《步步高》高考生物大一轮复习教案+作业第六单元教案24DNA分子的结构.docx
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《步步高》高考生物大一轮复习教案+作业第六单元教案24DNA分子的结构
学案24 DNA分子的结构、复制及基因
是有遗传效应的DNA片段
考纲要求
1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ>。
2.基因的概念(Ⅱ>。
3.DNA分子的复制(Ⅱ>。
一、DNA分子的结构
1.DNA双螺旋结构模型的构建——沃森、克里克(1953年>
2.DNA双螺旋结构特点:
(1>两条链____________盘旋成双螺旋结构。
(2>________和________交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;________排列在内侧。
(3>两条链上的碱基通过________连接成碱基对。
b5E2RGbCAP
3.碱基互补配对原则:
A(腺嘌呤>一定与________________配对;G(鸟嘌呤>一定与________配对。
p1EanqFDPw
思考DNA分子的结构可用“五、四、三、二、一”五个数字加以概括,这些数字的含义分别是什么呢?
二、DNA分子的复制
1.克里克的假说:
半保留复制。
2.实验方法:
放射性同位素示踪法。
3.时期:
有丝分裂的________和________________的间期。
4.条件:
(1>模板:
________________;(2>原料:
____________________;(3>能量:
ATP;(4>酶:
________________。
DXDiTa9E3d
5.特点:
________;________复制:
子代DNA=母链+子链。
6.准确复制的原因:
DNA分子独特的____________,为复制提供了精确的模板;_______________
_能够使复制准确无误地进行。
RTCrpUDGiT
7.意义:
保持了遗传信息的________。
想全了吗生物体中DNA分子复制的具体场所有哪些?
三、基因是有遗传效应的DNA片段
1.基因与DNA的关系
(1>一个DNA分子上有________个基因。
构成基因的碱基数________DNA分子的碱基总数。
5PCzVD7HxA
(2>基因是____________的DNA片段。
2.遗传信息与DNA关系
遗传信息蕴藏在DNA分子的____________之中。
3.DNA分子特性
(1>多样性:
主要取决于____________多样性。
(2>________:
是由DNA分子中特定的碱基排列顺序决定的。
(3>稳定性:
主要取决于DNA分子的________结构。
想一想DNA分子上所有的碱基序列都是遗传信息吗?
探究点
一DNA分子的结构及相关计算
1.分析下列DNA分子的构成过程,探讨下列问题:
(1>DNA的基本结构单位是________种____________。
(2>DNA分子中的________和________交替连接,排列在________侧,构成DNA分子的基本骨架。
jLBHrnAILg
(3>DNA分子的两条链通过________键连接;按________平行方式盘旋成________结构。
xHAQX74J0X
(4>配对的碱基,A与T之间形成________个氢键,G与C之间形成________个氢键。
C—G比例越大,DNA结构越________。
LDAYtRyKfE
2.DNA分子中碱基数量计算的规律
规律一:
在DNA双链中,A=____,G=____,A+G=____+C=____+C=T+____=50%,
=
=____。
Zzz6ZB2Ltk
规律二:
在DNA双链中,一条单链的(A+G>/(T+C>的值与另一条互补链的(A+G>/(T+C>的值互为________关系。
dvzfvkwMI1
规律三:
在DNA双链中,一条单链的(A+T>/(G+C>的值与另一条互补链的(A+T>/(G+C>的值是________的,也与整个DNA分子中的(A+T>/(G+C>的值是________的。
rqyn14ZNXI
思维拓展
1.基本组成单位——4种脱氧核苷酸
腺嘌呤(A>腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤(G>鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶(C>胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶(T>胸腺嘧啶脱氧核苷酸
2.每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基,因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。
3.互补配对碱基之和所占比例“三不变”,即在一条链中互补配对碱基之和所占该链碱基的比例,等于其在互补链中的比例,也等于在整个DNA分子中所占比例及在mRNA中所占比例。
EmxvxOtOco
探究示例1
(2018·上海卷,4>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%
听课记录:
变式训练1
某DNA
分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%,其中一条链(α>上的G占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条互补链(β>上的G占该链碱基总数的比例是( >SixE2yXPq5
A.35%B.29%C.28%D.21%
探究点二DNA分子的复制及相关计算
观察DNA复制的过程,回答下列问题:
1.DNA分子复制准确进行的原因是什么?
2.DNA复制的两个特点是什么?
3.某动物一DNA复制时,若从一端开始复制,理论上完成复制约需30s,而实际上只需12s左右,由此推测,DNA分子的复制是____(单、多>起点复制。
6ewMyirQFL
思维拓展
1.一个DNA分子复制n次后,得到的DNA分子数量为2n,增加的DNA分子数为2n-1,第n次复制增加的DNA分子数为2n-2n-1=2n-1,如图所示:
kavU42VRUs
2.某DNA分子中含某种碱基a个,则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a×(2n-1>;第n次复制,需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a×2n-1。
y6v3ALoS89
3.若以被同位素标
记的DNA分子的两条链为模板,复制n次后
,标记DNA分子占2/2n,标记的DNA单链占所有单链的1/2n;若用同位素标记原料,则复制n次后,标记DNA分子占100%,标记的单链占1-1/2n。
M2ub6vSTnP
探究示例2
(2018·山东理综,7>蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸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( >0YujCfmUCw
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
听课记录:
变式训练2
某校一个生物活动小组要进行研究性学习,对生物学史上的经典实验进行验证。
这个小组借助某大学的实验设备,对有关DNA复制的方式进行探索,有人认为DNA是全保留复制,也有人认为DNA是半保留复制。
为了验证这两种假设,这个小组设计了下列实验程序,请完成实验并对结果进行预测。
eUts8ZQVRd
实验步骤:
第一步:
在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA;在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N—DNA。
用某种离心方法分离得到的结果如图所示,其DNA分别分布在轻带和重带上。
sQsAEJkW5T
第二步:
将亲代大肠杆菌(含15N>转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ>,请分析:
如果DNA出现__________________________________,则是全保留复制;
如果DNA出现__________________________________,则是半保留复制;
第三步:
为了进一步验证第二步的推测结果,将亲代大肠杆菌(含15N>转移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ>,请分析:
GMsIasNXkA
如果DNA出现__________________________,则是全保留复制;
如果DNA出现__________________________,则是半保留复制。
探究点三基因与脱氧核苷酸、DNA和染色体之间的关系
分析基因与其它三者的关系,完成下面关系图:
1.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
2.基因、染色体、蛋白质、性状的关系
思维拓展
1.在基因、DNA与染色体关系上,明确基因是DNA的一部分,DNA是染色体的组成部分,DNA是重要的遗传物质,全部基因的集合不是所有的DNA,染色体不是遗传物质,只是遗传物质DNA的主要载体。
TIrRGchYzg
2.对于原核细胞来说,拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的,没有与蛋白质一起构成染色体。
3.一个DNA分子由n对碱基组成,则碱基排列顺序有4n种,排列遗传信息种类最多有4n种。
探究示例3
(2018·金陵中学摸底>若下图是果蝇某条染色体上的一段DNA分子的示意图。
下列说法正确的是( >7EqZcWLZNX
A.白眼基因含有多个核糖核苷酸
B.白眼基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因位于细胞质内
D.白眼基因基本组成单位是4种碱基
听课记录:
变式训练3
(2018·福建三明一调>如图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测定结果,关于该图说法正确的是( >lzq7IGf02E
A.控制朱红眼与深红眼的基因是等位基因
B.控制白眼和朱红眼的基因在遗传时遵循着基因的分离定律
C.该染色体上的基因在后代中都能表达
D.该染色体上的碱基数A=T,G=C
题组一DNA的结构、复制及相关计算
1.(2018·上海卷,27>某双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。
下列表述错误的是( >zvpgeqJ1hk
A.该DNA分子的一个碱基改变,不一定会引起子代性状的改变
B.该DNA分子连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C.该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D.该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种
2.关于下图DNA分子片段的说法不正确的是(多选>( >
A.解旋酶作用于③部分
B.②处的碱基对缺失导致染色体结构的变异
C.把此DNA放在含15N的培养液中复制2代,子代含15N的DNA占3/4
D.该DNA的特异性表现在碱基种类和(A+T>/(G+C>的比例上
3.(2018·海南卷,25>关于核酸生物合成的叙述,错误的是( >
A.DNA的复制需要消耗能量
B.RNA分子可作为DNA合成的模板
C.真核生物的大部分核酸在细胞核中合成
D.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期
4.(2018
·常州质检>一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则这个DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的( >NrpoJac3v1
A.44%B.24%C.14%D.28%
5.用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代,a、b、c为三种DNA分子:
a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,如下图,这三种DNA分子的比例正确的是( >1nowfTG4KI
6.(2018·安徽理综,5>甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是( >
A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子
B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行
C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶
D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次
7.DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P>变成了尿嘧啶。
该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G。
推测“P”可能是( >fjnFLDa5Zo
A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤
C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶
题组二基因、DNA和染色体之间的关系
8.人类第14号染色体信息已破译,总计含87410661个碱基对,研究报告称,第14号染色体含有1050个基因和基因片段。
则平均每个基因含有的碱基数为( >tfnNhnE6e5
A.83248B.166496
C.1050D.不能确定
9.下列关于基因的说法,正确的是(多选>( >
A.基因是控制生物性状的DNA的功能单位
B.基因是DNA的随机片段,与DNA是局部与整体的关系
C.基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息
D.一个DNA分子上有许多基因,基因具有多样性
10.一条染色体含有一个DNA分子,一个DNA中有许多个基因。
若该D
NA中某个脱氧核苷酸发生了改变,下列各项叙述错误的是( >HbmVN777sL
A.DNA的分子结构发生了改变
B.DNA分子所携带的遗传信息可能发生改变
C.DNA分子上一定有某个基因的结构发生了改变
D.该DNA分子控制合成的蛋白质的分子结构可能发生改变
11.(2018·苏州月考>同源染色体上的两个DNA分子大小一般是相同的,那么在这两个DNA分子的同一位置上的基因( >V7l4jRB8Hs
A.碱基对的排列顺序相同
B.碱基对的排列顺序不同
C.可能相同也可能不同
D.与在染色体上的位置无关
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
题组三 应用提升
12.(实验题>在正常情况下
,细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。
现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖,必须从培养基中摄取。
为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸,现提供如下实验材料,请你完成实验方案。
83lcPA59W9
(1>实验目的:
验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。
(2>实验材料:
突变细胞系、基本培养基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。
mZkklkzaaP
(3>实验原理
DNA主要分布在____________,其基本组成单位是____________;
RNA主要分布在____________,其基本组成单位是____________。
(4>实验步骤
第一步:
编号。
取基本培养基两个,编号为甲、乙。
第
二步:
设置对比实验。
在培养基甲中加入适量的核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸;在培养基乙中加入等量的
________________________________________________________________________AVktR43bpw
________________________________________________________________________。
ORjBnOwcEd
第三步:
培养。
在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系,放到________________培养一段时间,让细胞增殖。
2MiJTy0dTT
第四步:
观察。
分别取出培养基甲、乙中的细胞,用放射性探测显微仪探测观察________________________。
gIiSpiue7A
(5>预期结果
①培养基甲中___________________________________________________________;uEh0U1Yfmh
②培养基乙中___________________________________________________________。
IAg9qLsgBX
(6>实验结论:
_______________________________________________________。
WwghWvVhPE
学案24 DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段
课前准备区
一、2.(1>反向平行 (2>脱氧核糖磷酸碱基 (3>氢键
3.T(胸腺嘧啶> C(胞嘧啶>
思考五种元素:
C、H、O、N、P;四种碱基:
A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸;三种物质:
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基;两条长链:
两条反向平行的脱氧核苷酸链;一种螺旋:
规则的双螺旋结构。
asfpsfpi4k
二、3.间期减数第一次分裂前4.(1>DNA分子的两条链
(2>4种游离的脱氧核苷酸 (4>解旋酶、DNA聚合酶
5.边解旋边复制半保留6.双螺旋结构碱基互补配对原则7.连续性
想全了吗真核生物:
细胞核、线粒体、叶绿体;原核生物:
拟核、质粒;病毒:
宿主细胞内。
三、1.(1>许多小于 (2>有遗传效应2.碱基排列顺序
3.(1>碱基排列顺序 (2>特异性 (3>双螺旋
想一想不是,只有基因中控制生物遗传性状的脱氧核苷酸序列才是遗传信息。
课堂活动区
探究点一
1.(1>4脱氧核苷酸 (2>脱氧核糖磷酸外 (3>氢反向双螺旋 (4>23稳定
2.TCTAG1倒数相等相等
探究示例1C[在DNA分子中,A=T,G=C,故嘌呤的含量=嘧啶的含量=50%。
A占30%,则G占50%-30%=20%。
DNA分子中不含U。
]ooeyYZTjj1
BkeGuInkxI
变式训练1A[整个DNA分子中的A+T占整个DNA分子碱基总数的44%,则G+C占整个DNA分子碱基总数的56%,又因为其中一条链(α>上的G占该链碱基总数的21%,所以与G对应的互补链(β>上的C占β链碱基总数的21%,在该DNA分子中,β链上的G+C占该链碱基总数的比例等于G+C占整个DNA分子中碱基总数的比例,因此G占β链碱基总数的比例为56%-21%=35%,故选A。
]PgdO0sRlMo
探究点二
1.准确进行的原因如下:
①DNA独特双螺旋结构为复制提供精确模板;②碱基互补配对原则保证复制能够准确地进行。
3cdXwckm15
2.DNA复制的两个特点是:
边解旋边复制;半保留复制。
前者指的是复制过程特点,后者指的是复制的结果特点。
h8c52WOngM
3.多
探究示例2B[完成一个细胞周期后,一条染色体上只有一个DNA分子,这一DNA分子的一条链为正常链,一条链为标记链。
再复制一次后得到两个DNA分子,一个DNA分子的两条链全为正常链,另一DNA分子的一条链为正常链,另一条链为标记链,这两个DNA分子位于同一染色体的姐妹染色单体上。
]v4bdyGious
变式训练2
一半在轻带位置,一半在重带位置全部位于中带位置3/4在轻带位置,1/4在重带位置一半在中带位置,一半在轻带位置J0bm4qMpJ9
解读亲代大肠杆菌(含15N>转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ>后,全保留复制的话,2个DNA分子中1个DNA是14N—DNA,另外1个DNA是15N—DNA,故DNA一半在轻带位置,一半在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是一条链含14N、一条链含15N,故DNA全部位于中带位置。
亲代大肠杆菌(含15N>转移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ>后,全保留复制的话,4个DNA分子中1个DNA是15N—DNA、另外3个DNA是14N—DNA,故DNA3/4在轻带位置,1/4在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是一条链含14N、一条链含15N,另2个DNA分子全是14N—DNA,故DNA一半在中带位置,一半在轻带位置。
XVauA9grYP
探究点三
1.染色体1或2DNA许多功能结构脱氧核苷酸许多2.DNA蛋白质线性
探究示例3B[本题考查基因概念的相关知识。
解题过程中要理解基因的含义,把握基因与DNA的关系。
基因是有遗传效应的DNA片段,其基本组成单位与DNA相同,即为脱氧核苷酸,脱氧核苷酸共有4种,故D错误;每个DNA分子上含有很多个基因,每个基因中含有许多个脱氧核苷酸,故A错误;染色体是DNA的主要载体,白眼基因位于染色体上,是细胞核基因,故C错误。
]bR9C6TJscw
变式训练3D[等位基因位于同源染色体上,遵循基因的分离定律,朱红眼与深红眼、白眼与朱红眼是位于同一染色体上的基因,不是等位基因,也不遵循基因的分离定律。
基因是选择性表达的,该染色体上的基因在
后代中不都能表达。
]pN9LBDdtrd
构建知识网络
①多样性②特异性③DNA片段④遗传信息
⑤边解旋边复制⑥半保留复制
课后练习区
1.B [一个碱基改变,不一定引起氨基酸改变,性状也不一定改变。
若DNA分子复制两次,需碱基A的数量为:
60×(22-1>=180个。
碱基的排列方式有4n(n为碱基对>种。
因A=T=60则G=C=
=140,所以A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7。
A、C、D三项不符合题意,选B项。
]DJ8T7nHuGT
2.BCD[DNA的特异性表现在碱基对的排列顺序上,基因中碱基对的缺失导致基因突变,而不是染色体变异。
把此DNA放在15N的培养基中复制2代,子代含15N的DNA占100%。
]QF81D7bvUA
实验链接探究DNA复制的方法和原理
(1>方法:
同位素标记法。
(2>原理:
根据DNA分子比重不同,借助离心技术,通过离心后DNA在试管中的位置确定复制方式。
3.D[DNA分子复制时,双链解旋成单链的过程需要ATP供能;在逆转录酶的作用下,某些生物可以以RNA为模板合成DNA;真核细胞中,DNA复制与DNA转录合成RNA的过程主要发生在细胞核中;真核细胞的染色体DNA的复制发生在细胞有丝分裂间期或减数分裂前的间期。
]4B7a9QFw9h
4.D [A1、G1分别表示一条链上腺嘌呤和鸟嘌呤的数目,T2表示另一条链中胸腺嘧啶数目,A1+G1占DNA分子碱基总数的24%,即
=24%。
ix6iFA8xoX
由于A1+G1+C1+T1=
(A+G+C+T>,
故A1+G1占本链碱基总数的48%。
又A1=(1+40%>G1,
所以由以上分析可得A1=28%,G1=20%。
根据碱基互补配对原则T2=A1=28%。
]
方法规律利用简图法解答DNA分子结构中相关计算
简图法是指将复杂的生理过程用简易的图示呈现出来,从而简化解题的过程。
此种方法可将抽象问题变得形象直观。
wt6qbkCyDE
5.D[假设亲代DNA分子为n个,则繁殖四代后,DNA分子总数为16n,其中,只含15N的DNA分子为0个,同时含14N和15N的有2n个,只含14N的有14n个,它们呈现的比例为D图所示。
]Kp5zH46zRk
6.D[由图可以看出,甲
图所示为DNA分子的复制过程,其方式为半保留复制,产生两个相同的子代DNA分子;乙图所示为以DNA分子的一条链为模板,产生单链RNA的转录过程,故A项错误。
DNA分子复制过程可发生在细胞核、叶绿体、线粒体中,转录过程主要发生在细胞核中,B项错误。
在上述两个过程中,均需要解旋酶参与,故C项错误。
在一个细胞周期中,DNA分子只复制一次,在整个细胞周期中每时每刻都需要多种酶的参与,多数酶的化学本质是蛋白质,因而转录、翻译过程贯穿于细胞周期的始终,因此,乙图所示过程可起始多次,D项正确。
]Yl4HdOAA61
拓展提升真原核生物的DNA分子复制的拓展
DNA的复制是边解旋边复制,真核生物的DNA复制是从多个起点同时进行复制的,最后合成的DNA片段再连接在一起构成一条完整的脱氧核苷酸链。
而原核生物的DNA只有一个复制起点。
ch4PJx4BlI
7.D[根据半保留复制的特点,DNA分子经过两次复制后,突变链形成的两个DNA分子中含有U—A、A—T碱基对,而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有G
—C、C—G碱基对,因此替换的可能是G,也可能是C。
]qd3YfhxCzo
8.D[在染色体的DNA分子
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- 步步高 高考 生物 一轮 复习 教案 作业 第六 单元 24 DNA 分子 结构