核苷酸数的计算若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个，则：经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸 m(2n1)个。第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸 m2n1个。(4)与染色体、细胞数目相关的计算研究dna分子的半保留复制时，常涉及计算后代带放射性标记的dna、染色体或细胞所占比例的问题，此时要注意：一个dna分子含两条dna链，只要有一条dna链带标记该dna分子便带标记。每条染色体含一个或两个dna分子，只要有一条dna链带标记，该染色体便带标记。每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体(减数分裂时只需分析一对同源染色体)即可。【易错易混】dna复制相关计算的4个易错点(1)“dna复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。(2)碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)在dna复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的dna分子都只有两个。(4)看清是“dna分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。对点演练1判断正误(1)所有细胞生物的dna复制主要发生在细胞核中。()(2)dna复制和转录都是以dna的一条链为模板进行的。()(3)dna分子复制时总是先解旋后复制，而且每个子代dna分子中都保留了一条母链。()(4)dna复制时，严格遵循au、cg的碱基互补配对原则。()(5)dna复制过程中，dna聚合酶和dna连接酶作用的部位均为磷酸二酯键。()解析：(1)真核生物的dna复制主要发生在细胞核中。(2)dna复制是分别以亲代dna的两条链为模板进行的。(3)dna分子复制时边解旋边复制。(4)dna复制时，遵循at、cg的碱基互补配对原则。答案：(1)(2)(3)(4)(5)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分子相对分子质量平均比原来减少1 500d共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸1 800个解析：选b该dna分子在含31p的培养液中复制两次，可得到4个dna分子，其中含31p的dna分子占100%，含32p的dna分子占2/41/2。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；4个dna分子中有两个dna分子的每条链都只含有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分子的相对分子质量平均比原来减少了6 000/41 500；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 00024002)/2600(个)，复制两次所消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为600(221)1 800(个)。共研探究图甲表示果蝇某一条染色体上的几个基因，图乙表示物质或结构的从属关系。 1基因与染色体的关系(1)由教材p55p56“资料分析”1和3得出：每个dna分子上有许多基因；只有部分碱基参与基因组成。(2)由图甲得出：基因在染色体上呈线性排列；一条染色体上含有多个基因。(3)真核生物的核基因位于染色体上，质基因位于叶绿体或线粒体上。原核生物的基因位于拟核或质粒上。病毒生物的基因位于核酸分子中。2染色体、基因、dna、脱氧核苷酸可用图乙表示，则a为染色体，b为dna，c为基因，d为脱氧核苷酸。3(1)由教材p5556“资料分析”2和4得出：绿色荧光、肥胖等性状与基因有关，且基因具有一定的独立性。基因能控制生物的性状。(2)在刑侦领域，dna分子能够像指纹一样用来鉴定个人的身份，原理为dna分子具有多样性和特异性。4基因是有遗传效应的dna片段，对于rna病毒，基因是有遗传效应的rna片段。综上所述，基因是有遗传效应的核酸片段。总结升华1脱氧核苷酸、基因、dna和染色体的关系图解2基因的理解(1)本质上：基因是有遗传效应的dna片段。(2)结构上：基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。(3)功能上：基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。(4)位置上：基因在染色体上呈线性排列。对点演练3判断正误(1)dna的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中。()(2)碱基排列顺序的千变万化，构成了dna分子的多样性。()(3)每个dna分子所具有的特定的碱基排列顺序，构成了每一个dna分子的特异性。()答案：(1)(2)(3)4下列对基因本质的描述，正确的是()a基因的基本单位是核糖核苷酸b一个dna分子就是一个基因c基因是dna分子上的特定片段d基因的化学结构不会发生改变解析：选c基因是有遗传效应的dna片段，其结构虽然具有稳定性，但不是绝对的，也有可能发生改变。1dna一般能准确复制，其原因是()dna规则的双螺旋结构为复制提供模板dna复制发生于细胞周期的间期碱基互补配对是严格的产生的两个子代dna均和亲代dna相同abc d解析：选ddna规则的双螺旋结构经解旋后为dna复制提供两条模板(即复制的标准)，严格的碱基互补配对原则保证了dna复制的准确性，它保证子代dna是以亲代dna提供的两条模板为标准合成的。215n培养基中繁殖数代后，使细菌dna的含氮碱基皆含有15n，然后再移入14n培养基中培养，抽取亲代及子代的dna经高速离心分离，如图为可能的结果。下列叙述错误的是()a子一代dna应为 b子二代dna应为c子三代dna应为 d亲代的dna应为解析：选cdna分子的复制方式是半保留复制，根据这一特点分析可知，为亲代dna，为分裂一次的子一代dna，为分裂二次的子二代dna，为分裂三次的子三代dna，不可能出现中的结果。3下列有关基因的叙述，正确的是()a基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位b经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的dna分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对c人体细胞内的基因全部位于染色体上d基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代解析：选a基因是控制生物性状的结构和功能单位；一个dna上有很多基因，基因被不具有遗传效应的dna片段隔开，所以b项中每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对是错误的；人体细胞内基因的主要载体是染色体，线粒体dna上也有少量基因；进行有性生殖的生物，其遗传物质通过减数分裂传递给后代，进行无性生殖的生物通过有丝分裂传递给后代。4如图为dna分子的复制图解，请据图回答：(1)该过程主要发生在细胞的_(部位)。正常进行所需的条件是_等。(2)图中a链与_链相同，b链与_链相同，因此该过程形成的两个dna分子完全相同，每个子代dna分子中均保留了其亲代dna分子的一条单链，这种复制方式称为_。(3)假如经过科学家的测定，a链上一段(m)中的atcg 为2113，_(填“能”或“不能”)说明该科学家的测定是错误的，原因是_。(4)如果以a链的m为模板，复制出的a链碱基比例应该是_。(5)15n标记的dna分子，放在没有标记的培养基上培养，复制三次后，标记的链占全部dna单链的_。解析：(1)dna分子复制的主要场所是细胞核，在线粒体、叶绿体中也存在着dna分子的复制，正常进行dna分子复制所需要的条件是模板、酶、原料、能量