2022年高中生物 第3章《DNA分子的结构和复制》学案 新人教版必修2

2022年高中生物 第3章DNA分子的结构和复制学案 新人教版必修2预习目标：1、归纳DNA分子结构的主要特点并分析原因。 (重点） 2、总结利用DNA复制特点进行计算的相关规律。 （难点）3、表解并记熟DNA分子的复制概念、时期、过程、条件、意义。 （重点）4、会分析复制与变异的关系。5、基因的本质使用说明 先自己做，遇到问题用红笔做好标记。将遇到问题小组交流，形成统一答案，准备展示和点评。按照小组合作，优质高效的要求，请同学们认真积极参与，突破重难点。课前基础梳理：知识点归纳与结论自主思考一、DNA双螺旋结构模型的构建1对DNA的认识(1)DNA分子是以4种_为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有_四种碱基。(2)腺嘌呤(A)的量等于_的量，鸟嘌呤(G)的量等于_的量。2模型建立(1)建立人：_。(2)模型：磷酸核糖在外、碱基在内的_。思考1DNA分子在结构上具有相对的稳定性其原因是什么？二、DNA分子的空间结构1构成：两条脱氧核苷酸链按_的方式盘旋成_结构。2由_和_交替连接排在外侧，构成基本骨架；_在内侧，由两条链上的碱基通过_连接成碱基对。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。4.DNA分子的结构特点 。三、DNA分子的复制1概念：以_为模板合成_的过程。2发生时期：有丝分裂_和减数第一次分裂的间期。3过程：(1)解旋：需要细胞提供能量，在_的作用下，两条螺旋的双链解开。(2)合成子链：以_为模板，在_等酶的作用下，利用游离的4种_为原料，按照_原则，合成与母链_的子链。(3)形成子代DNA：延伸子链，母子链盘绕成_结构。结果，1个DNA分子形成_子代DNA分子4特点：(1) _。(2)复制方式：_。5条件：模板 原料 _ _ 酶：_ 6准确复制的原因：(1)DNA分子独特的_提供精确模板。(2)通过_保证了复制准确进行。7意义：_，使遗传信息从亲代传给了子代，保持了_的连续性。思考2在真核细胞中，DNA复制的场所有哪些？思考3若DNA复制过程中出现差错，将会产生什么影响？四、基因的本质基因是_的DNA片段。预习自测：1.决定DNA遗传特异性的是( )A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B.碱基排列顺序C.碱基互补配对的原则 D.嘌呤总数与嘧啶总数的比值2.(xx广州模拟)20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A+T)/(C+G)的比值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是( )DNA来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾(A+T)/(C+G)1.011.211.211.431.431.43A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同C.小麦DNA中(A+T)的数量是鼠DNA中(C+G)数量的1.21倍D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同3.(xx马鞍山模拟)由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示。则叙述正确的是( )A若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B在禽流感病毒、幽门螺杆菌体内b均为4种CATP脱去两个磷酸基团，可形成bD若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8种4.用32P标记的一个噬菌体侵染用15N标记的大肠杆菌，一段时间后大肠杆菌裂解释放出100个子代噬菌体。下列有关叙述不正确的是( )A.所有子代噬菌体的蛋白质外壳中都含15N B.所有子代噬菌体的核酸中都含15NC.含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50 D.所有子代噬菌体只含15N不含32P5.在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是( )脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m 碱基之间的氢键数为一条链中(A+T)的数量为n G的数量为(m-n)A. B. C. D.6.具有p个碱基对的1个双链DNA分子片段，含有q个腺嘌呤。下列叙述正确的是( )-A.该片段即为一个基因B.该片段分子中，碱基的比例总是(A+T)/(C+G)=1C.若该DNA分子中碱基对任意排列，碱基对排列方式少于4p种 D.该片段完成n次复制需要 (p-q)（2n-1)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸*请把预习中存在或产生的疑惑记录在下面表格中*疑惑点1疑惑点2疑惑点3课堂探究案：考纲要求 1、DNA分子结构的主要特点 2、DNA分子的复制 考点一 DNA分子的结构例1：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【方法技巧】：沃森和克里克发现的DNA双螺旋结构，可概括为“五种元素、四种碱基、三种物质、两条单链、一种结构”。五种元素： 。四种碱基： 。三种物质： 。两条单链： 。一种结构： 。思考：1.加热杀死的S型细菌仍然能够使R型细菌发生转化的原因？2.如何判定核酸的种类？变式训练1：现有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个体统计和计算得到下列结构：(AT)/(GC)1，(AG)/(TC)1，根据此结构，该样品()A无法被确定是脱氧核苷酸还是核糖核酸 B可被确定为双链DNAC无法被确定是单链DNA还是双链DNA D可被确定为单链DNA考点二 碱基互补配对原则计算规律例2：某双链DNA分子，其四种碱基数的百分比是：鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中一条称为H链的碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，那么与H链对应的H链中腺嘌 呤占该链全部碱基的比例及胞嘧啶占该链全部碱基的比例分别是：()A28%和22%B22%和26% C24%和28% D24%和26%思考：1.DNA任意两个不互补的碱基之和占碱基总数的 。2.在DNA双链中一条单链的的值与另一条互补单链的的值互为 关系。3.DNA双链中，一条单链的的值，与另一条互补链的的值是 的，也与整个DNA分子中的的值是 的。4.转录形成RNA中碱基数目与非转录链中的碱基数目的有什么规律？考点三 DNA分子的复制过程例3：用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将其放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c含14N。图中表示这三种DNA分子的比例正确的是()思考：1.复制过程中，由于脱氧核苷酸序列具有稳定性，遗传物质一般不发生变化，偶然情况也可以发生碱基对的增添、缺失或改变(基因突变)，这些情况会发生在哪些部位呢？2. DNA分子复制发生于生物生殖和发育的整个过程。是否可以认为DNA的复制发生在细胞的整个生命过程中？在有性生殖的减数分裂和无性生殖的有丝分裂过程中及在生物个体发育过程中(有丝分裂)都要发生DNA分子复制，通过复制实现遗传物质由亲代到子代的规律性传递。【特别提醒】：研究DNA分子复制的常用方法用放射性同位素标记法研究DNA复制过程，通过比较不同复制次数产生DNA分子放射性分布情况来研究子代DNA分子的双链构成及其特点。研究DNA分子复制常用的放射性同位素主要有3H、32P、15N等，主要研究过程如下：获得标记的DNA分子在含有放射性同位素的培养基中培养可获得用于研究的DNA分子。将标记的DNA分子放入无放射性同位素的培养基中连续培养。通过用仪器观测不同时期(不同代)DNA分子中放射性分布情况研究DNA分子特点。过程及特点分析(如下图)【拓展】：总结课本中哪些实验或问题的研究用到了“放射性同位素示踪”方法。变式训练2：下列关于DNA分子复制的叙述中，正确的是()ADNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸BDNA独特的双螺旋结构及碱基互补配对原则与DNA准确复制无关C解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D一条母链和一条子链形成一个新的DNA分子考点四 DNA分子复制问题的有关计算例4:某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数的34%，若该DNA片段复制两次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为()A330 B660 C990 D1320思考：1.一个DNA分子复制n次，形成的子代DNA分子中，含有亲代链的DNA分子数目；不含亲代链的DNA分子数目；在子代形成的脱氧核苷酸链中新合成的脱氧核苷酸链的数目。2若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个 ，经过n次复制和第n次复制，所需该脱氧核苷酸数目分别是多少？【特别提醒】：若将模板DNA分子做标记，一个DNA分子经n次复制后应产生2n个子DNA，这2n个子DNA中，有且只有2个子DNA中含有第一代DNA的模板链，其余所有子DNA应均为新原料构建而成，且所有子DNA中不可能存在两链均含标记元素的情况(因亲代DNA分子的两条链早已分别作为模板链进入不同的DNA中)。变式训练3：一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的()A1/10 B1/5 C1/16 D1/25当堂检测1.将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是( )A.若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为NB.若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的 DNA分子数为N/2C.若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组D.若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体彼此分离2.已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的( )A.34%和16% B.34%和18% C.16%和34% D.32%和18%3.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的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4.一个用15N标记的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤40个，在不含15N的培养基中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为71，复制过程共需游离的胞嘧啶为m个，则n、 m分别是( )A.3、900 B.3、420 C.4、420 D.4、9005. 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3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B. 噬菌体增殖需要细菌提供模版、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课后巩固案1. 20世纪90年代，Cuenoud等发现DNA也有酶催化活性，他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNAE47，它可以催化两个底物DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是( )A.E47中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数B.在E47分子中，碱基数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数C.E47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D.在E47分子中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含氮的碱基2用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是( )A.含有15N的DNA分子占1/8 B.含有14N的DNA分子占7/8C.消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D.产生了16个DNA分子3.在一个密闭的容器里，用含有同位素13C的脱氧核苷酸合成一个DNA分子，然后加入普通的含12C的脱氧核苷酸，经n次复制后，所得DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含13C的脱氧核苷酸链数之比是( )A.2n1 B.(2n-2)n C.(2n-1)1 D.(2n-2)2 4.真核细胞某基因中碱基A占全部碱基的20%,以下有关说法正确的是（ ）A.该基因一定存在于细胞核内染色体DNA上B.该基因的一条核苷酸链中（C+G)(A+T) =32C.因基因中碱基A与T配对，故细胞中的A与T的数量一定相等D.将该细胞置于15N培养液中复制3次后，并非全部DNA分子含15N5.如图为DNA分子的结构示意图，对该图的正确描述是( )A.和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B.构成胞嘧啶脱氧核苷酸C.当DNA复制时，DNA连接酶催化的形成D.DNA分子中依次代表A、G、C、T6.据图回答(1)该图表示的生理过程是_，该过程主要发生在细胞的_部位。(2)图中的1、2、3、4、5分别是_、_、_、_、_。(3)假如经过科学家的测定，A链上的一段(M)中的ATCG为2113，能不能说明该科学家的测定是错误的？_，原因是_。(4)如果以A链的M为模板，复制出的B链碱基比例应该是_。