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1、第三节第三节 DNA通过复制传递通过复制传递遗传信息遗传信息【任务【任务1 1】请结合梅塞尔森和斯塔尔的实验过程,以四人小组为单位,通】请结合梅塞尔森和斯塔尔的实验过程,以四人小组为单位,通过过CERCER论证模型来阐述小组的观点,提出论证模型来阐述小组的观点,提出DNADNA的复制方式,的复制方式,时间时间5 5分钟。分钟。CER论证模型论证模型包括三个部分:主张即观点。证据是支持主张的、关于自然界的信息,通常由数据组成,包括对自然界的观察、测量或实验的研究结果。推理是解释证据如何支持主张的过程,需要使用恰当的科学概念或原理建立证据和主张的逻辑联系。【任务【任务1 1】请结合梅塞尔森和斯塔尔
2、的实验过程,以四人小组为单位,通】请结合梅塞尔森和斯塔尔的实验过程,以四人小组为单位,通过过CERCER论证模型来阐述小组的观点,提出论证模型来阐述小组的观点,提出DNADNA的复制方式,的复制方式,时间时间5 5分钟。分钟。第二代DNA分子全位于中带第三代DNA分子位于中带和轻带若为全保留复制,第二代DNA分子应该位于重带和轻带。若为分散复制,第三代DNA分子全位于中带。DNA分子的复制方式为半保留复制(2)15N和14N具有放射性吗?本实验是根据同位素放射性的位置确定DNA条带的位置吗?结合教材P64探究DNA的复制过程的活动,思考并回答下列有关问题:15N和14N都不具有放射性,所以本实
3、验并不是根据同位素放射性的位置来确定DNA条带的位置。(3)为什么用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌,能得到含15N的大肠杆菌?(1)该实验涉及几种技术?同位素示踪技术和密度梯度离心技术因为将大肠杆菌培养在含15NH4Cl的培养液中繁殖多代后,培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成含15N的四种脱氧核苷酸分子,作为DNA复制的直接原料,最终得到含15N的大肠杆菌。二、二、DNADNA复制的过程复制的过程【任务【任务2】结合教材结合教材P66-67DNA复制过程,完成下列表格(复制过程,完成下列表格(10min)。时期时期 场所场所 条件条件模板模板 原料原料 酶酶 能量能量 特点特点 结果结果
4、意义意义有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期亲代亲代DNADNA分子的两条链分子的两条链游离的游离的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 ATP 解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等边解旋边复制、半保留复制(复制方式)边解旋边复制、半保留复制(复制方式)形成两个完全相同的子代形成两个完全相同的子代DNADNA分子分子真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体原核生物:拟核(主要)原核生物:拟核(主要)通过复制,将遗传信息从亲代通过复制,将遗传信息从亲代传递传递给了子代,给了子代,从而使生物前后代保持了遗传信息的连续性。从而
5、使生物前后代保持了遗传信息的连续性。【思考】【思考】1、DNA复制过程如何保证其复制过程如何保证其准确性准确性?2、结合资料,思考、结合资料,思考真核生物真核生物DNA复制过程如何保证其复制过程如何保证其高效性高效性?DNA具有具有_,能为复制提供精确的模板;,能为复制提供精确的模板;通过通过 ,保证了复制能够准确地进行。,保证了复制能够准确地进行。独特的独特的双螺旋双螺旋结构结构碱基互补配对碱基互补配对资料:资料:女性子宫肌瘤细胞中最长的女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子达分子达36mm,DNA复制速度约为复制速度约为4m/min(1mm=1000m),但复制过程仅需,但复制过程仅需40mi
6、n左右即完成。左右即完成。边解旋边复制(双向);多起点复制边解旋边复制(双向);多起点复制DNA聚合酶不能从头合成DNA,只能从3端延伸DNA链,因此在复制过程中需要RNA引物,下图表示DNA复制过程。(1)据图可知,DNA聚合酶使两条子链从5端到3端,还是从3端到5端进行合成?从5端到3端进行(2)合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补?互补 如果用15N标记某一DNA分子的两条链,让其在含有14N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15N的DNA分子数分别是多少?(2)复制n次后,DNA分子中含14N的DNA分子数和只含1
7、4N的DNA分子数分别是多少?(3)复制n次后,DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少?2n个;2个2n个;(2n2)个2n1条;2条;(2n12)条 若该DNA分子有m个碱基对,其中含有腺嘌呤脱氧核苷酸a个,回答下列问题:(1)复制n次,需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸?(2)第n次复制,需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸?(2n-1)(m-a)2n-1(m-a)【综合】细胞分裂与同位素标记(2017年年4月浙江选考月浙江选考T24)若将处于)若将处于G1 期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含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
8、次分裂中期。下列叙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。下列叙述正确的是述正确的是 A.每条染色体中的两条染色单体均含每条染色体中的两条染色单体均含3H B.每个每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含分子的两条脱氧核苷酸链均含3H C.每个每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H D.每条染色单体均只有一个每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含分子的两条脱氧核苷酸链含3HA【选考真题挑战】若将处于若将处于G1期的某精原细胞(期的某精原细胞(2n)置于含)置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中进行减数分裂,则
9、苷酸培养液中进行减数分裂,则处于中期处于中期的次级精母细胞中含的次级精母细胞中含3H的染色体和的染色体和DNA数分别是多少?数分别是多少?最终产生的最终产生的4个精子中只含个精子中只含3H的比例为多少?的比例为多少?【迁移应用】将处于将处于G1 期的某细胞期的某细胞(2n,DNA为为3H-3H)置于置于普通普通培养液培养液中中进行进行培养培养,连续分裂两次连续分裂两次,所得子细胞具有放射性的数量为,所得子细胞具有放射性的数量为_个。个。【挑战升级】n、2n0若为减数分裂,若为减数分裂,4个子细胞都具有放射性;个子细胞都具有放射性;若为若为2次有丝分裂,次有丝分裂,4个子细胞中有个子细胞中有2/
10、3/4个细胞具有放射性。个细胞具有放射性。BrdU能代替胸腺嘧啶脱氧核苷掺入到新合成的能代替胸腺嘧啶脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中。将植物的根尖分链中。将植物的根尖分生组织放在含有生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养,待细胞处于第二个分裂周期时,取的培养液中进行培养,待细胞处于第二个分裂周期时,取出根尖组织用姬姆萨染料染色,结果被染色的染色体出现色差如下图所示(含出根尖组织用姬姆萨染料染色,结果被染色的染色体出现色差如下图所示(含BrdU的脱氧核苷酸链着色很浅,母链的着色深),下列相关叙述错误的是的脱氧核苷酸链着色很浅,母链的着色深),下列相关叙述错误的是A.第一次分裂中期,每条染色体的
11、染色单体均不含第一次分裂中期,每条染色体的染色单体均不含BrdU B.第二次分裂第二次分裂中期,每条染色体的一条染色单体着色浅中期,每条染色体的一条染色单体着色浅C.第二次分裂中期,每条染色第二次分裂中期,每条染色体的染色单体均含有体的染色单体均含有BrdUD.色差染色体的出现能证明色差染色体的出现能证明DNA的半保留复的半保留复制制A【变式应用】BrdU能替代能替代T与与A配对,而渗入新合成的配对,而渗入新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料链中。当用姬姆萨染料染色时,染色时,不含不含BrdU的链为深蓝色,含的链为深蓝色,含BrdU的链为浅蓝色的链为浅蓝色。【小资料小资料】随堂练习In-clas
12、s practice方法便笺方法便笺随堂练习In-class practice方法便笺方法便笺随堂练习In-class practice方法便笺方法便笺ACTTGACGATGAACTGCT复制染色体数目不变 DNA数目加倍 复制产生的两个子代复制产生的两个子代DNA分子位于分子位于一条染色体的一条染色体的两条姐妹染色单体上两条姐妹染色单体上,由,由着着丝点丝点连在一起,在连在一起,在有丝分裂有丝分裂后期后期或或减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开,分别进着丝点分裂时分开,分别进入两个子细胞中。入两个子细胞中。ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT随堂练习In-class practice方法便笺方法便笺 有一对染色体的细胞,DNA被15N标记,于14N的条件下分裂,问连续分裂两次,所得子细胞具有放射性的数量为_个ACTTGACGATGAACTGCT复制染色体数目不变 DNA数目加倍ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT