DNA分子結構導學案

第二節(jié)DNA分子的構造和復制【學習目的】概述DNA分子構造的重要特點。２、制作DNA分子雙螺旋構造模型。３、討論DNA雙螺旋構造模型的構建歷程。【學習重點】１、DNA分子構造的重要特點。２、制作DNA分子雙螺旋構造模型。【學習難點】DNA分子構造的重要特點?！局R鏈接】DNA是重要的遺傳物質【知識框架】DNA雙螺旋構造模型的構建模型名稱：模型構建者：美國生物學家和英國物理學家構建根據(jù)DNA分子是以4種為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有四種堿基。威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜表明DNA分子呈構造。查哥夫測定DNA的分子構成，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤（A）的量總是等于的量；的量總是等于的量。模型構建1：脫氧核苷酸ATGCATGC代表PP P代表代表代表代表名稱：名稱：代表代表在DNA分子中，由于構成脫氧核苷酸的堿基有4種（A、G、C、T），因此，構成DNA分子的脫氧核苷酸也有4種它們的名稱是：1234ATGATGC模型構建3：DNA雙鏈(平面構造)11ATATGCATGC1是：1是：2是：2是：22模型構建4：DNA雙螺旋構造（1）規(guī)則的雙螺旋構造特點1>、2>、3>、（2）堿基互補配對原則：因此：DNA分子中A=TG=C（3）DNA特點①穩(wěn)定性：脫氧核糖與磷酸交替排列形成的基本骨架和堿基互補配對的方式不變；堿基對之間的氫鍵和兩條脫氧核糖核苷酸的空間螺旋加強了DNA的穩(wěn)定性②多樣性：一種最短的DNA分子也大概有4000個堿基對，可能的排列方式有44000，排列次序千變?nèi)f化，構成了DNA分子的多樣性。（4n，n是堿基對的數(shù)目）堿基對的這種排列次序代表著③特異性：每個DNA分子中堿基對的特定排列次序構成了每個DNA分子的特異性。堿基互補配對原則的應用規(guī)律一：互補堿基兩兩相等，即A＝T，C＝G規(guī)律二：兩不互補的堿基之和比值相等，（A+G）/（T+C）＝（A+C）/（T+G）=1規(guī)律三：任意兩不互補的堿基之和占堿基總量的50％，即（A+C）％=（T+G）%=50%規(guī)律四：DNA分子的一條鏈上（A+T）／（C+G）=a，（A+C）/（T+G）＝b，則該鏈的互補鏈上對應比例應分別為a和1／b?？偨Y：DNA的分子構造構成元素（）一分子（）基本單位（）一分子（）一分子（）2條脫氧核苷酸鏈1條DNA分子【課堂精練】1、DNA分子的基本骨架是（）A、交替連接的脫氧核糖和磷酸B、通過氫鍵連接的堿基對C、通過氫鍵連接的脫氧核苷酸對D、通過共價鍵依次相連的脫氧核糖和堿基2、在DNA分子的兩條鏈上排列次序穩(wěn)定不變的物質是（）A、四種脫氧核苷酸B、脫氧核糖和磷酸C、堿基對D、脫氧核苷3、DNA指紋技術是法醫(yī)物證學上進行個人認定的重要辦法，DNA“指紋”是指DNA的（）A、雙螺旋構造B、磷酸和脫氧核糖的排列次序C、堿基配對原則D、脫氧核苷酸的排列次序4、有關DNA的雙螺旋構造的描述有誤的是（）A、DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接成的生物大分子B、磷酸——脫氧核糖交替連接在外側構成基本骨架C、堿基對之間通過氫鍵相連排在雙螺旋內(nèi)部D、兩條鏈反向平行且游離的磷酸基在相似的一端【視野之窗】被遺忘的英格蘭玫瑰----富蘭克林諸多人都懂得沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋構造的故事，然而，有多少人記得羅莎琳德·富蘭克林，以及她在這一歷史性的發(fā)現(xiàn)中做出的奉獻？富蘭克林生于倫敦，早年畢業(yè)于劍橋大學。她運用在法國學習的X射線衍射技術，成功地拍攝了DNA晶體的X射線衍射照片。當時，沃森和克里克也在劍橋大學進行DNA構造的研究，威爾金斯在富蘭克林不知情的狀況下給他們看了那張照片。根據(jù)照片，他們很快就領悟到了DNA的構造。沃森和克里克未經(jīng)她的許可使用了這張照片，富蘭克林并沒在乎，反而為他們的發(fā)現(xiàn)感到愉快，還在《自然》雜志上發(fā)表了一篇證明DNA雙螺旋構造的文章。這個故事的結局有些傷感，當1962年沃森、克里克和威爾金斯獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的時候，富蘭克林已經(jīng)在4年前由于卵巢癌而逝世。按照慣例，諾貝爾獎不授予已經(jīng)逝世的人。另外，同一獎項至多只能由3個人分享，如果富蘭克林活著，她會得獎嗎？性別差別與否會成為公平競爭的障礙？后人為了這個永遠不能有答案的問題進行過許多猜想與爭論，但富蘭克林的奉獻是無法磨滅的，將與世長存。第三節(jié)遺傳信息的傳遞一、溫故知新

1、DNA的基本構成單位是：_________

2、DNA分子的每條脫氧核苷酸鏈中的脫氧核苷酸之間通過_________鍵相連接；兩條鏈之間通過_____鍵相連接。3、DNA分子中堿基配對遵照原則，即：______與______配對，______與______配對。二、自主學習，新課鞏固閱讀課本63頁“DNA分子復制的過程”部分，完畢下列內(nèi)容：知識點一、DNA分子的復制（一）、對DNA分子復制的推測沃森、克里克提出遺傳物質自我復制的假說：復制方式為半保存復制（二）、DNA半保存復制的實驗證據(jù)1.要分析DNA是全保存還是半保存的，就要分辨親代與子代的DNA。1958年，科學家以為實驗材料，運用，設計了實驗。2.探究DNA分子復制過程的實驗實驗目的：探究DNA復制過程實驗辦法：同位素，用標記NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌。實驗過程：實驗成果：中帶：_________輕帶：_________重帶：_________培養(yǎng)基類型成果在試管中位置親代15N子一代14N子二代14N分析：①離心解決后，為什么子一代DNA只有雜合鏈帶？②子二代DNA出現(xiàn)了輕鏈帶和雜合鏈帶，闡明了什么？實驗結論：上述實驗證明，在新合成的每個DNA分子中，都保存了_____________。這種復制方式是：____________________?？偨Y：DNA分子的復制1．概念：DNA分子復制是指以_______為模板，以為原料合成子代DNA的過程。2．發(fā)生時期：有絲分裂_______和減數(shù)第一次分裂的______________。3、場合：_________________________________________________________.5．DNA分子復制的過程(1)解旋：需要細胞提供能量，在④______________的作用下，兩條螺旋的雙鏈解開。(2)合成子鏈：以母鏈為模板，在⑤__________等酶的作用下，以游離的4種⑥__________為原料，按照⑦_____________原則，合成與母鏈互補的子鏈。(3)形成子代DNA分子：延伸子鏈，母鏈和子鏈盤繞成⑧______________構造。4.特點：（1）⑨______________（2）復制方式⑩______________5．條件：（1）模板____________(2)原料：4種游離的______________（3）能量：_____________(4)酶：解旋酶和____________6.復制的成果：1個DNA分子形成了_____完全相似的DNA分子7．精確復制的因素(1)DNA分子獨特的?___________提供精確模板。(2)通過?____________確保了復制的精確進行。8．意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的?_______。知識點二：DNA分子復制的有關計算1．假設將1個全部被15N標記的DNA分子(0代)轉移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代（持續(xù)進行復制n代），成果以下：(1)親代DNA分子復制n代生成的子代DNA分子總數(shù)＝2n個(2)含15N（親代母鏈）的DNA分子數(shù)始終只有2個(3)含14N的DNA分子數(shù)＝2n個(4)只含15N（只含母鏈）的DNA分子數(shù)＝0個(5)只含14N（只含子鏈）的DNA分子數(shù)＝(2n－2)個即不含親代母鏈（6）含親代母鏈的DNA分子數(shù)與子代DNA分子數(shù)之比是2：2n；親代母鏈與子代DNA鏈數(shù)之比是2：2×2n2．消耗的脫氧核苷酸數(shù)：設親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個，則：(1)通過n次復制，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·(2n－1)個。(2)在第n次復制時，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m·(2n-1－1)個。二、反饋練習：1、一種DNA分子通過3次復制，可形成多少個DNA分子，其中含有原分子舊鏈的DNA分子有多少個()A.4個和4個B.4個和8個C.8個和8個D.8個和2個2、將大腸桿菌放在含有同位素15N培養(yǎng)基中哺育若干代后，細菌DNA全部氮均為15N，它比14N分子密度大。然后將DNA被15N標記的大腸桿菌再移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每隔4小時（相稱于分裂繁殖一代的時間）取樣一次，測定其不同世代細菌DNA的密度。實驗成果：DNA復制的密度梯度離心實驗以下圖所示。（1）中帶含有的氮元素是_________。（2）如果測定第四代DNA分子的密度，15N標記的比例表達為_________。（3）如果將第一代（全中）DNA鏈的氫鍵斷裂后再測定密度，它的兩條DNA單鏈在試管中的分布位置應為_________。（4）上述實驗表明，子代DNA合成的方式是_________。第四節(jié)遺傳信息的體現(xiàn)——RNA和蛋白質的合成大量26ATPH2O[H]、O2少量2ATPCO2大量26ATPH2O[H]、O2少量2ATPCO2、[H]丙酮酸H2O重要是葡萄糖細胞溶膠線粒體內(nèi)膜線粒體基質1、列舉DNA的功效。2、比較DNA和RNA的異同3、概述遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。4、闡明遺傳密碼和中心法則，養(yǎng)成事物是普遍聯(lián)系的辨證觀點?！緩土曁釂枴緿NA通過復制將遺傳信息由親代傳給了子代，那么在子代中，遺傳信息如何體現(xiàn)為具體的生物性狀呢？1、DNA與RNA的比較：DNARNA堿基五碳糖

磷酸基本單位構造基礎知識轉錄：１、定義：以DNA的為模板，按照原則，合成的過程。場合：原料：模板：條件：原則：成果：過程：（5）RNA種類和功效：RNA種類功效2、翻譯：以mRNA為模板，合成含有一定氨基酸序列的蛋白質的過程。（1）場合：原料：（2）模板：條件：（3）原則：成果：（4）過程：3、基因的體現(xiàn)過程：涉及和4、遺傳密碼：密碼子、反密碼子、（起始、終止密碼子）DNAGG信使RNAC轉運RNAA絲氨酸練習：右表中決定絲氨酸的遺傳密碼是（）A．ACGB．UCGC．AGCD．UGC【反思小結】１、氨基酸有種，密碼子有種；２、一種密碼子只能決定種氨基酸，一種氨基酸能夠有種密碼子；３、一種tRNA只能轉運種氨基酸，一種氨基酸能夠對應種tRNA。有關計算（略）【鞏固練習】1．有關基因的下列說法，錯誤的是（）A．每個基因都是DNA分子的一種片段B．基因是控制生物性狀的遺傳物質的功效單位C．基因是控制生物性狀的遺傳物質的構造單位D．DNA分子上每個片段都是一種基因2、把兔子血紅蛋白的信使RNA加入到大腸桿菌的提取液中，成果能合成出兔子的血紅蛋白，這闡明（）A．兔子和大腸桿菌共用一套遺傳密碼B．蛋白質的合成過程很簡樸C．兔血紅蛋白的合成基因進入大腸桿菌D．兔的DNA能夠指導大腸桿菌的蛋白質合成３、一條多肽鏈中有氨基酸１０００個，則作為合成該多肽鏈模板的信使ＲＮＡ和用來轉錄該信使ＲＮＡ的基因分別最少有堿基（）Ａ、３０００個和３０００個Ｂ、１０００個和３０００個Ｃ、１０００個和４０００個Ｄ、３０００個和６０００個４、某基因中有１９２個脫氧核苷酸，其控制合成的多肽應脫掉的水分子數(shù)最多為（）Ａ、１９１個Ｂ、９５個Ｃ、３２個Ｄ、３１個三、中心法則（遺傳信息的傳遞方向）１、要點：遺傳信息由傳遞到，然后由決定的特異性。２、用圖解表達：練習：根據(jù)轉錄和翻譯過程填充：DNA雙鏈G信使RNA轉運RNA氨基酸丙氨酸（密碼GCA)【總結】復制、轉錄、翻譯的比較DNA的復制轉錄翻譯模板原料酶產(chǎn)物原則遺傳信息傳遞成果場合總結：染色體、DNA、基因之間的關系： 基因是含有遺傳效應的DNA分子片段，是控制生物性狀的構造和功效的基本單位；每條染色體（不復制）含有一條DNA，每個DNA分子上可有許多個基因；每個基因由成百上千個脫氧核苷酸（堿基對）構成，基因在染色體上呈直線排列，遺傳信息是基因中的脫氧核苷酸（堿基對）的排列次序，這是特異性的根本因素。【鞏固練習】5．生物的一切遺傳性狀都是受____________控制的，就我們現(xiàn)在所學得知，要實現(xiàn)對性狀的控制，是通過兩種辦法：一是通過控制____________的合成來控制生物的代謝過程進而控制生物的性狀；二是通過控制____________來直接影響性狀。6．在A、B、C、D四支試管內(nèi)都加入一定量的水和ATP，都加入若干種酶，另外：A．加入DNA、脫氧核苷酸；B．加入RNA、脫氧核苷酸；C．加入DNA、核糖核苷酸；D．加入RNA、核糖核苷酸。請根據(jù)實驗成果回答：(1)據(jù)分析，A、B管內(nèi)產(chǎn)物相似，但A管內(nèi)是______________過程；B管內(nèi)是____________過程。(2)據(jù)分析，C、D管內(nèi)產(chǎn)物相似，但C管內(nèi)是______________過程；D管內(nèi)是____________過程。(3)加入C管內(nèi)DNA有60個堿基，那么，C管內(nèi)產(chǎn)物中最多含有____________個堿基，相稱于遺傳密碼____________個。(4)B與A相比，必須有____________酶。二、反饋練習：1．有關基因的下列說法，錯誤的是（）A．每個基因都是DNA分子的一種片段B．基因是控制生物性狀的遺傳物質的功效單位C．基因是控制生物性狀的遺傳物質的構造單位D．DNA分子上每個片段都是一種基因2．下列必定不是遺傳密碼的堿基排列次序的是（）A．AAA B．UUU C．GTA D．GUC3．DNA分子的解旋發(fā)生在（）A．只在DNA分子的復制過程中B．只在轉錄過程中C．只在翻譯過程中D．在復制和轉錄過程中都能發(fā)生4．在唾液淀粉酶的合成過程中，對其性質起決定作用的是（）A．核苷酸 B．脫氧核苷酸C．核糖體 D．核酸5．tRNA的功效是（）A．合成特定的氨基酸B．運輸氨基酸，識別mRNA的遺傳密碼子C．決定mRNA的堿基排列次序D．決定氨基酸的排列次序6．把兔子血紅蛋白的信使RNA加入到大腸桿菌的提取液中，成果能合成出兔子的血紅蛋白，這闡明（）A．兔子和大腸桿菌共用一套遺傳密碼B．蛋白質的合成過程很簡