2022年高中生物《DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)》導(dǎo)學(xué)案 蘇教版必修2

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1、2022年高中生物《DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)》導(dǎo)學(xué)案 蘇教版必修2 一、課前導(dǎo)學(xué) 一、DNA分子的結(jié)構(gòu) 1．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建——沃森、克里克(1953年) 2．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點：(1)兩條鏈____________盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)________和________交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；________排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過________連接成堿基對。 3．堿基互補配對原則：A(腺嘌呤)一定與________________配對；G(鳥嘌呤)一定與________配對。 思考　DNA分子的結(jié)構(gòu)可用“五、四、三、二、一”五個數(shù)字

2、加以概括，這些數(shù)字的含義分別是什么呢？ 　 二、DNA分子的復(fù)制 1．克里克的假說：半保留復(fù)制。2.實驗方法：放射性同位素示蹤法。 3．時期：有絲分裂的________和________________的間期。 4．條件：(1)模板：________________；(2)原料：____________________；(3)能量：ATP；(4)酶：________________。 5．特點：________；________復(fù)制：子代DNA＝母鏈＋子鏈。 6．準(zhǔn)確復(fù)制的原因：DNA分子獨特的____________，為復(fù)制提供了精確的模板；________________

3、能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行。 7．意義：保持了遺傳信息的________。 思考　生物體中DNA分子復(fù)制的具體場所有哪些？　 三、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 1．基因與DNA的關(guān)系 (1)一個DNA分子上有________個基因。構(gòu)成基因的堿基數(shù)________DNA分子的堿基總數(shù)。 (2)基因是____________的DNA片段，沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段不叫基因。 2.與染色體的關(guān)系 （1）染色體是基因的主要載體，此外，線粒體和葉綠體中也有基因分布。 （2）基因在染色體上呈________排列。 3．與脫氧核苷酸的關(guān)系 （1）脫氧核苷酸（A、T、C、G）是構(gòu)成

4、基因的單位。 (2)基因中________________________代表遺傳信息。 4.基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 (1) （間接控制） 酶或激素 細(xì)胞代謝 基因 性狀 結(jié)構(gòu)蛋白 細(xì)胞結(jié)構(gòu) （直接控制） (2)基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系，基因的表達(dá)過程中或表達(dá)后的蛋白質(zhì)也可能受到環(huán)境因素的影響。 (3)生物體性狀的多基因因素：基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間多種因素存在復(fù)雜的相互作用，共同地精細(xì)地調(diào)控生物的性狀。

5、5．DNA分子特性 (1)多樣性：主要取決于____________多樣性。 (2)________：是由DNA分子中特定的堿基排列順序決定的。 (3)穩(wěn)定性：主要取決于DNA分子的________結(jié)構(gòu)。 思考　DNA分子上所有的堿基序列都是遺傳信息嗎？ 二、課堂識真 探究點一　DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算 1．分析下列DNA分子的構(gòu)成過程，探討下列問題： (1)DNA的基本結(jié)構(gòu)單位是________種____________。 (2)DNA分子中的________和________交替連接，排列在________側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架。 (3)DNA分子的兩條

6、鏈通過________鍵連接；按________平行方式盤旋成________結(jié)構(gòu)。 (4)配對的堿基，A與T之間形成________個氫鍵，G與C之間形成________個氫鍵。C—G比例越大，DNA結(jié)構(gòu)越________。 2．DNA分子中堿基數(shù)量計算的規(guī)律 規(guī)律一：在DNA雙鏈中，A＝____，G＝____，A＋G＝____＋C＝____＋C＝T＋____＝50%，＝＝____。 規(guī)律二：在DNA雙鏈中，一條單鏈的(A＋G)/(T＋C)的值與另一條互補鏈的(A＋G)/(T＋C)的值互為________關(guān)系。 規(guī)律三：在DNA雙鏈中，一條單鏈的(A＋T)/(G＋C)的值與另一條互

7、補鏈的(A＋T)/(G＋C)的值是________的，也與整個DNA分子中的(A＋T)/(G＋C)的值是________的。 思維拓展 1．基本組成單位——4種脫氧核苷酸 腺嘌呤(A)腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥嘌呤(G)鳥嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶(C)胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶(T)胸腺嘧啶脫氧核苷酸 2．每條脫氧核苷酸鏈上都只有 個游離的磷酸基，因此DNA分子中含有 個游離的磷酸基。 3．互補配對堿基之和所占比例“三不變”，即在一條鏈中互補配對堿基之和所占該鏈堿基的比例，等于其在 中的比例，也等于在 中所占比例及在mRNA中所占比例。 探

8、究示例1　(xx·上海卷，4)細(xì)胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片段中(　　) A．G的含量為30% B．U的含量為30% C．嘌呤含量為50% D．嘧啶含量為40% 變式訓(xùn)練1　某DNA分子中A＋T占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈(α)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應(yīng)的另一條互補鏈(β)上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是(　　) A．35% B．29% C．28% D．21% 探究點二　DNA分子的復(fù)制及相關(guān)計算 觀察DNA復(fù)制的過程，回答下列問題： 1．DNA分子復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行的原因是什么？ 　 　

9、2．DNA復(fù)制的兩個特點是什么？ 　 　 3．某動物一DNA復(fù)制時，若從一端開始復(fù)制，理論上完成復(fù)制約需30s，而實際上只需12s左右，由此推測，DNA分子的復(fù)制是____(單、多)起點復(fù)制。 思維拓展 1．一個DNA分子復(fù)制n次后，得到的DNA分子數(shù)量為____，增加的DNA分子數(shù)為____，第n次復(fù)制增加的DNA分子數(shù)為________，如圖所示： 2．某DNA分子中含某種堿基a個，則復(fù)制n次需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為________；第n次復(fù)制，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為________。 3．若以被同位素標(biāo)記的DNA分子的兩條鏈為模板，復(fù)制n次后，標(biāo)記DNA分

10、子占________，標(biāo)記的DNA單鏈占所有單鏈的________；若用同位素標(biāo)記原料，則復(fù)制n次后，標(biāo)記DNA分子占________，標(biāo)記的單鏈占________。 5子代DNA分子中，含14N的有2n個，只含14N的有(2n－2)個，做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。 6．無論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子始終是____個，占總數(shù)比例為____。 7．子代DNA分子的鏈中，總鏈數(shù)____條。含15N的鏈?zhǔn)冀K是____條，占總數(shù)比例為________。做題時，應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。 探究示例2　(xx·山東理綜，7)蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基

11、中完成一個細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是(　　) A．每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B．每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記 C．只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記 D．每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記 探究示例3　已知一個完全標(biāo)記上15N的DNA分子含100個堿基對，其中腺嘌呤(A)有40個，在不含15N的培養(yǎng)液中經(jīng)過n次復(fù)制后，不含15N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為7∶1，需游離的胞嘧啶(C)為m個，則n，m分別是(　　) A．3 900 B．3 420 C．4 420 D．4 900 變式訓(xùn)練2

12、　某校一個生物活動小組要進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，對生物學(xué)史上的經(jīng)典實驗進(jìn)行驗證。這個小組借助某大學(xué)的實驗設(shè)備，對有關(guān)DNA復(fù)制的方式進(jìn)行探索，有人認(rèn)為DNA是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為DNA是半保留復(fù)制。為了驗證這兩種假設(shè)，這個小組設(shè)計了下列實驗程序，請完成實驗并對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。 實驗步驟： 第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA；在氮源為15N 的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。 第二步：將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代(Ⅰ)，請分析：

13、 如果DNA出現(xiàn)__________________________________，則是全保留復(fù)制； 如果DNA出現(xiàn)__________________________________，則是半保留復(fù)制； 第三步：為了進(jìn)一步驗證第二步的推測結(jié)果，將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代(Ⅱ)，請分析： 如果DNA出現(xiàn)__________________________，則是全保留復(fù)制； 如果DNA出現(xiàn)__________________________，則是半保留復(fù)制。 探究點三　基因與脫氧核苷酸、DNA和染色體之間的關(guān)系 分析基因與其它三者的關(guān)系，完成下面

14、關(guān)系圖： 1．染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關(guān)系 2．基因、染色體、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系 思維拓展 1．在基因、DNA與染色體關(guān)系上，明確基因是DNA的一部分，DNA是染色體的組成部分，DNA是重要的遺傳物質(zhì)，全部基因的集合不是所有的DNA，染色體不是遺傳物質(zhì)，只是遺傳物質(zhì)DNA的主要載體。 2．對于原核細(xì)胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。 3．一個DNA分子由n對堿基組成，則堿基排列順序有4n種，排列遺傳信息種類最多有4n種。 探究示例4　(xx·金陵中學(xué)摸底)若下圖是果蠅某條染色體上的一段DNA分子的示意圖。下列說法正確

15、的是(　　) A．白眼基因含有多個核糖核苷酸 B．白眼基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 C．白眼基因位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi) D．白眼基因基本組成單位是4種堿基 　 變式訓(xùn)練3　(xx·福建三明一調(diào))如圖是科學(xué)家對果蠅一條染色體上的基因測定結(jié)果，關(guān)于該圖說法正確的是(　　) A．控制朱紅眼與深紅眼的基因是等位基因 B．控制白眼和朱紅眼的基因在遺傳時遵循著基因的分離定律 C．該染色體上的基因在后代中都能表達(dá) D．該染色體上的堿基數(shù)A＝T，G＝C 三、課后見功 題組一　DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及相關(guān)計算 1．(xx·上海卷，27)某雙鏈DNA分子含有400個堿基，其中一條鏈上A∶T

16、∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述錯誤的是(　　) A．該DNA分子的一個堿基改變，不一定會引起子代性狀的改變 B．該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個 C．該DNA分子中4種堿基的比例為A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 D．該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種 2．關(guān)于下圖DNA分子片段的說法正確的是 (　　) A．解旋酶作用于③部分 B．②處的堿基對缺失導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)的變異 C．把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，子代含15N的DNA占3/4 D．該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(A＋T)/(G＋C)的比例上 3．(xx·海南卷，2

17、5)關(guān)于核酸生物合成的敘述，錯誤的是(　　) A．DNA的復(fù)制需要消耗能量 B．RNA分子可作為DNA合成的模板 C．真核生物的大部分核酸在細(xì)胞核中合成 D．真核細(xì)胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期 4．(xx·常州質(zhì)檢)一個DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多40%，兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%，則這個DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的(　　) A．44% B．24% C．14% D．28% 5．用15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時含14N和15N

18、，c只含14N，如下圖，這三種DNA分子的比例正確的是(　　) 6．(xx·安徽理綜，5)甲、乙圖示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是(　　) A．甲、乙所示過程通過半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子 B．甲所示過程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行 C．DNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D．一個細(xì)胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次 7．DNA分子經(jīng)過誘變，某位點上的一個正常堿基(設(shè)為P)變成了尿嘧啶。該DNA連續(xù)復(fù)制兩次，得到的4個子代DNA分子相應(yīng)位點上的堿基對分別為U－A、A－T、G－C、C－G。推測“P”

19、可能是(　　) A．胸腺嘧啶 B．腺嘌呤 C．胸腺嘧啶或腺嘌呤 D．胞嘧啶 題組二　基因、DNA和染色體之間的關(guān)系 8．人類第14號染色體信息已破譯，總計含87 410 661個堿基對，研究報告稱，第14號染色體含有1 050個基因和基因片段。則平均每個基因含有的堿基數(shù)為(　　) A．83 248 B．166 496 C．1 050 D．不能確定 9．下列關(guān)于基因的說法，不正確的是 (　　) A．基因是控制生物性狀的DNA的功能單位 B．基因是DNA的隨機(jī)片段，與DNA是局部與整體的關(guān)系 C．基因中脫氧核苷酸的排列順序代表著遺傳信息

20、 D．一個DNA分子上有許多基因，基因具有多樣性 10．一條染色體含有一個DNA分子，一個DNA中有許多個基因。若該DNA中某個脫氧核苷酸發(fā)生了改變，下列各項敘述錯誤的是(　　) A．DNA的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變 B．DNA分子所攜帶的遺傳信息可能發(fā)生改變 C．DNA分子上一定有某個基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變 D．該DNA分子控制合成的蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變 11．(xx·蘇州月考)同源染色體上的兩個DNA分子大小一般是相同的，那么在這兩個DNA分子的同一位置上的基因(　　) A．堿基對的排列順序相同 B．堿基對的排列順序不同 C．可能相同也可能不同 D．與在染色體上的位置無

21、關(guān) 題組三　應(yīng)用提升 12．(實驗題)在正常情況下，細(xì)胞內(nèi)完全可以自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖?，F(xiàn)在細(xì)胞系由于發(fā)生基因突變而不能自主合成核糖和脫氧核糖，必須從培養(yǎng)基中攝取。為驗證DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，現(xiàn)提供如下實驗材料，請你完成實驗方案。 (1)實驗?zāi)康模候炞CDNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。 (2)實驗材料：突變細(xì)胞系、基本培養(yǎng)基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脫氧核苷酸、14C—脫氧核苷酸、放射性探測顯微儀等。 (3)實驗原理 DNA主要分布在____________，其基本組成單位是____________； RNA主要

22、分布在____________，其基本組成單位是____________。 (4)實驗步驟 第一步：編號。取基本培養(yǎng)基兩個，編號為甲、乙。 第二步：設(shè)置對比實驗。在培養(yǎng)基甲中加入適量的核糖核苷酸和14C—脫氧核苷酸；在培養(yǎng)基乙中加入等量的 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 第三步：培養(yǎng)。在甲、乙培養(yǎng)基中分別接種等量的突變細(xì)胞系

23、，放到________________培養(yǎng)一段時間，讓細(xì)胞增殖。 第四步：觀察。分別取出培養(yǎng)基甲、乙中的細(xì)胞，用放射性探測顯微儀探測觀察________________________。 (5)預(yù)期結(jié)果 ①培養(yǎng)基甲中___________________________________________________________； ②培養(yǎng)基乙中___________________________________________________________。 (6)實驗結(jié)論：_______________________________________________________。