(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

18讲DNA一、考纲要求：DNA分子构造的主要特点(Ⅱ)。DNA分子的复制(Ⅱ)。基因的概念(Ⅱ)。二、教学目标：了解DNA分子构造的主要特点和DNA双螺旋构造模型的制作；了解DNA复制的过程；知道基因是有遗传效应的DNA片段；了解DNA分子具有多样性和特异性。素养培育目标：生命观念：通过把握DNA分子的构造和功能，理解生命的连续和进展。科学思维：通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培育归纳与概括、规律分析和计算力气。科学探究：通过DNA复制方式的探究，培育试验设计及结果分析的力气。三、教学重、难点：教学重点：DNA分子构造的主要特点和DNA双螺旋构造模型的制作；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。教学难点：DNA分子构造的主要特点和DNA双螺旋构造模型的制作；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分子的构造及相关计算〔一〕〔学生自主看书填空、课堂学生间沟通反响订正〕DNA分子的构造层次巧记利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的构造DNA分子的构造特点(1)多样n个碱基对的DNA4n种碱基对排列挨次。(2)特异性：如每种DNA分子都有其特定的碱基对排列挨次。(3)稳定性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的挨次不变，碱基对构成方式不变等。3．DNA分子中的碱基数量的计算规律DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数一样，即A＋G＝T＋C。A＋T互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都一样，即假设在一条链中 ＝m，在互补链及G＋CA＋T整个DNA分子中 ＝m。G＋C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，即假设在DNA分子的一条链A＋G A＋G 1 A＋G中T＋C＝a，则在其互补链中T＋C＝a，而在整个DNA分子中T＋C＝1。〔二〕根底训练〔课前完成，课上提问：讲义P147〔三〕拓展〔教师精讲〕分析DNA分子构造图像一个DNA分子片段中有几个游离的磷酸基团？提示2个。图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？提示不能。图中碱基之间是如何连接的？提示双链DNA过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。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⑨，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于⑩。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4种含氮碱基。如何依据碱基的种类和比例确定核酸的类型？提示依据碱基的种类确定是DNA还是RNA，假设含有碱基U则是RNA，假设含有碱基T而不含有碱基U，则是DNA；依据碱基的比例确定是单链还是双链，假设嘌呤数/嘧啶数＝1，则一般是双链，假设嘌呤数/嘧啶数≠1，则是单链。DNA200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4DNA分子碱基排列方4100种，对吗？提示错。四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师帮助精练一DNA分子构造分析以下关于DNA分子构造的表达，正确的选项是( C )A．DNA4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链构造B．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基C．DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对D．DNA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分子构造的相关计算(2023·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aa－bC．互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比率为2D．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〕〔学生自主看书填空、课堂学生间沟通反响订正〕1．DNA分子的复制(1)方式推想：沃森和克里克提出假说：DNA分子复制方式为半保存复制。(2)试验证据①试验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。15N的双链DNA14N的双链DNA14N15N的双链DNA密度居中。③试验假设：DNA以半保存的方式复制。④试验预期：离心后应消灭3条DNA带。重带(密度最大)15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)14N15NDNA；轻带(密度最小)14N标记的子代双链DNA。⑤试验过程⑥过程分析：马上取出，提取DNA→离心→全部重带。生殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。生殖DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。⑦试验结论：DNA的复制是以半保存方式进展的。(3)复制过程①概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。②时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。③图解④特点：边解旋边复制。⑤方式：半保存复制。⑥结果：形成两个完全一样的DNA分子。⑦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。⑧保障：DNA具有独特的双螺旋构造，为复制供给了准确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进展。〔二〕根底训练〔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？提示前者使氢键翻开，DNA双链解旋；后者催化形成磷酸二酯键，从而形成的子链。蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进展图示过程呢？提示蛙的红细胞进展无丝分裂，可进展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，不能进展DNA分子的复制。上图所示DNA复制过程假设发生在细胞核内，形成的两个子DNA位置如何？其上面对应片段中基因是否一样？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，DNA分子将于有丝分裂后期或减数其次次分裂后期着丝点分裂时，随两条姐妹染色单体分别而分开，分别进入两个子细胞中。(4)15N14N(Ⅰ和Ⅱ)DNA分子将分布在试管中的不同位置上。请推想绘出假设DNA的复制方式为以以下图所示的(Ⅰ和Ⅱ)的试验结果中各带的分布图像()。提示四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师帮助精练一透过情景辨析DNA分子复制真核细胞中DNA复制如以以下图所示，以下表述错误的选项是( 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D．DNA分子的准确复制依靠于碱基互补配对原则精练二DNA半保存复制的试验证据延长分析细菌在15N培育基中生殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培育