(高三生物核心素养教案)第六单元 第18讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质.doc

第18讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质一、考纲要求：1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。二、教学目标：1.了解DNA分子结构的主要特点和DNA双螺旋结构模型的制作；2.了解DNA复制的过程；3.知道基因是有遗传效应的DNA片段；4.了解DNA分子具有多样性和特异性。素养培养目标：1生命观念：通过掌握DNA分子的结构和功能，理解生命的延续和发展。2科学思维：通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。3科学探究：通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。三、教学重、难点：1.教学重点：DNA分子结构的主要特点和DNA双螺旋结构模型的制作；DNA复制的过程；基因是有遗传效应的DNA片段；DNA分子具有多样性和特异性。2.教学难点：DNA分子结构的主要特点和DNA双螺旋结构模型的制作；DNA复制的过程；脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。四、课时安排：2课时五、教学过程：考点一DNA分子的结构及相关计算（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1DNA分子的结构层次巧记利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构2DNA分子的结构特点(1)多样性：具n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。(2)特异性：如每种DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)稳定性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对构成方式不变等。3DNA分子中的碱基数量的计算规律(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即AGTC。(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中m，在互补链及整个DNA分子中m。(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA分子的一条链中a，则在其互补链中，而在整个DNA分子中1。（二）基础训练（课前完成，课上提问）：讲义P147（三）拓展（教师精讲）分析DNA分子结构图像(1)一个DNA分子片段中有几个游离的磷酸基团？提示2个。(2)图中能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？提示不能。(3)图中碱基之间是如何连接的？ 提示双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对，而同一条链上核苷酸之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的。(4)解旋酶作用于哪个部位？限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于哪个部位？提示解旋酶作用于，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于。(5)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？提示初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(6)如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型？提示根据碱基的种类确定是DNA还是RNA，若含有碱基U则是RNA，若含有碱基T而不含有碱基U，则是DNA；根据碱基的比例确定是单链还是双链，若嘌呤数/嘧啶数1，则一般是双链，若嘌呤数/嘧啶数1，则是单链。(7)若某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上ATGC1234，则该DNA分子碱基排列方式共有4100种，对吗？提示错。四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助精练一DNA分子结构分析下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是(C)ADNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构BDNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基CDNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对DDNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连精练二DNA分子结构的相关计算(2017南通模拟)某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则(B)A互补链中含2个游离的磷酸基团B互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为aC互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比率为D以互补链为模板转录产生的某mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比率为a考点二DNA分子的复制及基因的概念（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1DNA分子的复制(1)方式推测：沃森和克里克提出假说：DNA分子复制方式为半保留复制。(2)实验证据实验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。实验假设：DNA以半保留的方式复制。实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。实验过程过程分析：立即取出，提取DNA离心全部重带。繁殖一代后取出，提取DNA离心全部中带。繁殖两代后取出，提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。(3)复制过程概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。图解特点：边解旋边复制。方式：半保留复制。结果：形成两个完全相同的DNA分子。意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。保障：DNA具有独特的双螺旋结构，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。（二）基础训练（课前完成，课上提问）：讲义P147（三）拓展（教师精讲）分析DNA复制过程(1)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？提示前者使氢键打开，DNA双链解旋；后者催化形成磷酸二酯键，从而形成新的子链。(2)蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进行图示过程呢？提示蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。(3)上图所示DNA复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子DNA位置如何？其上面对应片段中基因是否相同？两个子DNA将于何时分开？提示染色体复制后形成两条姐妹染色单体，刚复制产生的两个子DNA分子即位于两条姐妹染色单体中，由着丝点相连，其对应片段所含基因在无突变等特殊变异情况下应完全相同，两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时，随两条姐妹染色单体分离而分开，分别进入两个子细胞中。(4)现将含15N的大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。请预测绘出若DNA的复制方式为下图所示的全保留方式或分散方式复制时，连续繁殖两代(和)的实验结果中各带的分布图像(重带、中带和轻带)。提示四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助精练一透过新情景辨析DNA分子复制真核细胞中DNA复制如下图所示，下列表述错误的是(C)A多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B每个子代DNA都有一条脱氧核苷酸链来自亲代C复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化DDNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则精练二DNA半保留复制的实验证据延伸分析5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，