人教版高中生物必修二 DNA的复制 基因的本质

第3章基因的本质第3节

DNA的复制

1.了解沃森和克里克对DNA复制方式的早期推测及DNA半保留复制的实验证据。2.阐明DNA复制的条件、过程和特点。1.生命观念：准确理解DNA复制的特点，认识生命活动的规律。2.科学思维：总结科学研究的思路和规律。课标要求素养要求内容索引一、对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据二、DNA复制的过程随堂演练知识落实01一、对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据DUIDNAFUZHIDETUICEHEDNABANBAOLIUFUZHIDESHIYANZHENGJU基础梳理

·夯实教材基础1.对DNA复制的推测(1)提出者：

。(2)假说①解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的

断裂。②复制：解开的

作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据

原则，通过形成

，结合到作为模板的单链上。(3)特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称作

。沃森和克里克氢键两条单链碱基互补配对氢键半保留复制2.DNA半保留复制的实验证据(1)实验方法：同位素标记技术和离心技术。(2)实验原理①DNA的两条链都用15N标记，那么这样的DNA分子密度最大，离心时应该在试管的

部。②DNA的两条链都没有被15N标记，那么这样的DNA分子密度最小，离心时应该在试管的

部。③DNA的两条链中只有一条单链被15N标记，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的

部。底上中(3)实验过程(4)实验结果①立即取出，提取DNA→离心→

带。②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→

中带。③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→轻带、

中带。(5)实验结果和预期的一致，说明DNA的复制是以

的方式进行的。全部重全部半保留(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制(

)(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术(

)×正误判断

·矫正易混易错√深化探究

·解决问题疑难在氮源为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14N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下图所示。1.Ⅰ代细菌DNA分子的结构是怎样的？提示Ⅰ代细菌DNA分子中只有一条链被15N标记。2.Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量是多少？提示Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为

。02二、DNA复制的过程DNAFUZHIDEGUOCHENG基础梳理

·夯实教材基础1.DNA复制的概念以

为模板合成

的过程。2.发生时期在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的____期，随着染色体的复制而完成的。亲代DNA子代DNA间3.过程能量解旋脱氧核苷酸DNA聚合酶双螺旋结构4.结果形成两个

的DNA分子。5.特点(1)

。(2)

复制。6.意义：将

从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了

的连续性。完全相同边解旋边复制半保留遗传信息遗传信息(1)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板(

)(2)DNA双螺旋全部解开后，再开始进行DNA复制(

)(3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA分解成脱氧核苷酸(

)正误判断

·矫正易混易错√×√深化探究

·解决问题疑难1.DNA复制是否只在有丝分裂和减数分裂过程中进行？是否只发生于细胞核中？提示不是，无丝分裂过程中也发生DNA复制。线粒体和叶绿体中也有DNA，也进行DNA复制。2.DNA复制时，解旋酶作用于DNA的什么部位？提示解旋酶作用于连接碱基对的氢键。学习小结03随堂演练知识落实SUITANGYANLIANZHISHILUOSHI1.沃森和克里克在发表了DNA双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。下列有关该假说内容的叙述，不正确的是A.DNA复制时，双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂B.以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上C.形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链D.形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成√解析沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链，D项错误。123456解析DNA复制时以解开的两条单链分别作为模板，A错误；DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料，B正确；DNA复制过程需要细胞呼吸产生的ATP作为直接能源物质，C正确；DNA分子的复制方式是半保留复制，通过半保留复制，每条子链与对应的模板链构成一个新的DNA分子，D正确。2.(2019·福建厦门一中期中)下列关于DNA复制的叙述，不正确的是A.DNA复制时只以DNA的一条链作为模板B.DNA复制时以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.DNA分子的复制方式是半保留复制√1234563.下列关于DNA复制过程的正确顺序是①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘绕成双螺旋结构A.①③④②⑤ B.①④②⑤③C.①③⑤④② D.③①④②⑤√1234564.(2019·成都高新实验中学高二月考)以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板，经复制后产生的子链是A.—G—A—T— B.—U—A—G—C.—T—A—G— D.—T—U—G—√解析依据碱基互补配对原则，以“—A—T—C—”链为模板复制得到的子链碱基顺序为“—T—A—G—”。1234565.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是解析亲代DNA为15N－15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N－14N，应如图②所示。123456A.第一次分裂的子代DNA应为⑤ B.第二次分裂的子代DNA应为①C.第三次分裂的子代DNA应为③ D.亲代的DNA应为⑤√6.如图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：(1)DNA复制发生在_______________期。(2)②过程称为_____。(3)③中的子链是_______。(4)③过程必须遵循_____________原则。(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA复制具有_____________的特点。123456细胞分裂前的间解旋Ⅱ、Ⅲ碱基互补配对半保留复制第3章基因的本质第2节

DNA的结构

1.体验DNA双螺旋结构模型的构建过程，领悟模型方法在研究中的应用。2.说出DNA结构的主要特点，举例说明碱基互补配对原则。1.科学思维：思考在DNA分子中碱基的比例和数量之间的规律，总结有关碱基计算的方法和规律。2.科学探究：动手制作模型，培养观察能力、空间想象能力、分析和理解能力。课标要求素养要求内容索引一、DNA双螺旋结构模型的构建二、DNA的结构随堂演练知识落实三、制作DNA双螺旋结构模型01一、DNA双螺旋结构模型的构建DNASHUANGLUOXUANJIEGOUMOXINGDEGOUJIAN基础梳理

·夯实教材基础1.构建者：美国生物学家

和英国物理学家

。2.过程沃森克里克脱氧核苷酸DNA衍射图谱A=T,G=CTC(1)威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构(

)(2)沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型中，脱氧核糖—磷酸骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部(

)(3)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法(

)×正误判断

·矫正易混易错√√02二、DNA的结构DNADEJIEGOU基础梳理

·夯实教材基础1.DNA的基本组成单位——_____________结构模式图脱氧核苷酸2.双螺旋结构特点(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按

方式盘旋成双螺旋结构。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作

，另一端有一个羟基(—OH)，称作

，两条单链走向

，一条单链从5′－端到3′－端，另一条单链从3′－端到5′－端。(2)DNA中的

交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；

排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过

连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：

一定与T配对，

一定与C配对。碱基之间的这种一

一对应的关系，叫作

原则。反向平行5′－端3′－端脱氧核糖和磷酸碱基相反氢键AG碱基互补配对DNA分子的结构分析归纳提升(1)DNA分子结构可简记为“5、4、3、2、1”，即5种元素、4种碱基(脱氧核苷酸)、3种小分子、2条长链、1个双螺旋。(2)DNA双链分子中磷酸、脱氧核糖和碱基之间的数量比为1∶1∶1。(1)DNA分子由四种脱氧核苷酸组成，这四种脱氧核苷酸含有的碱基是A、U、C、G(

)(2)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成(

)(3)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：C＝T，A＝G(

)(4)DNA单链中的A与T的数量一定相等(

)×正误判断

·矫正易混易错×××深化探究

·解决问题疑难如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：1.图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？提示

[1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。2.该片段中，游离的磷酸基团有几个？提示2个。3.现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C—G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？分析假设M分子只有A、T两种碱基，则200个碱基，100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G—C碱基对共60个。N分子中A—T碱基对有20个，则G—C碱基对有80个，氢键共有20×2＋80×3＝280(个)，氢键越多的DNA分子结构越稳定。提示M分子中有C—G碱基对共60个；N分子结构更稳定。03三、制作DNA双螺旋结构模型ZHIZUODNASHUANGLUOXUANJIEGOUMOXING基础梳理

·夯实教材基础1.组装“脱氧核苷酸模型”利用材料制作若干个

、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。2.制作“多核苷酸长链模型”将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须

，碱基之间能够

。3.制作DNA分子平面结构模型按照

的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向

。4.制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型把DNA分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。脱氧核糖相同互补配对碱基互补配对相反(1)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架(

)(2)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数(

)(3)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的(

)正误判断

·矫正易混易错√√√深化探究

·解决问题疑难以下为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，请找出图中的错误有几处？分别是什么？提示4处；核糖应是脱氧核糖、碱基U应为T、磷酸二酯键连接位置及C、G间氢键数错误。学习小结04随堂演练知识落实SUITANGYANLIANZHISHILUOSHI1.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于①证明DNA是遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何储存遗传信息④为DNA复制机制的阐明奠定基础A.①③ B.②③ C.②④ D.③④√解析DNA双螺旋结构模型的构建为DNA复制机制的阐明奠定了基础；DNA双螺旋结构模型的构建使人们认识到DNA通过碱基对的排列顺序来储存遗传信息，③④正确。1234562.下列是脱氧核苷酸的结构图，正确的是解析组成脱氧核苷酸的各种分子间正确的连接方式是磷酸—脱氧核糖—含氮碱基，并且含氮碱基应连接在脱氧核糖的1号碳原子上，磷酸连接在脱氧核糖的5号碳原子上。123456√3.(2019·滨州高一检测)下面关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是A.每个DNA分子中通常都含有四种脱氧核苷酸B.DNA分子的两条链反向平行C.DNA两条链上的碱基以氢键相连，且A与T配对，G与C配对D.DNA分子长链的每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基√解析DNA分子长链结束部位的脱氧核糖上连接着一个磷酸和一个碱基，其他脱氧核糖上连接两个磷酸和一个碱基，D项错误。1234564.如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是A.DNA是双螺旋结构B.碱基严格互补配对C.嘌呤数等于嘧啶数

D.两条脱氧核苷酸链反向平行√解析由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间的碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。1234565.在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与