第三章 第三节-word文档资料.docx
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1、第三节遗传信息的传递“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼,从最初的门馆、私塾到晚清的学堂,“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书,最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。孟子中的“先生何为出此言也?”;论语中的“有酒食,先生馔”;国策中的“先生坐,何至于此?”等等,均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实国策中本身就有“先生长者,有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意,倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来,“先生”之本源含义在于礼貌和尊称,并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载,首见
2、于礼记?曲礼,有“从于先生,不越礼而与人言”,其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”,与教师、老师之意基本一致。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。“师”之概念,大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。说文解字中有注曰:“师教人以道者之称也”。“师”之含义,现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。“老”在旧语义中也是一种尊称,隐喻年长且学识渊博者。“老”“师”连用最初见于史记,有“荀卿最为老师”之说法。慢慢
3、“老师”之说也不再有年龄的限制,老少皆可适用。只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”,其只是“老”和“师”的复合构词,所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称,虽能从其身上学以“道”,但其不一定是知识的传播者。今天看来,“教师”的必要条件不光是拥有知识,更重于传播知识。 一、探究DNA的复制过程课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。为什么?还是没有彻底“记死”的缘故。要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生
4、轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。这样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终究会成为一笔不小的财富。这些成语典故“贮藏”在学生脑中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出来,使文章增色添辉。 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
5、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(15N15NDNA)。(2)离心管b:繁殖一代后取出提取DNA离心离心管中部(15N14NDNA)。(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(14N14NDNA和15N14NDNA)
6、。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14NDNA(相对分子质量为a)和15NDNA(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(和),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.代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15NB.代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C.预计代细菌DNA分子的平均相对分子质量为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15NDNA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
7、15N的DNA链和一条14N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。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14NDNA分子和14N、15NDNA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15N的DNA分子占全部DNA分子的。培养一个大肠杆菌,则其代细菌DNA分子共有8个,各条链的相对分子质量之和为(7ab),平均相对分子质量为。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.从获得试管到试管,细胞内的染色体复制了两次
8、B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验,提取DNA 更方便C.试管中含有14N 的DNA占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,
9、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
10、: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。解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。DNA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复制无法进行答案A解析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
11、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。例4(2019浙江4月选考)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是()A.每条染色体中的两条染色单体均含3HB.每个DNA 分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC.每个 DNA 分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H答案A解析若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,在间期的S期时DNA复制1次,所以第一次细
12、胞分裂完成后得到的2个子细胞都是每一条染色体的DNA都只有1条链被标记,培养至第二次分裂中期,每条染色体中的两条染色单体均含3H标记。特别提醒DNA分子复制特点及子代DNA存在位置与去向(1)复制特点半保留复制,即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链),另一条链(子链)由新链构建而成。(2)2个子代DNA位置:当一个DNA分子复制后形成两个新DNA分子后,这两个新DNA恰位于两条姐妹染色单体上,且由着丝粒连在一起,即:(3)2个子代DNA去向:在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分开,分别进入两个子细胞中。例5(2018杭州五校联考)下列关于DNA的相关计算,正确的是()A.具有
13、1 000个碱基对的DNA,腺嘌呤有600个,则每一条链上都具有胞嘧啶200个B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,复制n次后共需2nm个胸腺嘧啶C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,第n次复制需要2n1m个胸腺嘧啶D.无论是双链DNA还是单链DNA,(AG)所占的比例均是答案C解析具有1 000个碱基对的DNA,腺嘌呤有600个,则DNA中含胞嘧啶400个,因此一条链上的胞嘧啶数可为0400个,A项错误;具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,复制n次后DNA数由1个变为2n个,因此需要(2n1)m个胸腺嘧啶,其第n次复制DNA数由2n1个变为2n个,这一过程需要(2n2n1)m2n1m个胸腺嘧啶,B项错误,
14、C项正确;只有在双链DNA中才遵循卡伽夫法则,即AT、GC,在单链DNA中不存在这一关系,因此只有双链DNA中(AG)所占的比例为,单链DNA中该比值不一定为,D项错误。1.保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是()A.解旋酶促使DNA的两条链分离B.游离的脱氧核苷酸与母链碱基进行互补配对C.配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链D.模板母链与互补子链盘绕成双链结构答案B解析DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板;碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。2.用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代,a、b、c为三种DNA分子;a只含15N,b同时
15、含14N和15N,c只含14N,如下图,这三种DNA分子的比例正确的是()答案D3.DNA分子复制时,解旋酶作用的部位应该是()A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键B.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键C.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键D.脱氧核糖与磷酸之间的化学键答案B解析DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶,其中解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开,破坏的是A与T、G与C之间的氢键。4.细菌在15N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,抽取其子代的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.第一次分裂的子代DNA应为B.第二次分裂的子代
16、DNA应为C.第三次分裂的子代DNA应为D.亲代的DNA应为答案A解析亲代DNA为15N15N,经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N14N,应如图所示。5.科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代B的子代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)轻带(14N/14N)中带(15N/14N)请分析并回答:(1)要得到
17、DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B,必须经过_代培养,且培养液中的_是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第_组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第_组和第_组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是_。(3)分析讨论:若B的子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于_,据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将B的子代DNA双链分开后再离心,其结果_(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将B的子代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置_。若某次实验的结果中,B的子代DNA的“中带”比以往实验结果
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