高三生物二轮复习 DNA分子的结构和复制教案 人教版Word文档下载推荐.docx

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分裂间　减数第一次分裂间期

5．图6—3—1是在生物生殖和发育过程中发生在细胞核中的某物质或结构的变化，请读图回答问题：

图6—3—1

此图是表示细胞核中____________的数量变化图。

AB段表示____________中____________的变化；

BC段表示____________，形成的子细胞是____________；

CD段表示____________，形成的细胞是____________；

DE段表示____________，形成的细胞是____________。

有丝分裂　染色体　精原细胞或卵原细胞　减数分裂　精子或卵细胞　受精作用　受精卵　有丝分裂　体细胞

知新——先看书，再来做一做

1．DNA分子的结构

（2）组成：

DNA是一种高分子化合物，每个分子都是由成百上千个____________种脱氧核苷酸聚合而成的长链，简称____________链。

（3）DNA的结构是规则____________。

其主要特点是：

①由两条脱氧核苷酸链____________平行盘旋而成双螺旋结构。

②外侧：

由____________和____________交替连接构成基本骨架。

③内侧：

两条链上的碱基通过____________形成碱基对。

碱基对的形成遵循_____________原则，即A一定与____________配对（氢键有____________个），G一定与____________配对（氢键有____________个）。

（4）特性

①多样性：

是由于____________排列顺序千变万化。

②特异性：

是由于特定的____________排列顺序。

③储存遗传信息：

DNA分子中通过____________排列顺序来储存大量遗传信息。

2．DNA分子的复制

（1）概念：

是以____________为模板合成____________的过程。

（2）时间：

DNA分子复制是在细胞有丝分裂的____________和减数____________，是随着____________的复制来完成的。

（3）场所：

____________。

（4）过程

①解旋：

DNA分子首先利用细胞提供的能量，在____________的作用下，把两条螺旋的双链解开。

②合成子链：

以解开的_____________为模板，以游离的____________为原料，遵循____________原则，在有关____________的作用下，各自合成与母链____________的子链。

③形成子代DNA：

每条子链与其对应的____________盘旋成双螺旋结构。

从而形成____________个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。

（5）特点

①DNA复制是一个边____________边____________的过程。

②由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此，这种复制叫____________复制。

（6）条件：

DNA分子复制需要的模板是____________；

原料是____________；

能量是____________；

还需要____________。

（7）准确复制的原因

①DNA分子____________提供精确的模板。

②通过____________保证了复制准确无误。

（8）功能：

DNA分子通过复制，使亲代的_____________传递给子代，从而保证了____________的连续性，故有传递____________的功能。

【学习目标】

1．记住DNA分子的结构，并且能够说明DNA分子的基本单位、组成及双螺旋结构的特点，能对这些知识采用适当的形式（文字、图、表）予以表达。

2．理解DNA的稳定性、特异性、多样性等特性。

3．能够解释说明DNA复制的概念、过程及复制的意义，理解碱基互补配对原则，会运用碱基互补配对原则进行计算。

【基础知识精讲】

课文全解：

在学习了DNA是主要的遗传物质以后，本小节着重说明DNA具有遗传功能的特定结构以及它传递遗传信息的复制功能。

1．DNA的结构

教材首先提出DNA的双螺旋结构模型，并出示了其模式图，然后就此图展开分析。

由点→线→面→体的顺序进行阐述。

点：

DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。

如图6—3—2根据含氮碱基不同可以把脱氧核苷酸分成4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸（A）；

鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）；

胞嘧啶脱氧核苷酸（C）；

胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）。

线：

很多脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链。

如图6—3—3。

面：

由2条反向平行排列的脱氧核苷酸链形成DNA分子的平面结构。

如图6—3—4。

体：

规则的双螺旋结构。

如图6—3—5。

图6—3—2　　　图6—3—3　　　图6—3—4　　　　图6—3—5

DNA的结构特点如下表所示：

DNA的结构特点

主链

侧链

构成方式

①脱氧核糖与磷酸交替排列；

②两条主链呈反向平行；

③盘旋成规则的双螺旋

①主链上对应碱基以氢键连结成对；

②碱基互补配对（A—T，G—C）；

③碱基对平面之间平行

位置

双螺旋外侧

双螺旋内侧

在分子结构上，DNA是由4种脱氧核苷酸连接而成多核苷酸的两条单链，通过氢键把两条单链上相对的碱基连接起来。

碱基的配对是有规律的，A一定与T配对，G一定与C配对。

这就是碱基互补配对原则。

所以，在DNA中碱基的比率总是（A+G）／（T+C）＝1，嘌呤碱的分子总数等于嘧啶碱的分子总数。

这样的互补配对，形成为多核苷酸的双链。

双链围绕一个主心轴，形成梯状的双螺旋结构。

在双链上，4种碱基的排列顺序是不受限制的，因而提供了DNA分子结构的多样性，而每一特异的DNA分子有其独特的碱基排列顺序。

2．DNA的特性

从以上分析可以看出DNA分子的特性如下：

（1）多样性

组成DNA的碱基虽然只有4种，但是由于在不同的DNA分子中所含有的碱基对的数量不同，排列顺序千变万化，因而构成了DNA分子的多样性。

例如，一个具有4000个碱基对的DNA分子所携带的遗传信息是44000种，44000是多大呢？

我们可以这样计算：

设：

N=44000

对上式取对数：

lgN＝lg44000＝lg（22）4000=lg28000=8000lg2

根据常用对数可知：

lg2≈0.3010

∴1gN≈8000×

0.3010＝2408

由常用对数的意义可以得到：

N＝102408

∴44000＝102408即102408种。

（2）特异性

不同的DNA分子由于碱基对的排列顺序存在着差异，因此，每一个DNA分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。

（3）DNA的复制

DNA分子的结构不仅使DNA分子能够储存大量的遗传信息，还使DNA分子通过复制来传递遗传信息。

①概念：

以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。

②时间：

细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期，随染色体的复制而完成的。

③过程：

DNA复制的过程大体分为三个阶段，结合教材中的图6—6来学习。

a．解旋

b．以母链为模板进行碱基配对

c．形成两个新的DNA分子

④条件：

模板、原料、酶和能量。

⑤特点：

边解旋边复制、半保留复制。

⑥准确性的原因：

DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证准确无误的复制。

⑦意义：

遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。

综上所述，本节的知识结构如下：

问题全解：

13．DNA的元素组成及其基本单位是什么？

DNA的元素组成是：

C、H、O、N、P；

其基本单位是脱氧核苷酸。

14．DNA的结构及结构特点是什么？

见“课文全解1”。

15．什么是碱基互补配对原则？

在DNA分子中形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。

16．有关碱基互补配对的计算问题有何规律？

规律一：

DNA双链中的两个互补的碱基数相等；

任意两个不互补的碱基之和恒定，且占碱基总数的50%，即：

A=T；

G=C；

A+G=T+C=A+C=T+G=50%总碱基数；

A+G/T+C=A+C/G+T=T+C/A+G=G+T/A+C=1，一般情况下A+T≠G+C，A+T/G+C≠G+C/A+T≠1。

规律二：

在DNA双链中，一条单链的两个不互补的碱基和之比如A+G/T+C的值与另一条互补单链上的这个比值如A+G/T+C的值是互为倒数的。

即一条单链的A+G/T+C的值为K，则另一条互补单链的A+G/T+C的值是1/K。

规律三：

DNA双链中，一条单链的两个互补的碱基和如A+T（或G+C）占此链碱基的比值与另一条互补单链上的这两个碱基和如A+T（或G+C）在对应链碱基的比值相等，也与整个DNA分子的如A+T（或G+C）占整个DNA碱基的比值是相等的，正因为这样，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的值是相等的。

17．何为DNA分子的多样性及特异性？

其原因是什么？

见“课文全解2”。

18．何为DNA分子的复制？

复制是怎样进行的？

所谓复制就是新合成的DNA分子与原来的DNA分子结构一致。

能够“自我”复制是遗传物质的重要特征之一。

染色体能够复制，基因能够复制，归根到底是DNA能够复制。

DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂第一次分裂的间期。

这时候，一个DNA分子双链之间的氢键断裂，两条链彼此分开，各自吸收细胞内的核苷酸，按照碱基配对原则合成一条新链，然后新旧链联系起来，各自形成一个完整的DNA分子。

复制完毕时，原来的一个DNA分子，即成为两个DNA分子。

因为新合成的每条DNA分子都含有一条原来的链和一条新链，所以这种复制方式称为半保留复制。

【学习方法指导】

1．在学习“DNA的结构”时，可以用“模型辅助法”来学习。

注意结合图与模型，先观察DNA的整体结构，为思维创建一个支点，再按照点、线、面、体的顺序由局部到整体进行学习，然后再从整体到局部归纳出DNA的结构特点。

2．有关DNA的复制的内容可以用“演绎分解法”来学习。

结合有丝分裂与减数分裂的过程，将这一部分内容演绎分解成时间、场所、条件、过程、方式、特点、结果、意义等几个小问题来进行学习。

也可以结合简易模型来模仿复制过程加深理解。

3．运用规律，进行计算。

见“碱基互补配对规律的有关计算问题”。

【知识拓展】

1．DNA的双螺旋空间结构的发现

1950年，查盖夫发现了DNA碱基组成的特点即A/T=C/G=1；

而A+T/C+G的值各种生物不同，反映出种的特异性。

1953年威尔金斯成功地制出高度定向的DNA纤维，获得了X衍射照片，经沃森、克里克分析，认为与他们设想的双