《2012屆高三生物二輪復習 DNA分子的結構和復制教案 人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2012屆高三生物二輪復習 DNA分子的結構和復制教案 人教版（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 DNA分子的結構和復制 【課前復習】 在學習新課程前先復習有關DNA分子的基本元素組成、三種基本組成物質、基本結構單位、有絲分裂、減數(shù)分裂等知識，這樣既有利于掌握新知識，又便于將新知識納入知識體系中。 溫故——會做了，學習新課才能有保障 1．組成DNA分子的化學元素是 A． C、H、O B．C、H、O、N C． C、H、O、N、P D．C、H、O、N、P、S 答案：C 2．下列哪一組物質是DNA的組成成分 A．脫氧核糖、核酸和磷酸 B．脫氧核糖、堿基和磷酸 C．核糖、堿基和磷酸 D．核糖、核酸和磷酸 答案：B 3．DNA的基本組成單位

2、是 A．核苷酸B．脫氧核苷酸 C．核糖核苷酸D．氨基酸 答案：B 4．在細胞的有絲分裂和減數(shù)分裂過程中，DNA分別在____________期和____________加倍。 答案：分裂間　減數(shù)第一次分裂間期 5．圖6—3—1是在生物生殖和發(fā)育過程中發(fā)生在細胞核中的某物質或結構的變化，請讀圖回答問題： 圖6—3—1 此圖是表示細胞核中____________的數(shù)量變化圖。AB段表示____________中____________的變化；BC段表示____________，形成的子細胞是____________；CD段表示____________，形成的細胞是_______

3、_____；DE段表示____________，形成的細胞是____________。 答案：有絲分裂　染色體　精原細胞或卵原細胞　減數(shù)分裂　精子或卵細胞　受精作用　受精卵　有絲分裂　體細胞 知新——先看書，再來做一做 1． DNA分子的結構 (2)組成：DNA是一種高分子化合物，每個分子都是由成百上千個____________種脫氧核苷酸聚合而成的長鏈，簡稱____________鏈。 (3)DNA的結構是規(guī)則____________。其主要特點是： ①由兩條脫氧核苷酸鏈____________平行盤旋而成雙螺旋結構。 ②外側：由____________和_________

4、___交替連接構成基本骨架。 ③內(nèi)側：兩條鏈上的堿基通過____________形成堿基對。堿基對的形成遵循_____________原則，即A一定與____________配對(氫鍵有____________個)，G一定與____________配對(氫鍵有____________個)。 (4)特性 ①多樣性：是由于____________排列順序千變?nèi)f化。 ②特異性：是由于特定的____________排列順序。 ③儲存遺傳信息：DNA分子中通過____________排列順序來儲存大量遺傳信息。 2．DNA分子的復制 (1)概念：是以____________為模板合成___

5、_________的過程。 (2)時間：DNA分子復制是在細胞有絲分裂的____________和減數(shù)____________，是隨著____________的復制來完成的。 (3)場所：____________。 (4)過程 ①解旋：DNA分子首先利用細胞提供的能量，在____________的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。 ②合成子鏈：以解開的_____________為模板，以游離的____________為原料，遵循____________原則，在有關____________的作用下，各自合成與母鏈____________的子鏈。 ③形成子代DNA：每條子鏈與其對應的__

6、__________盤旋成雙螺旋結構。從而形成____________個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。 (5)特點 ①DNA復制是一個邊____________邊____________的過程。 ②由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一條鏈，因此，這種復制叫____________復制。 (6)條件：DNA分子復制需要的模板是____________；原料是____________；能量是____________；還需要____________。 (7)準確復制的原因 ①DNA分子____________提供精確的模板。 ②通過____________保證了復制準

7、確無誤。 (8)功能：DNA分子通過復制，使親代的_____________傳遞給子代，從而保證了____________的連續(xù)性，故有傳遞____________的功能。 ? 【學習目標】 1．記住DNA分子的結構，并且能夠說明DNA分子的基本單位、組成及雙螺旋結構的特點，能對這些知識采用適當?shù)男问剑ㄎ淖?、圖、表）予以表達。 2．理解DNA的穩(wěn)定性、特異性、多樣性等特性。 3．能夠解釋說明DNA復制的概念、過程及復制的意義，理解堿基互補配對原則，會運用堿基互補配對原則進行計算。 ? 【基礎知識精講】 課文全解： 在學習了DNA是主要的遺傳物質以后，本小節(jié)著重說明DNA具有

8、遺傳功能的特定結構以及它傳遞遺傳信息的復制功能。 1．DNA的結構 教材首先提出DNA的雙螺旋結構模型，并出示了其模式圖，然后就此圖展開分析。由點→線→面→體的順序進行闡述。 點：DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸。如圖6—3—2根據(jù)含氮堿基不同可以把脫氧核苷酸分成4種，分別是腺嘌呤脫氧核苷酸（A）；鳥嘌呤脫氧核苷酸（G）；胞嘧啶脫氧核苷酸（C）；胸腺嘧啶脫氧核苷酸（T）。 線：很多脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈。如圖6—3—3。 面：由2條反向平行排列的脫氧核苷酸鏈形成DNA分子的平面結構。如圖6—3—4。 體：規(guī)則的雙螺旋結構。如圖6—3—5。 圖6—3—2　　　 圖6—

9、3—3　　　圖6—3—4　　　　圖6—3—5 DNA的結構特點如下表所示： DNA的結構特點 ? 主鏈 側鏈 構成方式 ①脫氧核糖與磷酸交替排列； ②兩條主鏈呈反向平行； ③盤旋成規(guī)則的雙螺旋 ①主鏈上對應堿基以氫鍵連結成對； ②堿基互補配對（A—T，G—C）； ③堿基對平面之間平行 位置 雙螺旋外側 雙螺旋內(nèi)側 在分子結構上，DNA是由4種脫氧核苷酸連接而成多核苷酸的兩條單鏈，通過氫鍵把兩條單鏈上相對的堿基連接起來。堿基的配對是有規(guī)律的，A一定與T配對，G一定與C配對。這就是堿基互補配對原則。所以，在DNA中堿基的比率總是(A+G)／(T+C)＝1，嘌呤堿的分

10、子總數(shù)等于嘧啶堿的分子總數(shù)。這樣的互補配對，形成為多核苷酸的雙鏈。雙鏈圍繞一個主心軸，形成梯狀的雙螺旋結構。在雙鏈上，4種堿基的排列順序是不受限制的，因而提供了DNA分子結構的多樣性，而每一特異的DNA分子有其獨特的堿基排列順序。 2．DNA的特性 從以上分析可以看出DNA分子的特性如下： （1）多樣性 組成DNA的堿基雖然只有4種，但是由于在不同的DNA分子中所含有的堿基對的數(shù)量不同，排列順序千變?nèi)f化，因而構成了DNA分子的多樣性。例如，一個具有4000個堿基對的DNA分子所攜帶的遺傳信息是44000種，44000是多大呢？我們可以這樣計算： 設：N=44000 對上式取對數(shù)：l

11、gN＝lg44000＝lg (22)4000=lg 28000=8000lg 2 根據(jù)常用對數(shù)可知：lg2≈0.3010 ∴1gN≈8000×0.3010＝2408 由常用對數(shù)的意義可以得到：N＝102408 ∴44000＝102408即102408種。 （2）特異性 不同的DNA分子由于堿基對的排列順序存在著差異，因此，每一個DNA分子的堿基對都有其特定的排列順序，這種特定的排列順序包含著特定的遺傳信息，從而使DNA分子具有特異性。 （3）DNA的復制 DNA分子的結構不僅使DNA分子能夠儲存大量的遺傳信息，還使DNA分子通過復制來傳遞遺傳信息。 ①概念：以親代DNA分子為

12、模板來合成子代DNA的過程。 ②時間：細胞有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂的間期，隨染色體的復制而完成的。 ③過程：DNA復制的過程大體分為三個階段，結合教材中的圖6—6來學習。 a．解旋 b．以母鏈為模板進行堿基配對 c．形成兩個新的DNA分子 ④條件：模板、原料、酶和能量。 ⑤特點：邊解旋邊復制、半保留復制。 ⑥準確性的原因：DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證準確無誤的復制。 ⑦意義：遺傳信息從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。 綜上所述，本節(jié)的知識結構如下： 問題全解： 13．DNA的元素組成及其基本單位是什么？

13、DNA的元素組成是：C、H、O、N、P；其基本單位是脫氧核苷酸。 14．DNA的結構及結構特點是什么？ 見“課文全解1”。 15．什么是堿基互補配對原則？ 在DNA分子中形成堿基對時，A一定與T配對，G一定與C配對，這種一一對應的關系，稱為堿基互補配對原則。 16．有關堿基互補配對的計算問題有何規(guī)律？ 規(guī)律一：DNA雙鏈中的兩個互補的堿基數(shù)相等；任意兩個不互補的堿基之和恒定，且占堿基總數(shù)的50%，即：A=T；G=C；A+G=T+C=A+C=T+G=50%總堿基數(shù)；A+G/T+C=A+C/G+T=T+C/A+G=G+T/A+C=1，一般情況下A+T≠G+C，A+T/G+C≠G+C/A

14、+T≠1。 規(guī)律二：在DNA雙鏈中，一條單鏈的兩個不互補的堿基和之比如A+G/T+C的值與另一條互補單鏈上的這個比值如A+G/T+C的值是互為倒數(shù)的。即一條單鏈的A+G/T+C的值為K，則另一條互補單鏈的A+G/T+C的值是1/K。 規(guī)律三：DNA雙鏈中，一條單鏈的兩個互補的堿基和如A+T（或G+C）占此鏈堿基的比值與另一條互補單鏈上的這兩個堿基和如A+T（或G+C）在對應鏈堿基的比值相等，也與整個DNA分子的如A+T（或G+C）占整個DNA堿基的比值是相等的，正因為這樣，一條單鏈的A+T/G+C的值，與另一條互補鏈的A+T/G+C的值是相等的，也與整個DNA分子的A+T/G+C的值是相等

15、的。 17．何為DNA分子的多樣性及特異性？其原因是什么？ 見“課文全解2”。 18．何為DNA分子的復制？復制是怎樣進行的？ 所謂復制就是新合成的DNA分子與原來的DNA分子結構一致。能夠“自我”復制是遺傳物質的重要特征之一。染色體能夠復制，基因能夠復制，歸根到底是DNA能夠復制。 DNA分子的復制發(fā)生在細胞的有絲分裂或減數(shù)分裂第一次分裂的間期。這時候，一個DNA分子雙鏈之間的氫鍵斷裂，兩條鏈彼此分開，各自吸收細胞內(nèi)的核苷酸，按照堿基配對原則合成一條新鏈，然后新舊鏈聯(lián)系起來，各自形成一個完整的DNA分子。復制完畢時，原來的一個DNA分子，即成為兩個DNA分子。因為新合成的每條DNA

16、分子都含有一條原來的鏈和一條新鏈，所以這種復制方式稱為半保留復制。 ? 【學習方法指導】 1．在學習“DNA的結構”時，可以用“模型輔助法”來學習。注意結合圖與模型，先觀察DNA的整體結構，為思維創(chuàng)建一個支點，再按照點、線、面、體的順序由局部到整體進行學習，然后再從整體到局部歸納出DNA的結構特點。 2．有關DNA的復制的內(nèi)容可以用“演繹分解法”來學習。結合有絲分裂與減數(shù)分裂的過程，將這一部分內(nèi)容演繹分解成時間、場所、條件、過程、方式、特點、結果、意義等幾個小問題來進行學習。也可以結合簡易模型來模仿復制過程加深理解。 3．運用規(guī)律，進行計算。 見“堿基互補配對規(guī)律的有關計算問題”。

17、 ? 【知識拓展】 1．DNA的雙螺旋空間結構的發(fā)現(xiàn) 1950年，查蓋夫發(fā)現(xiàn)了DNA堿基組成的特點即A/T=C/G=1；而A+T/C+G的值各種生物不同，反映出種的特異性。1953年威爾金斯成功地制出高度定向的DNA纖維，獲得了X衍射照片，經(jīng)沃森、克里克分析，認為與他們設想的雙螺旋模型是符合的。因此，他們二人根據(jù)X衍射分析和關于DNA堿基組成的數(shù)據(jù)，最終提出了DNA的雙螺旋結構模型。 2．DNA分子相對穩(wěn)定性的原因 DNA分子的雙螺旋結構是相對穩(wěn)定的。這是因為在DNA分子雙螺旋結構的內(nèi)側，通過氫鍵形成的堿基對，使兩條脫氧核苷酸長鏈穩(wěn)固地并聯(lián)起來。另外，堿基對之間縱向的相互作用力也進

18、一步加固了DNA分子的穩(wěn)定性。各個堿基對之間的這種縱向的相互作用力叫做堿基堆集力。現(xiàn)在普遍認為堿基堆集力是穩(wěn)定DNA結構的最重要的因素。再有，雙螺旋外側負電荷的磷酸基團同帶正電荷的陽離子之間形成的離子鍵，可以減少雙鏈間的靜電斥力，因而對DNA雙螺旋結構也有一定的穩(wěn)定作用。 3．為什么嘌呤一定要與嘧啶配對？為什么A一定與T配對，G一定與C配對？ 在分子結構上，DNA是由4種脫氧核苷酸連接而成多核苷酸的兩條單鏈，并且通過氫鍵把兩條單鏈上相對的堿基連接起來。堿基的配對是有規(guī)律的，其原因是兩條鏈之間的空間是一定的。嘌呤和嘧啶的分子結構不同，嘌呤是雙環(huán)化合物，嘧啶是單環(huán)化合物。因此，若兩條鏈上相對應

19、的堿基都是嘌呤環(huán)，則所占的空間太大；若兩條鏈上相對應的堿基都是嘧啶環(huán)，則相距太遠，不能形成氫鍵。只有A與T相連， G與C相連，其長才合適，所以堿基配對必須由一個嘌呤與一個嘧啶組成。另外，A與T配對是通過兩個氫鍵相連，G與C配對是通過三個氫鍵相連，因此堿基配對只能是A與T或G與C，不能是A與C或G與T，因為在氫鍵位置上彼此不相適應。 ? 【同步達綱訓練】 1．提出DNA分子雙螺旋結構模型的是 A．孟德爾 B．艾弗里 C．格里菲思 D．沃森和克里克 2．有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構中有一個腺嘌呤，則它的其他組成應是 A．三個磷酸、三個脫氧

20、核糖和一個胸腺嘧啶 B．兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胞嘧啶 C．兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶 D．兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個脲嘧啶 3．構成DNA分子的堿基有A、G、C、T四種，因生物種類不同而不同的比例是 A．(A+C)/(G+T) B．(G+C)/(A+T) C．(A+G)/(C+T) D．A/T和G/C 4．一個DNA分子中有腺嘌呤1500個，腺嘌呤與鳥嘌呤之比為3∶1，則這個 DNA分子中含有脫氧核糖的數(shù)目為 A．2000個 B．3000個 C．4000個 D．8000個 5．在某DNA分子的所有堿基中，

21、腺嘌呤的分子數(shù)占22%，則胞嘧啶的分子數(shù)占 A．11% B．22% C．28% D．44% 6．DNA的一條單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是 A．0.4和0.6 B．2.5和1.0 C．0.4和0.4 D．0.6和1.0 7．DNA的一條單鏈中A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是 A．0.4和0.6 B．2.5和1.0 C．0.4和0.4 D．0.6和1.0 8．DNA分子的特異性決定于 A．核糖的種類 B．堿基的種類 C．堿基的比例 D．堿基對的排

22、列順序 9．用同位素32p標記某一噬菌體內(nèi)的雙鏈DNA分子，讓其侵入大腸桿菌繁殖，最后釋放出200個后代，則后代中32p的鏈占總鏈數(shù)的 A．0.5% B．1% C．2% D．13.50% 10． 某DNA分子共有堿基1400個，其中一條單鏈上（A+T）∶（C+G）= 2∶5。問該DNA分子連續(xù)復制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是 A．300個 B．400個 C．600個 D．1200個 11． DNA復制所需的基本條件是 A．模板、原料、能量和酶 B．RNA、DNA、ATP和酶 C．模板、溫度、能量和酶 D．DNA、脫氧核糖、

23、能量和酶 12．下列有關DNA復制的說法中錯誤的是 A． DNA的復制發(fā)生在有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂的間期 B．在DNA復制中需要多種酶的參與 C． DNA復制的過程就是合成新的DNA分子的過程 D． DNA復制中若出現(xiàn)錯誤，對生物就無意義可言 13．某些藥物可以抑制腫瘤細胞DNA的復制，從而達到控制癌癥的目的。這些藥物作用的細胞正處在細胞周期的 A．間期　　　　B．前期　　　　C．中期　　　　D．后期　　　　E．末期 14．一個DNA分子復制完畢后，新形成的DNA分子子鏈 A．是DNA母鏈的片段 B．和DNA母鏈之一完全相同 C．和DNA母鏈稍有不同

24、 D．和DNA母鏈相同，但T為U所代替 15．分別用放射性元素32P和35S標記某噬菌體DNA和蛋白質外殼，該噬菌體侵染細菌后，經(jīng)多次復制，所釋放出的子代噬菌體只有少部分 A．不含32P B．含32P C．不含35S D．含35S 16． 在生物體內(nèi)，一個最短的DNA分子中堿基對的排列方式也會有44000種，這說明DNA分子是能夠儲存大量的_____________。DNA分子所具有的____________和____________從分子水平上決定了生物體的多樣性和特異性。 17．康貝格(Komberg)曾以噬菌體為引子，用四種脫氧核苷酸為原料，加入適量ATP和DNA

25、聚合酶，在試管中把游離的脫氧核苷酸合成了噬菌體DNA，這種半人工合成的DNA也能夠在寄主(細菌)體內(nèi)繁殖。請據(jù)此回答下列問題： （1）該實驗說明的問題是__________________________。 （2）加入ATP的目的是____________________，說明該過程是_____________________。 （3）加入DNA聚合酶的目的是_____________________。 （4）若DNA是在細菌細胞內(nèi)合成，則其場所是____________；若在真菌細胞內(nèi)合成，其場所可能是_________；若在高等植物葉肉細胞內(nèi)合成，其場所又可能是__________

26、_____。 ? ? 參考答案 1．D　2．C　3．B　4．C　5．C　6．B　7．C　8．D　9．A　10．C　11．A　12．D　13．A　14．B 15．解析：噬菌體是一類病毒，它的外殼由蛋白質構成，內(nèi)有DNA，蛋白質含S，DNA含P而不含S。噬菌體侵染細菌時只將DNA注入細菌細胞內(nèi)，而蛋白質外殼則留在外面。噬菌體進行DNA復制的模板是噬菌體DNA，所需的脫氧核苷酸，合成蛋白質所需的氨基酸則來自細菌細胞內(nèi)部，都不具有放射性。由于DNA是半保留復制，進入細菌內(nèi)部的噬菌體DNA含32P，但細菌細胞內(nèi)的脫氧核苷酸不含32P，因此多次復制后產(chǎn)生的子代噬菌體中只有少數(shù)噬菌體含32P，具體地說，只有2個噬菌體含32P。 答案：B 16．遺傳信息　多樣性　特異性 17．(1)在一定條件下，DNA具有自我復制功能　(2)為DNA復制提供能量　一個耗能過程　（3）促進DNA新鏈的合成?。?）原核細胞的核區(qū)　細胞核、線粒體　細胞核、線粒體、葉綠體 - 7 - 用心 愛心 專心