习题课DNA分子中的计算类型归纳.docx
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习题课DNA分子中的计算类型归纳
课时课题：
第3章DNA分子中的计算类型归纳
课型：
习题课
授课时间：
2014年10月_20_日，星期一，第1、2、5、6节课
教学目标
知识目标
1.理解DNA分子的结构特性。
2•掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方法。
3•用碱基互补配对原则分析DNA复制相关问题。
4•掌握基因表达过程中和蛋白质有关的相关计算。
5.掌握在细胞分裂中的DNA复制过程。
能力目标
1.通过学习DNA分子的结构，发展学生的空间想象能力。
2.通过对综合题目的分析和解答，从而提高学生分析有机大分子结构的能力和解
决问题的能力。
3.通过探索求知、讨论交流激发学生独立思考、主动获取新知识的能力。
情感态度和价值观目标
1.认冋DNA作为遗传物质结构和功能的统一，初步形成结构与功能，多样性与特异性相统一的观点。
2.通过学习，培养和树立合作意识。
重点
DNA分子结构的主要特点
难点
细胞分裂中的DNA复制过程
知识点
1.DNA分子的结构
2.DNA分子的复制过程
3•基因的表达过程
4•细胞的有丝分裂和减数分裂过程
考试点
1、DNA分子中的碱基计算
2、基因表达和蛋白质脱水缩合过程中的计算
3、细胞分裂中的DNA复制过程
能力点
运用碱基互补配对原则分析问题、解决问题
自主探究点
DNA分子中的碱基计算规律
易错易混点
1、碱基比例的计算
2、DNA复制与细胞分裂结合的计算
训练点
运用碱基互补配对原则分析问题
拓展点
DNA分子中的碱基计算规律
教学流程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
目标展
示：
出示习题导学案，展示本节课的知识目标、能力目标、情感态度和价值观目标。
阅读教学目标
展示教学目标，让学生了解本节课教学内容。
温故知
新：
复习提问：
1.DNA分子的基本单位是什么？
2.DNA分子的复制方式和过程？
3.DNA分子精确复制的原因？
学生思考回答问题
教学反馈
题型一：
碱基互补配对原则的基础应用一一基础知识
引导学生合作探究：
应用碱基互补配对原则，总结导学案上的碱基规律。
在黑板上画出DNA的两条链，标出1链、2链。
如下图
思考导
学案上
规律一：
DNA双链中的两种互补的碱基相等。
即A=T，G=C。
（最基本的规律）
规律二：
DNA双链中，嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和相等，任意两个不互补的碱基之和相等，占碱基总数的50%
即A+G=T+C=A+C=T+G=50%
规律三：
按照碱基互补原则，DNA分子一条链中腺嘌呤A1在该链
中的比例等于互补链中的互补碱基胸腺嘧啶T2在互补链中的比
例。
即Al=T2Ti=A2Gi=C2Cl=G2
规律四：
在DNA双链中，每条单链上任意两个互补的碱基和之比相等，与DNA双链中的此比值相等。
即（A+「）/单链=（A+T2）/单链=（A+T）/双链（Ci+G）/单链=（C2+G）/单链=（C+G/双链
的问题
理解、
DNA
分子结
构中碱
基的主
要特点
和数量
规律
通过模型讲解，便于学生理解和掌握
DNA分子中
碱基的数量规律
例题讲解
例1：
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%
解析：
解此题目时，应先绘出两条链碱基符号，并注明含量，这样非常直观，便于推导和分析来理清解题思路，寻求解决方法。
明确DNA的两条链中含碱基数目相同，且A=T,G=C,一条
熟练理解、掌握做题技巧
链中的A1、T1、G1、C1数量等于另一条链中的T2、A2、C2、G2数量。
第一步，整理已知条件。
G+C=34%,「=32%,C1=18%。
第二步，借助规律推导所需公式。
所以A+T=66%,
A1+T1=A2+T2=66%,G1+C1=G2+C2=34%。
第三步，计算。
在它的互补链中，T2=A1=66%-32%=34%,
C2=G1=34%-18%=16%。
故A正确。
例2:
分析某生物的双链DNA,发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占
全部碱基的64%,其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，
则对应链中腺嘌呤占整个DNA碱基的比例是（）
A、17%B、32%C、34%D、50%
解析：
因为A+T是两个互补碱基和，所以无论单链和双链之间的比值都相等，所以题目重视表述“腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%”，也可以是占“其中一条链上”的64%，则可求出这条链中胸腺嘧啶占该链全部碱基的比例是64%—30%=34%，即对应链中腺嘌呤占对应链全部碱基的34%，而问占
整个DNA碱基的比例除2即可。
［总结做题方法］:
1.仔细读题，搞清题中所给的和所求的碱基比例是占整个DNA
分子的碱基比例，还是占DNA分子一条链的碱基比例。
2.画一个DNA分子的模式图，并在图中标出已知的和所要求的碱基。
3•根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。
拓展训练
引导学生做导学案的拓展训练，让两位同学爬黑板做。
训练1、从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是：
鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。
又知该
DNA的一条链（H链）所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的（）
A•42%B.27%C•26%D.14%
训练2、若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基
总数的44%，在其中的一条链中A和C分别占该链碱基总数的
22%和30%，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基
总数的比例为（）
A.34%、14%B.22%、30%
C.14%、34%D.
题型二：
DNA复制中碱基数计算一
基础知识
DNA复制其方式是半保留复制，具体过程如图所示：
—目—
IIBH
每个子代DNA分子中的碱基含量和亲代DNA分子中的碱基含量相同。
从图可看出无论复制几次，子代DNA分子中始终有
学生在组与组比较交流过程中回顾
DNA的复制过程，并自己动
充分利用模型，发挥教师的主导作用，精心点拔，引导学生观察讨论，归纳引导学生从感性到理性，从
两条链是原亲代DNA的两条模板链，也就是相当于始终有一个DNA分子不是复制而来的。
因此，复制过程所需要的原料一一碱基量，应该是所有子代DNA分子中的碱基量减去一个DNA分子中的碱基量。
而DNA复制所得子代DNA分子数是成指数增加的，那么一个DNA分子复制过程中，所需的原料一一碱基量与复制次数（n）间可建立如下数学模型：
复制n次所需某碱基量=（2n—1）X—个DAN中所含某碱基量
第n次复制时，已经复制完2n-1，是由2n-1个增加到2n个，所以新增加的DNA分子数量为：
2n—2n-1=2n-1，所以第n次复制所需的原料与复制次数（n）间可建立如下数学模型：
第n次复制所需某碱基量=（2n-1）x—个DAN中所含某碱基量
手绘出DNA复制模式图
在掌握碱基计算的基础上理解模型中的数学公式
抽象到形象，层层深入准确掌握知识要点。
拓宽学生的视野
例题讲解
例3:
具有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含60个腺嘌呤，如果连续复制2次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数为（）
A.60B.80C.120D.180
解析：
第一步，求出一个DNA分子中鸟嘌呤的数目。
具有
100个碱基对（碱基数为200个）的一个DNA分子片段，内含60个腺嘌呤，则含鸟嘌呤40个。
第二步，根据公式：
需要的游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数=
DNA分子中该碱基数X（2n-1）=40X（22-1）=120个，式中n
为复制次数。
例4：
（2013?
宁夏模拟）有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个（）
A.40n—1B.40nC.40X2n—1D.40X
2n
解析：
第一步，求出一个DNA分子中胸腺嘧啶的数目。
共
有100个碱基对即200个碱基，其中C有60个，则T为40个。
第二步，在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸40
X2n—1个。
答案：
C
以小组为单位进行讨论，交流，合作完成。
培养和训练学生的分工合作能力
拓展训
练：
训练3：
某DNA分子有碱基200对，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的60%，则该DNA连续复制二次所需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为（）
A.80B.160C.240D.320
训练4:
某DNA分子含有m对碱基，其中腺嘌呤有A个。
此DNA在连续复制时，对所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，不正确的是（）
A、在第一次复制时，需要（m—A）个
B、在第二次复制时，需要3（m—A）个
C、在第n次复制时，需要2n—1（m—A）个
计算导学案上的题目并总结规律。
理解、掌握
让学生自己计算、推导，使他们在自己的努力下解决问题，体会探索成功的愉悦感，增强学生在学习中的自主探究意识，提高学生的观
D、在n次复制过程中，总共需要（2n-1）（m—A）个
察、分析、归纳能力。
题型三：
基因表达包括转录和翻译两个阶段。
转录是指以DNA的一
回顾与
基因表达
条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
由于
中碱基计
DNA是双链，RNA是单链，因此，合成的RNA上的碱基数是
蛋白质
培养学生的
苗甘
算基
DAN上碱基数的一半。
翻译是指以RNA为模板，合成具有一定
脱水缩
综合能力，是
础知识
氨基酸顺序的蛋白质的过程。
此过程中RNA上相邻的三个碱基
合有关
学生形成相
（即一个遗传密码）决定一个氨基酸，合成的蛋白质上的氨基酸
的规
应的知识体
数是RNA上碱基数的三分之一，DNA上碱基数的六分之一。
由
律，并
系
此可见，蛋白质合成过程中DNA上的碱基数、RNA上的碱基数
与基因
以及蛋白质上的氨基酸数间可建立如下数学模型：
的表达
DNA上的碱基数：
RNA上的碱基数：
蛋白质上的氨基酸数
结合
=6:
3:
1
要注意的是，在蛋白质合成过程中在RNA上有一个终止密码，因此这样算出来的碱基数疋最少碱基数。
例题讲解
例5:
某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对
分子质量为110,如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是（）？
找两位
A.75对碱基B.78对碱基C.90对碱基
同学到
培养学生分
D.93对碱基
黑板上
析综合型问
解析：
第一步，求出氨基酸的数目。
设氨基酸有X个，则：
完成题
题、解决复杂
110X-18（X-1）=2778，得X=30。
目的解
问题的能力
第二步，依据数量关系求解。
根据6:
3:
1得，基因中的碱基对
答，其
数为30*3，再考虑终止密码对应的三对碱基得：
93对碱基。
余同学
例6：
（2008?
浙江模拟）已知某多肽链的平均相对分子质量
在草纸
为10320,氨基酸的平均相对分子质量为120,脱氧核苷酸的平均
上完成
相对分子质量为300.那么，合成该多肽化合物的基因的相对分
计算过
子质量约为（）
程
A、12120B、90900C、181800D、
170928
解析：
第一步，求出氨基酸的数目。
设多肽链由n个氨基酸
脱水缩合形成，根据蛋白质的分子量=氨基酸分子量x氨基酸分子数-18x水的分子数，肽键数=水分子数=氨基酸数-肽链数，可得：
10320=120xn-18x（n-1）,求出n=101。
第二步，依据数量关系求解。
因此控制该多肽链的基因中，含脱氧核苷酸606个，脱氧核苷酸形成双链的DNA片段脱去n-2个水，
则合成该多肽化合物的基因的相对分子质量约为606x300-
（606-2）x18=170928。
故选：
D.
拓展训练
训练5:
—条肽链上有100个肽键，控制这条肽链合成的基因所
利用学
含的碱基至少有（）
到的解
巩固所学知
题方法
识
A、100个B、101个C、303个D、606个
解决问
训练6:
已知一个蛋白质由两条多肽链组成，连接氨基酸的
题
肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共250个，则转录该mRNA的基因中C和T不少于（）
A.200个B.400个C.600个D.800个
题型四：
细胞无论进行有丝分裂还是减数分裂，首先都要进行DNA的复
回顾有
与DNA
制，然后DNA再分配到子细胞中去。
这一过程中要涉及到DNA
丝分裂
帮助学生形
复制、细
的半保留复制、姐妹染色单体和同源染色体等染色体形为变化、
和减数
成知识体系
胞分裂有
有丝分裂与减数分裂的区别等知识，在碰到具体问题时，通过画
分裂的
关的综合
简图的办法就可以疏清脉络，化难为易。
过程，
计算
并将其融入
DNA
的复制
过程
例题讲解
例7:
取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细
以小组
培养和训练
胞/核丨DNA，然后丿放在口N的培刁养基中培介，让其连续进行两
次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可
为单位
学生的分工
能是（）
通过绘
合作的意识
A.2B.3C.4D.前三项都对
图的形
和能力
解析：
可以利用画图的方法解答
式进行
讨论，交流，
UNAM伸―虞竹裂«・旣处輕八期
合作完
成。
卄“・亦爲mb
MftiLMU
例&（2012.山东）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3X105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1:
49
D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
小组讨
解析：
A、噬菌体的DNA含有10000个碱基，A=T=2000,
论完成
G=C=3000.在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100
后展示
个子代噬菌体含有100个DNA,相当于新合成了99个DNA,至少需要的鸟嘌呤（G）脱氧核苷酸是99X3000=297000,故A错误；
B、噬菌体增殖的模板是由噬菌体自身提供的，细菌提供了
原料、酶、场所等，故B错误；
C、在100个子代噬菌体中，含有32P的噬菌体共有2个，
只含有31P的噬菌体共有98个，其比例为1:
49,故C正确；
D、由于DNA上有非基因序列，基因中有非编码序列，密码子具
有简并性等原因，DNA发生突变并不意味着性状发生改变，故D
错误.
拓展训练
训练7:
（2014?
潍坊）将含有两对同源染色体且DNA分子都已用32P标记的一个精原细胞，放在不含32P的普通培养液中进行减数分裂。
下列有关叙述正确的是（）
A•初级精母细胞中，每条染色体中有一条单体含有32P
B•初级精母细胞中，半数的染色体中一条单体含有32P
C.某个时期的次级精母细胞中，半数的染色体含有32P
D.此细胞产生的4个精子中所有的染色体都含有32P
训练8:
某高等动物的一个细胞中DNA分子的双链均被32P
标记（不考虑细胞质DNA）,将其放在含31P的细胞培养液中培养，正确的是（）
A.若该细胞进行有丝分裂，则完成一个细胞周期后产生的子细胞100%具有放射性
B.若该细胞进行无丝分裂，则产生的子细胞均不具有放射性
C.若该细胞是精原细胞，则其进行减数分裂产生的子细胞50%具有放射性
D.若该细胞为精细胞，则其增殖产生的子细胞具有放射性训练9:
（2013?
怀化一模）某成年雄性小鼠的初级精母细胞中
有20个四分体，如取该小鼠的某种干细胞，放入含3H标记的胸
腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，当该细胞首次进入有丝分裂后期时（）
A.被标记的同源染色体移向两极B.被标记的染色体是80条
C.细胞内的基因表达很活跃D.细胞内含有2个染色体组
做导学案上的拓展训练习题
针对不同层次的学生提出明确的完成目标。
课堂总结
本节课重点应掌握DNA分子的结构特点，并掌握关于碱基计算规律，最基本的规律是DNA双链中A=T,G=C。
在此基础上结合前面所学的知识，掌握综合类题目的解题方法和规律。
学生倾听并感受，明确本节课的内容。
概述本节课所学主要内容，强调本课时的学习目标和重点。
课后作业
自主学习丛书43页例题3，第44页第2题、第46页例题2和第2、6题、第51页12题
课下完成作业
巩固新知识
教后记：
本节课内容以DNA模型为依托，以图文并茂的方式让学生理解DNA分子的结构及特点，
并通过碱基互补配对原则，让学生通过计算导学案上的题目总结DNA分子中的碱基计算规律,
然后通过例题进行巩固，教给学生做此类题目的方法。
例题先让学生自己分析，教师再总结做题方法，效果很好。
［后附学案］
DNA计算题型汇总
一、碱基互补配对原则的基础应用
【基础知识】
1在整个DNA分子中，A=T、G=C；
2在整个DNA分子中，两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。
即A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%
3按照碱基互补原则，DNA分子一条链中腺嘌呤Ai在该链中的比例等于互补链中的互补碱基胸腺嘧啶T2在互补链中的比例。
—AiTiGiCi
1链
I1一1[
2链'
T2A2C2Ci
Ai=T2Ti=A2Gi=C2Ci=G2
4在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比例等于另一条链中A+T的和占该链碱基比例，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比例。
（也等于其转录形成的信使RNA中该种碱基比例的比值）
即：
Ai+Ti=A2+T2=总A+T
冋理：
G什Ci=G2+C2=总G+C
【例题讲解】
例i:
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i8%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（）
A.34%和i6%B.34%和i8%C.i6%和34%D.32%和i8%
解析：
第一步，整理已知条件。
G+C=34%,Ti=32%,Ci=i8%。
第二步，借助规律推导所需公式。
所以A+T=66%,Ai+Ti=A2+T2=66%,
Gi+Ci=G2+C2=34%。
第三步，计算。
在它的互补链中，T2=Ai=66%-32%=34%,C2=Gi=34%-18%=16%。
故A正确。
例2:
分析某生物的双链DNA,发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%,其中一条链
上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则对应链中腺嘌呤占整个DNA碱基的比例是（）
A、17%B、32%C、34%D、50%
解析：
因为A+T是两个互补碱基和，所以无论单链和双链之间的比值都相等，所以题目重视表述“腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%”，也可以是占“其中一条链上”的64%,
则可求出这条链中胸腺嘧啶占该链全部碱基的比例是64%—30%=34%，即对应链中腺嘌呤占对
应链全部碱基的34%，而问占整个DNA碱基的比例除2即可。
【变式训练】
训练1、从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是：
鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。
又知该DNA的一条链（H链）所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的（）
训练2、若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总数的44%，在其中的一条链
中A和C分别占该链碱基总数的22%和30%，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱
基总数的比例为（）
A.34%、14%B.22%、30%C.14%、34%D.20%、28%
二、DNA复制中碱基数计算【基础知识】
DNA复制其方式是半保留复制，具体过程如图所示：
IIIB
每个子代DNA分子中的碱基含量和亲代DNA分子中的碱基含量相同。
从图可看出无论复制几次，子代DNA分子中始终有两条链是原亲代DNA的两条模板链，也就是相当于始终有一个DNA分子不是复制而来的。
因此，复制过程所需要的原料一一碱基量，应该是所有子代DNA
分子中的碱基量减去一个DNA分子中的碱基量。
而DNA复制所得子代DNA分子数是成指数增加的，那么一个DNA分子复制过程中，所需的原料一一碱基量与复制次数（n）间可建立如
下数学模型：
复制n次所需某碱基量=（2n—1）X一个DAN中所含某碱基量
第n次复制时，已经复制完2n-1，是由2n-1个增加到2n个，所以新增加的DNA分子数量为：
2n—2n-1=2n-1，所以第n次复制所需的原料与复制次数（n）间可建立如下数学模型：
第n次复制所需某碱基量=（2n-1）X一个DAN中所含某碱基量【例题讲解】
例3:
具有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含60个腺嘌呤，如果连续复制2次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数为（）
A.60B.80C.120D.180
解析：
第一步，求出一个DNA分子中鸟嘌呤的数目。
具有100个碱基对（碱基数为200个）的一个DNA分子片段，内含60个腺嘌呤
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