(高三生物核心素養(yǎng)教案)第六單元第18講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

18講DNA一、考綱要求：DNA分子構(gòu)造的主要特點(Ⅱ)。DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)?；虻母拍?Ⅱ)。二、教學(xué)目標(biāo)：了解DNA分子構(gòu)造的主要特點和DNA雙螺旋構(gòu)造模型的制作；了解DNA復(fù)制的過程；知道基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；了解DNA分子具有多樣性和特異性。素養(yǎng)培育目標(biāo)：生命觀念：通過把握DNA分子的構(gòu)造和功能，理解生命的連續(xù)和進(jìn)展?？茖W(xué)思維：通過DNA分子中的堿基數(shù)量和DNA復(fù)制的計算規(guī)律，培育歸納與概括、規(guī)律分析和計算力氣。科學(xué)探究：通過DNA復(fù)制方式的探究，培育試驗設(shè)計及結(jié)果分析的力氣。三、教學(xué)重、難點：教學(xué)重點：DNA分子構(gòu)造的主要特點和DNA雙螺旋構(gòu)造模型的制作；DNA復(fù)制的過程；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；DNA分子具有多樣性和特異性。教學(xué)難點：DNA分子構(gòu)造的主要特點和DNA雙螺旋構(gòu)造模型的制作；DNA復(fù)制的過程；脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。四、課時安排：2課時五、教學(xué)過程：考點一DNA分子的構(gòu)造及相關(guān)計算〔一〕〔學(xué)生自主看書填空、課堂學(xué)生間溝通反響訂正〕DNA分子的構(gòu)造層次巧記利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子的構(gòu)造DNA分子的構(gòu)造特點(1)多樣n個堿基對的DNA4n種堿基對排列挨次。(2)特異性：如每種DNA分子都有其特定的堿基對排列挨次。(3)穩(wěn)定性：如兩條主鏈磷酸與脫氧核糖交替連接的挨次不變，堿基對構(gòu)成方式不變等。3．DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)一樣，即A＋G＝T＋C。A＋T互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都一樣，即假設(shè)在一條鏈中 ＝m，在互補(bǔ)鏈及G＋CA＋T整個DNA分子中 ＝m。G＋C非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，在整個DNA分子中為1，即假設(shè)在DNA分子的一條鏈A＋G A＋G 1 A＋G中T＋C＝a，則在其互補(bǔ)鏈中T＋C＝a，而在整個DNA分子中T＋C＝1?！捕掣子?xùn)練〔課前完成，課上提問：講義P147〔三〕拓展〔教師精講〕分析DNA分子構(gòu)造圖像一個DNA分子片段中有幾個游離的磷酸基團(tuán)？提示2個。圖中④能表示胞嘧啶脫氧核苷酸嗎？提示不能。圖中堿基之間是如何連接的？提示雙鏈DNA過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連的。解旋酶作用于哪個部位？限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于哪個部位？提示解旋酶作用于⑨，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于⑩。DNA初步水解的產(chǎn)物和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么？提示初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸，徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖4種含氮堿基。如何依據(jù)堿基的種類和比例確定核酸的類型？提示依據(jù)堿基的種類確定是DNA還是RNA，假設(shè)含有堿基U則是RNA，假設(shè)含有堿基T而不含有堿基U，則是DNA；依據(jù)堿基的比例確定是單鏈還是雙鏈，假設(shè)嘌呤數(shù)/嘧啶數(shù)＝1，則一般是雙鏈，假設(shè)嘌呤數(shù)/嘧啶數(shù)≠1，則是單鏈。DNA200個堿基，一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4DNA分子堿基排列方4100種，對嗎？提示錯。四、課堂精練：學(xué)生當(dāng)堂完成，互評，教師幫助精練一DNA分子構(gòu)造分析以下關(guān)于DNA分子構(gòu)造的表達(dá)，正確的選項是( C )A．DNA4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈構(gòu)造B．DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基C．DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對D．DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連精練二DNA分子構(gòu)造的相關(guān)計算(2023·南通模擬)某雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比率為a，其中一條鏈上鳥嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b，則( B )A．互補(bǔ)鏈中含2個游離的磷酸基團(tuán)B．互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤與胞嘧啶所占比例為aa－bC．互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤占該鏈堿基的比率為2D．以互補(bǔ)鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的某mRNA中鳥嘌呤與胞嘧啶所占比率為a考點二DNA分子的復(fù)制及基因的概念〔一〕〔學(xué)生自主看書填空、課堂學(xué)生間溝通反響訂正〕1．DNA分子的復(fù)制(1)方式推想：沃森和克里克提出假說：DNA分子復(fù)制方式為半保存復(fù)制。(2)試驗證據(jù)①試驗方法：放射性同位素示蹤法和離心技術(shù)。15N的雙鏈DNA14N的雙鏈DNA14N15N的雙鏈DNA密度居中。③試驗假設(shè)：DNA以半保存的方式復(fù)制。④試驗預(yù)期：離心后應(yīng)消滅3條DNA帶。重帶(密度最大)15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA；中帶(密度居中)14N15NDNA；輕帶(密度最小)14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA。⑤試驗過程⑥過程分析：馬上取出，提取DNA→離心→全部重帶。生殖一代后取出，提取DNA→離心→全部中帶。生殖DNA→離心→1/2輕帶、1/2中帶。⑦試驗結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保存方式進(jìn)展的。(3)復(fù)制過程①概念：以親代DNA為模板，合成子代DNA的過程。②時間：有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。③圖解④特點：邊解旋邊復(fù)制。⑤方式：半保存復(fù)制。⑥結(jié)果：形成兩個完全一樣的DNA分子。⑦意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。⑧保障：DNA具有獨特的雙螺旋構(gòu)造，為復(fù)制供給了準(zhǔn)確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)展?！捕掣子?xùn)練〔課前完成，課上提問：講義P147〔三〕拓展〔教師精講〕分析DNA復(fù)制過程圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？提示前者使氫鍵翻開，DNA雙鏈解旋；后者催化形成磷酸二酯鍵，從而形成的子鏈。蛙的紅細(xì)胞和哺乳動物成熟紅細(xì)胞，是否都能進(jìn)展圖示過程呢？提示蛙的紅細(xì)胞進(jìn)展無絲分裂，可進(jìn)展DNA分子的復(fù)制；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞已喪失細(xì)胞核，也無各種細(xì)胞器，不能進(jìn)展DNA分子的復(fù)制。上圖所示DNA復(fù)制過程假設(shè)發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，形成的兩個子DNA位置如何？其上面對應(yīng)片段中基因是否一樣？兩個子DNA將于何時分開？提示染色體復(fù)制后形成兩條姐妹染色單體，剛復(fù)制產(chǎn)生的兩個子DNA分子即位于兩條姐妹染色單體中，DNA分子將于有絲分裂后期或減數(shù)其次次分裂后期著絲點分裂時，隨兩條姐妹染色單體分別而分開，分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞中。(4)15N14N(Ⅰ和Ⅱ)DNA分子將分布在試管中的不同位置上。請推想繪出假設(shè)DNA的復(fù)制方式為以以下圖所示的(Ⅰ和Ⅱ)的試驗結(jié)果中各帶的分布圖像()。提示四、課堂精練：學(xué)生當(dāng)堂完成，互評，教師幫助精練一透過情景辨析DNA分子復(fù)制真核細(xì)胞中DNA復(fù)制如以以下圖所示，以下表述錯誤的選項是( C )A．多起點雙向復(fù)制能保證DNA復(fù)制在短時間內(nèi)完成B．每個子代DNA都有一條脫氧核苷酸鏈來自親代C．復(fù)制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D．DNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依靠于堿基互補(bǔ)配對原則精練二DNA半保存復(fù)制的試驗證據(jù)延長分析細(xì)菌在15N培育基中生殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培育