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2019-2020年高二生物第三章 基因的本質(zhì) 一、學習目標： 1、知識目標 a 概述DNA分子結構的主要特點 b 運用堿基互補配對原則分析相關問題 2、能力目標 運用數(shù)學思想分析生物問題 3、情感目標 a 認同與人合作在科學研究中的重要性，討論技術的進步在探索遺傳物質(zhì)奧秘中的重要作用 b 初步形成結構與功能，多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點 二、學習方法 課前導學、質(zhì)疑討論、反饋矯正、遷移創(chuàng)新 三、教學重點 （1）DNA分子結構的主要特點。 （2）制作DNA分子雙螺旋結構模型。 四、教學難點 DNA分子結構的主要特點。 五、學習過程 1、DNA的分子結構 （A） （1）基本組成單位：脫氧核苷酸 含氮堿基 磷酸 因此，組成DNA的脫氧核苷酸有 種 （2）DNA雙螺旋結構的主要特點 ①DNA分子是由兩條 平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的規(guī)則的 結構組成的。 ②DNA分子中的 和 交替連接，排列在外側，構成基本骨架， 排列在內(nèi)側。 ③兩條鏈上的堿基按照 （即A與 配對，G與 配對）通過 連接成堿基對。 2、如何根據(jù)堿基配對原則進行計算 （1）在雙鏈DNA分子中，已知某堿基的百分含量，求其他堿基的百分含量，可用：A=T，G=C，A+G=T+C=50%。 例：某雙鏈DNA分子中，A占35%，求其他三種堿基的百分含量。 （2）某種堿基在雙鏈DNA分子中的百分含量等于該種堿基在兩條鏈中百分含量的平均值。 例：在1個雙鏈DNA分子中，含有T=20%，已知一條鏈中的C占該鏈的22%，則另一條鏈中的C占該鏈的多少？ （3）DNA分子一條鏈中不互補配對的兩個堿基含量之和的比值，是另一條互補鏈中該比值的倒數(shù)，而在整個雙鏈DNA分子該比值為1。 例：若DNA分子一條單鏈中，（A+G）/（T+C）=0.4，則上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是多少？ 評價反饋： 1、有1對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構中有1個腺嘌呤，則它的基他組成成分應是（ ） A、3個磷酸、3個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶 B、2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胞嘧啶 C、2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶 D、2個磷酸、2個脫氧核糖和1個尿嘧啶 2、（多選）下列關于DNA的敘述中，正確的是 （ ） A、同一生物個體各種體細胞核中的DNA具有相同的堿基組成 B、雙鏈DNA分子的堿基含量是A+G=C+T或A+C=G+T C、細胞缺水和營養(yǎng)不足將影響DNA的堿基組成 D、DNA只存在于細胞核中 3、下圖中能正確表示1個脫氧核苷酸的是（ ） 4、DNA分子的基本骨架是（ ） A、磷脂雙分子層 B、規(guī)則雙螺旋結構 C、脫氧核糖和磷酸交替連接 D、堿基的連接 5、下面對DNA結構的敘述中，錯誤的一項是（ ） A、DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側 B、DNA分子中嘌呤堿基與嘧啶堿基總數(shù)相同 C、DNA分子中只有4種堿基，所以實際上只能構成44種DNA D、DNA分子堿基之間一一對應配對的關系是堿基互補配對原則 6、若在一個雙鏈DNA分子中鳥嘌呤和胞嘧啶之和占堿基總和的44%，在其中的一條鏈中A和C分別占該鏈堿基數(shù)的22%和30%，那么在另一條鏈中腺嘌呤和胞嘧啶分別占該鏈堿基數(shù)的比值為（ ） A、34%，14% B、22%，30% C、14%，34% D、20%，28% 7、如下圖所示DNA分子中脫氧核苷酸的配對連接方式，其中正確的是（ ） 8、下列關于DNA分子結構的說法正確的是（ ） A、DNA分子是由兩條同向平行排列的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的 B、DNA分子中脫氧核糖和磷酸的排列順序決定了DNA分子的多樣性和特異性 C、在DNA分子中的1個脫氧核糖與1個堿基、2個磷酸相連 D、在DNA分子中A與T、C與G通過肽鍵形成堿基對 9、假設一個雙鏈DNA分子片段中含堿基T共312個，占全部堿基的26%，則此DNA片段中堿基G所占百分比和數(shù)目分別是（ ） A、26%，312個 B、24%，288個 C、24%，624個 D、12%，144個 10、人體中A、T、G 3種堿基構成的核苷酸共有（ ） A、2種 B、4種 C、5種 D、8種 11、已知多數(shù)生物的DNA是雙鏈結構的，但也有個別生物的DNA是單鏈的。有人從甲、乙、丙三種生物中提取出核酸，經(jīng)分析它的堿基比例如下表： 堿基 A G U T C 甲 31 19 0 31 19 乙 25 24 0 33 19 丙 23 24 27 0 25 （1） 組為RNA，原因是 。 （2） 組為雙鏈DNA，原因是 。 （3） 組為單鏈DNA，原因是 。 12、分析下列圖解，回答有關問題： （1）圖中B、C、G代表的物質(zhì)分別是 、 、 。 （2）F的基本組成單位是圖中 。 （3）圖中F的主要載體是 ，F(xiàn)和H的關系是 。 （4）一個H中含 個F，一個F中含 個E，一個E中含 個D。 [參考答案] (一)、參考答案： 1C、2AB、3D、4C、5C、6A、7D、8C、9B、10C、11（1）丙 含有尿嘧啶，沒有胸腺嘧啶 （2）甲 A=T C=G （3）乙 有胸腺嘧啶，且A≠T，C≠G 12⑴脫氧核糖 含氮堿基 蛋白質(zhì) ⑵ D ⑶ H H是F的主要載體 ⑷1個（復制前） 多個 多 （二）、教材中答案和提示 （一）問題探討 提示：本節(jié)的問題探討主要是培養(yǎng)學生收集資料、討論交流的能力。 （二）旁欄思考題 1.（1）當時科學界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有：組成ＤNＡ分子的單位是脫氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構成的； （2）英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射線衍射圖譜； （3）美國生物化學家鮑林揭示生物大分子結構的方法（1950年），即按照Ｘ射線衍射分析的實驗數(shù)據(jù)建立模型的方法（因為模型能使生物大分子非常復雜的空間結構，以完整的、簡明扼要的形象表示出來），為此，沃森和克里克像擺積木一樣，用自制的硬紙板構建ＤNＡ結構模型； （4）奧地利著名生物化學家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量這一堿基之間的數(shù)量關系。 2.沃森和克里克根據(jù)當時掌握的資料，最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結構模型，在這些模型中，他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學家的幫助下，他們否定了最初建立的模型。在失敗面前，沃森和克里克沒有氣餒，他們又重新構建了一個將磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。沃森和克里克最初構建的模型，連接雙鏈結構的堿基之間是以相同堿基進行配對的，即A與A、T與T配對。但是，有化學家指出這種配對方式違反了化學規(guī)律。1952年，沃森和克里克從奧地利生物化學家查哥夫那里得到了一個重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克改變了堿基配對的方式，讓A與T配對，G與C配對，最終，構建出了正確的DNA模型。 （三）思考與討論 2.提示：主要涉及物理學（主要是晶體學）、生物化學、數(shù)學和分子生物學等學科的知識。涉及的方法主要有：X射線衍射結構分析方法，其中包括數(shù)學計算法；建構模型的方法等?，F(xiàn)代科學技術中許多成果的取得，都是多學科交叉運用的結果；反過來，多學科交叉的運用，又會促進學科的發(fā)展，誕生新的邊緣學科，如生物化學、生物物理學等。 3.提示：要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗；要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的；研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對所從事的研究要有興趣和激情等。 （四）模型建構 1.DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基對的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基對千變?nèi)f化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。 2.提示：（1）靠 DNA分子堿基對之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián)；（2）在DNA雙螺旋結構中，由于堿基對平面之間相互靠近，形成了與堿基對平面垂直方向的相互作用力（該點可不作為對學生的要求，教師可進行補充說明）。 （五）練習 基礎題 1. （1）胞嘧啶； （2）腺嘌呤； （3） 鳥嘌呤；（4）胸腺嘧啶；（5）脫氧核糖；（6）磷酸；（7）脫氧核苷酸；（8）堿基對；（9）氫鍵；（10）一條脫氧核苷酸鏈的片段。2.C 。3.B 。 拓展題 ∵A＝T G＝C ∴A＋G＝T＋C ∴A＋G/（A＋G＋T＋C）＝T＋C/（A＋G＋T＋C）＝50% 也可以寫成以下形式：A＋G／T＋C＝(T＋G )／(A＋C)＝(T＋C )／(A＋G)……＝1 規(guī)律概括為：在DNA雙鏈中,任意兩個不互補堿基之和恒等，并為堿基總數(shù)的50%。