2017_2024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学案浙科版必修2

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第三节 遗传信息的传递

知识内容 DNA分子的复制 活动：探究DNA的复制过程 必考要求 b c 加试要求 b c 1.阅读教材，结合图3－10，了解对DNA分子复制的推测及实验证据。2.结课时要求 合教材图3－11，归纳DNA分子的复制过程、计算规律，并探讨DNA复制的生物学意义。

生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？DNA的复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA→2DNA。新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？这一节我们就一起来学习遗传信息的传递。

一、探究DNA的复制过程

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1．方法：同位素示踪法和密度梯度超速离心技术。 2．实验材料：大肠杆菌。 3．实验原理

(1)DNA的两条链都用N标记，那么这样的DNA分子质量大，离心时应该在试管的底部。 (2)两条链中都含有N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的上部。 (3)两条链中一条含有N，一条含有N，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的中部。

4．实验过程

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5．实验结果

(1)立即取出，提取DNA→离心→全部重带。 (2)繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。

(3)繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 6．实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。

如果用N标记DNA分子的两条链，让其在含有N的环境中复制n次。结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：

1．复制n次后，DNA分子总数和含有N的DNA分子数分别是多少？ 答案 2个、2个。

2．复制n次后，DNA分子中含N的DNA分子数和只含N的DNA分子数分别是多少？

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n

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答案 2个、(2－2)个。

3．复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含N的脱氧核苷酸链数、含N的脱氧核苷酸链数分别是多少？ 答案 2

n＋1

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nn

条、2条、(2

n＋1

－2)条。

4．设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则： (1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？ 答案 m·(2－1)个。

(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？ 答案 m·2

n－1n

个。

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知识整合 将含有N标记的1个DNA分子放在含有N的培养基中培养，复制n次： (1) 产生2个DNA分子，其中含N的DNA分子有2个，含N的DNA分子有2个，只含N的DNA分子数是(2－2)个。 (2) 2个DNA分子有2脱氧核苷酸链数是(2

n

n＋1

n

n

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n

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条脱氧核苷酸链，其中：含N的脱氧核苷酸链数是2条、含N的

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n＋1

－2)条。

(3)若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则： ①经过n次复制，共需要消耗该脱氧核苷酸：m·(2－1)个。 ②在第n次复制时，需要消耗该脱氧核苷酸：m·2

n－1n

个。

1．在氮源为N和N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为N－DNA(相对分子质量为a)和N－DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含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下图所示。下列对此实验的叙述不正确的是( )

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A．Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是N，另一条链是N 115

B．Ⅱ代细菌含N的DNA分子占全部DNA分子的 47a＋b

C．预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为

8D．上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制

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答案 B 解析

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N－DNA在N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N

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的DNA链和一条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N－DNA分子和N、

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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

115

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

27a＋b

8个，各条单链的相对分子质量之和为(7a＋b)，平均相对分子质量为。

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2．某一个DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次( ) A．4次 B．3次 C．5次 D．6次 答案 A

解析 利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000＝(2－1)·200，得n＝4。

3．用经H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有后代噬菌体m个，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为( ) nA. mnC. 2m答案 B

解析 每个噬菌体共有2条被标记的DNA链，n个噬菌体DNA经复制后被标记的DNA链进入2n个子代噬菌体内，所以被标记的噬菌体所占比例为

二、DNA分子复制的过程

2n。 m

2nB. mD.n m＋n

3

n

1．DNA复制的概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2．时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。 3．过程

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4．结果：形成两个完全相同的DNA分子。 5．特点：(1)边解旋边复制。 (2)半保留复制。

6．意义：使亲代遗传信息传递给子代，保持了前后代遗传信息的连续性。

下图是真核生物DNA复制的示意图，据图分析：

1．图中有几个DNA的复制起点？它们开始的时间相同吗？ 答案 有3个复制起点，各个起点开始的时间不同(最右边最早)。 2．每个复制起点的延伸方向是单向的还是双向的？ 答案 是双向的。

3．在DNA复制的过程中，两条子链延伸的方向是否相同？

答案 不相同，原因是DNA分子中的两条链是反向平行的，因此子链的延伸方向也是相反的。 4．DNA分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？

答案 DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。

知识整合 真核生物的DNA复制是多起点双向进行的，复制时两条子链的延伸方向相反；DNA分子精确复制的原因有：一是独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，二是严格按照

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