高中生物-第六单元 遗传的分子基础 第2讲 DNA分子的结构复制基因的本质教学设计学情分析教材分析课后反思

“DNA分子的结构、复制、基因的本质”教学设计【课标要求】1.概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上2.概述DNA分子由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制【核心素养】1.理解能力：掌握DNA的结构，理解DNA的结构决定功能的生理观念，能对比分析探究遗传物质的经典实验的异同，DNA的复制，转录和翻译之间的差别，提升科学思维的能力。2.实验与探究能力：验证DNA分子的半保留复制方式等，培养科学探究能力。【教学方法】合作探究、讨论法演示法、讲授法【课前准备】1．学生的学习准备：认真阅读课本，完成课前预习学案，初步完成课内探究学案的例题2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。【课时安排】：1课时【教学过程】导入新课：上一节我们复习了《DNA是主要的遗传物质》，今天我们继续复习第二讲《第2讲DNA分子的结构、复制、基因的本质》展示讲解课标要求和核心素养课前预习学案情况反馈：ppt展示学生学案照片，DNA分子结构简图的手绘情况，进行点评讲解预习学案自主核对2min合作探究，展示点评如下内容：8min【探究点一】DNA与RNA分子结构的异同【例题1】如图四种化合物的化学组成中，“〇”中所对应的名称正确的是（）A.①腺嘌呤核糖核苷酸B.②腺苷C.③腺嘌呤脱氧核苷酸D.④腺嘌呤归纳总结：在ATP中：A表示，它是由和结合而成，A的简式可表示为；A+P表示；A+2P表示【变式训练1】在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是()A．①和②B．①和③C．③和④D．②和④[高考体验]（2013·新课标全国理综Ⅱ）关于DNA和RNA的叙述，正确的是()A．DNA有氢键，RNA没有氢键B．一种病毒同时含有DNA和RNAC．原核细胞中既有DNA，也有RNAD．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA【探究点二】碱基互补配对原则及其推论【例题2】在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的（）A.24%B.22%C.26%D.23%点拨归纳原则：A=TC=G注意：=1\*GB3①以上原则及推论仅适用于双链DNA分子的碱基计算，不适用于单链DNA分子的碱基计算。=2\*GB3②应用上述推论，还可以解决转录时mRNA中相关碱基数目和比例的计算等问题。【变式训练2】下列对双链DNA分子的叙述，哪项是不正确的A.若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍B.若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等C.若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3D.若一条链的G∶T=1∶2，另一条链的C∶A=2∶1【探究点三】关于DNA单、双链及RNA判断【例题3】经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中的碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为（）AGCTU甲60406040-乙30202030-丙412344-28A.双链DNA、单链DNA、RNAB.单链DNA、双链DNA、RNAC.双链DNA、RNA、单链DNAD.RNA、单链DNA、双链DNA点拨归纳：若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖则必为DNA；若A≠T，C≠G，则一定为单链DNA；若A=T、C=G，则一般认为是双链DNA；若出现碱基U或五碳糖为核糖则必为RNA。【变式训练3】甲生物核酸的碱基比例为：嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例为：嘌呤占34%、嘧啶占66%，则以下分别表示甲、乙生物正确的是（）A.蓝藻、变形虫B.T2噬菌体、豌豆C.硝化细菌、绵羊D.肺炎双球菌、烟草花叶病毒【变式训练4】已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型，现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该（）A.分析碱基类型，确定碱基比率B.分析碱基类型，分析核糖类型C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型【探究点四】DNA分子的复制及相关计算【例题4】蚕豆根尖细胞在含标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（）A.每条染色体的两条单体都被标记B.每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记假设蚕豆根尖细胞中有两条染色体，请图示上题过程（用不同颜色的笔）请继续画出第二个周期结束的情况。若不换培养基一直在含标记的培养基中分裂，让其复制三次，则不含的DNA占全部DNA分子的比例、含有的DNA分子占全部DNA分子的比例以及不含的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）A.1/2，7/8，1/4B.0，1，1/8C.0，7/8，1/8D.1/8，1，1/8【例题5】有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个，这n次复制共需游离腺嘌呤脱氧核苷酸多少个。（）A.40n-1B.40nC.40×2n-1D.40×(2n-1)点拨归纳：1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)3.若某DNA分子中含碱基T为a，(1)则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)(2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a·2n-1注意：做题的时候要注意是问复制n次，还是第n次复制。无论复制多少次，含初始元素的DNA分子始终是两个，含初始元素的DNA单链永远是两条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。【变式训练5】（多选题）某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个，该DNA分子在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）

A．在第一次复制时，需要(m-A)个

B．在第二次复制时，需要2(m-A)个

C．在第n次复制时，需要2n-1(m-A)个D．【探究点五】基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系【例题6】分析下图回答AA磷酸BCD脱氧核苷酸E基因FDNA+GH染色体图中B是_____________，C是_____________，G是_____________，F的基本组成单位是图中的_______________。E和F的关系是____________________。F的主要载体是___________，F和H的关系是__________________________。1个H中含_______个F，1个F中含有______个E，1个E中含有____个D。点拨归纳：1.对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。2．对于原核细胞来说，基因在拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这个载体。3.位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给后代，是细胞质遗传的基础。六、根据探究内容逐一点评学生展示的答案，同时对所涉及的知识点进行精讲点拨：探究一、ＤＮＡ和ＲＮＡ的比较1、DNA和RNA比较DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基AGCTAGCU主要存在位置细胞核细胞质结构规则的双螺旋结构单链功能主要的遗传物质少数病毒的遗传物质DNA的化学结构DNA分子的结构特点探究二、碱基互补配对原则及其推论DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。推论如下：1．双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。简记：“DNA分子中两个非互补碱基之和是DNA分子总碱基数的一半”。2．在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，则eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(A1＝T2,A2＝T1))⇒A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝eq\f(n%＋n%,2)＝n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。3．双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中一条链上，eq\f(A1＋G1,T1＋C1)＝m，则eq\f(A1＋G1,T1＋C1)＝eq\f(T2＋C2,A2＋G2)＝m，互补链中eq\f(A2＋G2,T2＋C2)＝eq\f(1,m)。简记为：“DNA两条互补链中，不配对两碱基之和的比值互为倒数，乘积为1”。双链DNA分子中，若eq\f(A1,单链)＝b%，则eq\f(A1,双链)＝eq\f(b,2)%。探究三：关于DNA单双链及RNA的判断（1）若有U无T,则为RNA。（2）若有T无U,则为DNA。双链DNA中A=T、G=C，单链DNA中一般A≠T、G≠C，也可能A=T、G=C。（3）在双链DNA及其转录的RNA之间，有：DNA中一条链中A1+T1=A2+T2=RNA分子中的A+U探究四：DNA分子复制的过程及相关计算1、场所：2、时期：3、条件4、复制原则：5、复制特点：6、复制的结果：7、精确复制的原因：8、复制的生物学意义：9、研究DNA复制的方法：探究五：、基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系七、总结提升。让学生自主绘制本节内容的知识网络，和教师绘制的进行比较当堂达标。学生限时完成（4min）作业布置：课下按时完成《课后拓展学案》学情分析由于本节是一轮复习课，学生已基本掌握以上知识，已经具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，本节课适宜开展讲授和探究式教学相结合的方法，有助于学生的理解和系统的掌握本节内容所涉及的知识点，最终引导学生构建知识网络，掌握DNA的结构，理解DNA的结构决定功能的生理观念，能对比分析探究遗传物质的经典实验的异同，DNA的复制，转录和翻译之间的差别，提升科学思维的能力。通过复习验证DNA分子的半保留复制方式等，培养科学探究能力。效果分析由于本节是一轮复习课，学生已基本掌握以上知识，已经具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。本节课在教法上符合课程标准规定和学生的实际情况，目标明确，要求具体切合实际。坚持启发式教学，教学方法手段灵活多样，促使学生经历自主、合作、探究的过程。教学互动性强，学生参与有广度和深度。课堂开放性强，且收放有度，学生能够发现和提出问题、发表自己的见解，教师对学生进行正确的价值引导。合理使用反馈评价机制，使学生得到合理及时的鼓励或纠正。课堂结构合理，教学环节紧凑，教学活动进展有序、自然、流畅。“学”的效果分析从学生被动接受教师的信息，走进主动去探究发现问题和交流。课堂上通过我的精讲点拨，使学生基本能够掌握了本节课所涉及知识点的解题方法。在这个过程中，学生的任务是思考讨论，大胆尝试，分析信息，自我评价。最后通过自我总结，构建了本节课的知识网络，初步达到预期效果。教材分析本节一轮复习课包括的内容是新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第三章第2、3、4节的内容，主要包括DNA分子的结构，DNA的复制和基因的本质三个部分。其中碱基互补配对原则是DNA结构、DNA复制以及DNA控制蛋白质合成过程中遵循的重要原则，DNA分子的双螺旋结构是学生学习和理解遗传学的基础知识；DNA独特的双螺旋结构保证了DNA具有多样性、特异性、稳定性的特征，它是学生理解生物的多样性、特异性、物种稳定性本质的物质基础。为学生进一步理解细胞的分裂过程有极大的促进作用，同时为学生理解遗传和变异现象提供了分子水平的依据，并为生物的变异和进化打下了基础。本节在一轮复习中占据重要的作用，引导学生演绎推理加强理解的同时，培养学生科学探究的一般方法和逻辑思维。评测练习[当堂检测]1.如图为用15N标记的DNA分子片段，下列说法中正确的是（）A.把此DNA分子放在含14N的培养基中复制3代，子代中含14N标记的DNA分子占总数的3/4B.①处的碱基对改变一定会引起生物表现型的变化C.限制性内切酶作用于③部位，解旋酶作用于②部位D.该DNA分子的特异性表现在碱基种类上2．DNA完全水解后得到的化学物质是（）A.氨基酸、葡萄糖、含氮碱基B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖C.核糖、含氮碱基、磷酸D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸3.下列有关DNA分子复制的叙述，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.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子4．分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤的含量占此链碱基数的最大值是（）A.20%B.30%C.40%D.70%课后拓展案1．细胞内某一DNA片段中有30％的碱基为A，则该片段中（） A.G的含量为30％B.U的含量为30％C.嘌呤含量为50％D.嘧啶含量为40％2．双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸，则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有（）A.2种B.3种C.4种D.5种3．一个DNA分子（双链结构）经过100次复制后，含有原分子旧链的DNA分子有（）A．2个B．4个C．100个D．个4．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是（）A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1:49D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变5．如果基因中四种脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，这种变化则意味着（）A．遗传信息的改变B．基因数量的改变C．基因位置的改变D．DNA空间结构的改变6.下列关于核酸的叙述中，正确的是（）A.DNA和RNA中的五碳糖相同B.组成DNA与ATP的元素种类不同C.T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数7．下列关于遗传信息的说法不正确的是（）A、基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息B、遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的C、生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上D、遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状8.一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是A、mm/3-1B.mm/3-2C.2(m-n)m/3-1D.2(m-n)m/3-29．从某生物组织提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例为鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A.26%B.24%C.14%D.11%10．紫茉莉的遗传信息储存于它的A．DNA和RNA分子，在细胞质和细胞核中B．DNA分子，在细胞质和细胞核中C．DNA或RNA分子，在细胞质和细胞核中D．DNA，在细胞质中11．以下所示四个双链DNA分子的一条链，其中稳定性最差是（）

A．双链DNA中A占25%B．双链DNA中T占30%

C．双链DNA中G占25%D．双链DNA中C占30%12．含有2000个碱基的DNA，每条链上的碱基排列方式有（）A.42000个B.41000个C.24000个D.21000个13．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14．豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)本质上的区别是（）A．所含有的性状不同B．所存在的遗传密码不同C．在同源染色体上存在的位置不同D．4种脱氧核苷酸的排列顺序不同15．将精原细胞的一个DNA分子用15N标记，并提供14N的原料，则该精原细胞产生的4个精子中没有放射性同位素15N的有（） A．0个B.1个C.2个D.4个16．基因是有遗传效应的DNA片段，在下面关于“遗传效应”的说法中，不正确的是（）A．能控制一种生物性状的表现B．能控制一种蛋白质的生物合成C．能转录形成信使RNAD．存在遗传密码并决定某种氨基酸17.含有32P或是31P的磷酸，两者的化学性质几乎相同，都可以参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如下图。由于DNA分子的质量不同，因此在离心管中的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：（1）G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0、G1、G2。（2）G2代在①、②、③三条带中DNA分子数的比例是。（3）图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①、条带②。（4）上述实验结果证明DNA的复制方式是复制。DNA的自我复制能使生物的保持相对的稳定。18.（2013·天津理综）肠道病毒EV71为单股正链RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。据图回答下列问题：(1)图中物质M的合成场所是________。催化①、②过程