辅导教案
导学诱思
思考:每个人的体细胞中都含有46条染色体,而且都是一个受精卵有丝分裂产生的,为什么每个人的体细胞中都含有46条染色体,而且完全相同呢?
提示:原因是有丝分裂间期DNA复制,复制产生的子代DNA与亲代DNA完全相同,然后通过有丝分裂精确地平均分配到两个子细胞中。
DNA的复制
1.概念:是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.时间:DNA分子的复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期,随着染色体的复制完成的。
3.场所:主要在细胞核,细胞质中亦有。
4.过程:①解旋→②合成子链→③形成子代DNA。
5.特点
(1)DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
(2)由于新合成的DNA分子中,都保留了原DNA的一条链,因此,这种复制叫半保留复制。
6.条:DNA分子复制需要的模板是两条已解开的DNA单链;原料是游离的四种脱氧核苷酸;能量是ATP;还需要DNA聚合酶、解旋酶等。
7.准确复制的原因
(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。
(2)通过碱基互补配对,保证了复制准确无误。
8.功能:DNA分子通过复制,使亲代的遗传信息传递给子代,从而保证了遗传信息的连续性,故有传递信息的功能。
思考:孩子既像父亲,又像母亲,知道是什么原因吗?
提示:父母的原始生殖细胞在进行减数分裂之前细胞内的DNA都要经过复制,然后经过减数分裂形成精子和卵细胞,精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵通过有丝分裂产生子代。所以子代细胞中含有父母的DNA,所以表现的性状和父母相似。
名师解惑
探究1:如何进行半保留复制的有关计算问题?
DNA在自我复制过程中,最鲜明的特点是半保留复制。一个DNA分子无论复制多少代,它的两条链不变,一直作为模板,分别进入两个子代DNA分子中。关于半保留复制的有关计算:复制过程中需要游离的脱氧核苷酸数量时,注意题干是问第n次复制还是复制n次,两种情况结果是不一样的。
探究2:通过学习,我们知道了DNA分子严格地按照碱基互补配对原则进行复制,那么是否代表DNA分子的复制完全没有差错?
DNA复制虽然严格地按照碱基互补配对原则,但并不代表完全没有差错,例如:在DNA的某一位点上,有可能发生碱基对的增添或缺失,从而导致基因突变,我们称之为基因突变,突变后即可产生新的基因。若自然界没有变异,生物界就不会向前发展。
探究3:如何理解DNA复制的相关问题?
(1)复制的场所
DNA复制的主要场所是细胞核,但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也进行DNA的复制。
(2)外界条对DNA复制的影响
DNA复制的过程中,需要酶的催化和ATP供能,凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素,都会影响DNA的复制过程。
(3)DNA复制的准确性
①一般情况下,DNA能准确地进行复制,其原因有二:一是因为DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供精确的模板;二是因为DNA具有碱基互补配对的能力,能够使复制准确无误地进行。
②但在特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引发基因突变。
(4)DNA的半保留复制特点
新合成的每个DNA分子中,都保留了原DNA分子中的一条链(模板链)。
题例领悟
【例题1】2007广东高考,10 下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.在细胞有丝分裂间期,发生DNA复制
B. DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C. DNA双螺旋结构全部解链后,开始DNA的复制
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
解析:本题主要考查DNA复制过程及特点,DNA的复制过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期,随着染色体的复制而完成的,这是一个边解旋边复制的过程,以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,利用细胞内游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一段子链,复制结束后,一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。由此可见,B、C、D是错误的。
答案:A
领悟
DNA复制的时间是细胞分裂的间期,DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。
【例题2】 实验室模拟生物体DNA的复制必需的一组条是( )
①酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP ④DNA分子 ⑤mRNA ⑥适宜的酸碱度 ⑦适宜温度 ⑧tRNA
A.①②③④⑤⑧ B.②③④⑤⑦⑧
C.②③④⑤⑥⑦ D.①②③④⑥⑦
解析:本题考查DNA复制所需的条。DNA的复制过程是重要的生理过程,离不开酶和能量,还需要DNA模板、游离的脱氧核苷酸等基本条,而酶的作用受温度、酸碱度的影响。
答案:D
领悟
细胞内DNA的复制需以下条:
模板:亲代DNA解旋产生的两条链都可作模板;酶:解旋酶、DNA聚合酶;能量:ATP;原料:含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸;如果是在体外模拟DNA复制,还需要适宜的温度和pH。
堂反馈
1.将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要酶是( )
A.DNA连接酶 B.DNA聚合酶
C.DNA解旋酶 D.RNA聚合酶
解析:DNA聚合酶连接单链上两个相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
答案:B
2.用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体,则其中含有32P的噬菌体( )
A.0个 B.2个 C.30个 D.32个
解析:标记了一个噬菌体,等于标记了两条DNA链,由于DNA为半保留复制,各进入两个噬菌体内,以后不管复制多少次,最终都只有2个噬菌体被标记。
答案:B
3.下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.DNA分子在解旋酶的作用下,水解成脱氧核苷酸
B.在复制过程中,解旋和复制是同时进行的
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.一条母链和一条子链形成一个新的DNA分子
解析:DNA复制的特点是边解旋边复制,半保留复制。
答案:B
4.某DNA分子中含有1 000个碱基对(P元素只是32P)。若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次,则子代DNA的相对分子质量平均比原( )
A.减少1 500 B.增加1 500
C.增加1 000 D.减少1 000
解析:复制两次后形成4个DNA分子,8条单链中有6条含31P,2条含32P,相对分子质量平均减少 。
答案:A
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