重庆市荣昌安富中学2014届高二生物 DNA分子的结构和复制教案

DNA分子的结构和复制（2课时）一、教学目的：1DNA分子的结构特点（C：理解）2DNA分子复制的过程和意义（C：理解）（二）教学重点1 DNA分子的结构2 DNA分子的复制（三）教学难点1 DNA分子的结构特点2 DNA分子的复制过程（四）教学用具：DNA结构图、及DNA空间结构模型、DNA复制过程图解（五）教学方法：观察分析、对比、讨论、讲述、提问（六）教学设计：本小节为2课时，其中，第一课时讲授DNA分子的结构，第二课时讲授DNA分子的复制。（1）DNA的化学组成：阅读课本P8，看懂图形，回答下列问题： 组成DNA的基本单位是什么？每个基本单位由哪三部分组成？ 组成DNA的碱基有哪几种？脱氧核苷酸呢？DNA的每一条链是如何组成的？一、DNA的结构* DNA的化学结构：一种高分子化合物，每个分子都是由成百上千个四种脱氧核苷酸连接而成的双链 * 化学组成单位脱氧核苷酸 ： 包括一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基* （腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T）因此，DNA有四种脱氧核苷酸，DNA的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成的多脱氧核苷酸链。观看DNA的分子结构二、DNA的空间结构规则的双螺旋结构 ：1.由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成，并按反向平行方式盘旋成双螺旋结构2.外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结，构成基本骨架，内侧由碱基对组成3.碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律，即：1.腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对2.鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对即：A-T；C-G 碱基互补配对原则：碱基互补配对原则的应用：如果已知一条链上的碱基排列顺序，能否根据碱基互补配对原则确定另一条链上的碱基排列顺序？eg：与ACCTGGATCGGA互补的另一条链的碱基顺序是：思考：1、碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？2、为什么只能是A-T、G-C，不能是A-C、G-T呢？3、如果已知DNA分子中，某一种碱基比例，能否利用设问二的结论推出其他碱基比例呢？1 / 44、某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，那么，鸟嘌呤的分子数是多少？碱基互补配对的有关计算：根据碱基互补配对原则引出的关于碱基比率、数量的计算是本节难点之一。规律一：DNA双链中的两个互补的碱基相等；任意两个不互补的碱基之和相等，占碱基总数的50%，用公式表示为：A=T，G=C，A+G=T+C=A+C=T+G=50%，（A+G）/（T+C）=（A+C）/（G+T）=（T+C）/（A+G）=1，一般情况下，A+TG+C，（A+T）/（G+C）（G+C）/（A+T） 1规律二：在DNA双链中，一条单链的（A+G）/（T+C）的值与另一条互补单链的（A+G）/（T+C）的值是互为倒数的。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）的值是相等的，也与整个DNA分子的（A+T）/（G+C）的值相等的。三、结构特点 稳定性： 1.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；2.两条链间碱基互补配对的方式不变3.横向碱基对间的氢键作用力；4.纵向的相互作用力多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样，碱基对排列方式的计算公式：an（a代表碱基种类，n代表碱基对数）特异性：每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，具有特定功能，这是生物界具有多样性的根本原因四、习题反馈 1、根据碱基互补配对原则，在AG时，双链DNA分子中，下列四个式子中，正确的是（ B ）A.（A+C）/（G+T） 1； B. （A+G）/（C+T） = 1 C. （A+T）/（G+C）= 1； D. （A+C）/（C+G） = 1 2、分析一个DNA分子时，其中一条链上（A+C）/（G+T）=0.4，那么它的另一条链和整个DNA分子中的（A+C）/（G+T）的比例分别是（ D ）A.0.4和0.6； B.2.5和0.4； C.0.6和1.0； D.2.5和1.03、双链DNA分子中的一条链中的A：T：C：G=1：4：3：6，则另一条链上同样的碱基比为（ A ） A.4：1：6：3； B.1：4：3：6； C.6：4：1：3； D.3：1：6：44、从某生物的组织中提取DNA进行分析，其中C+G=46%，又知该DNA分子中的一条链中A为28%，问另一条链中A占该链全部碱基的（ A ）。 A.26% ； B.24% ； C.14% ；D.11%二、DNA分子的复制主要包括DNA分子复制的概念、发生的时间、复制的条件、复制的过程、特点、意义1、概念：是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程 2、发生时间：有丝分裂间期或减数分裂前的间期 3、复制的条件：主要有模板、原料、能量、酶（1）概念：在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期，以母细胞DNA分子为模板，合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。 （2）“准确”复制的原理：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板； 碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误（3）复制的条件 主要有模板、原料、能量、酶三、复制的条件 复制过程中以什么为模板？答：复制过程中以DNA的两条母链为模板复制过程中以什么为原料？答：复制过程中以细胞核中游离的脱氧核苷酸为原料直接能源来源于哪里？答：ATP需要什么酶的协助？答：解螺旋酶、聚合酶三、复制的过程 阅读课本P11，回答问题：1、什么叫解旋？解旋的目的是什么？2、什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？3、简述“子链”形成的过程解旋：在解旋酶的作用下，两条扭成螺旋状的长链解开以解开的母链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链一条子链与对应的母链扭成螺旋状，构成新的DNA分子 (4)DNA复制的生物学意义 DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。三、习题反馈1、某DNA分子中有400个碱基对，其中胸腺嘧啶120个，那么，DNA分子中含有氢键和游离磷酸基的个数分别为（ D ）A.400个和2个；B.400个和4个；C.920个和4个；D.1080个和2个2、在DNA分子的一个片段中，有腺嘌呤10个，占碱基总数的20%，则此片段水解后断开的氢键有（ C ）条 A.20； B.30； C.65； D.不一定3、在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A和T是通过什么连接的（ B ） A.氢键；B.磷酸二酯键；C.肽键；D.不一定4、DNA分子某片段包含m个碱基，其中胞嘧啶n个。该片段复制2次，需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为（ B ）个A.（m-2n）/2；B.（3m-6n）/2；C. m-2n；D. 2m-4n （七）板书6.1.2 DNA分子的结构和复制DNA的结构 一种高分子化合物，每个分子都是由成百上千个四种脱氧核苷酸连接而成的双链DNA的化学结构 化学组成单位脱氧核苷酸1.脱氧核糖2.磷酸3.含氮碱基（腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T） 规则的双螺旋结构1.由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成DNA的空间结构 2.外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结，构成基本骨架，内侧由碱基对组成碱基互补配对原则：腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对，即：A-T；C-G 稳定性1.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变2.两条链间碱基互补配对的方式不变3.横向碱基对间的氢键作用力4.纵向的相互作用力结构特点 多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样 特异性：每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，具有特定功能概念：DNA的复制是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程时间：有丝分裂间期或减数分裂前的间期 模板：两条母链条件 原料：细胞核中游离的脱氧核苷酸 能量：ATP酶：解螺旋酶、聚合酶 解旋：在解旋酶的作用下，两条扭成螺旋状的长链解开过程 以解开的母链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链一条子链与对应的母链扭成螺旋状，构成新的DNA分子特点 边解旋边复制 半保留复制：是指新形成的DNA中有一条链是保留了原来的母链意义：保证了亲子代间遗传物质的稳定性和性状的相象 希望对大家有所帮助，多谢您的浏览！