2023届新高考生物一轮复习人教版第6单元 第18课 dna的结构、复制和基因的本质学案.docx
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1、第18课DNA的结构、复制和基因的本质 学业质量水平要求1通过讨论分析DNA的结构和复制,形成结构与功能观。(生命观念)2通过构建DNA双螺旋结构模型,强化模型与建模。(科学思维)3通过DNA复制方式的探究,培养实验设计及结果分析的能力。(科学探究)4通过构建模型,了解现代遗传学的研究方法,形成科学态度和方法。(社会责任)考点一DNA的结构及碱基计算1DNA双螺旋结构模型的建立者及DNA的组成(1)DNA双螺旋结构模型构建者:沃森和克里克。(2)图解DNA双螺旋结构。DNA由两条脱氧核苷酸链组成,这两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。外侧:DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。
2、内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则:AT(两个氢键)、CG(三个氢键)。2DNA的结构特点(1)多样性:若DNA含有n个碱基对,则其可能有4n种碱基对排列顺序。(2)特异性:每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)稳定性:两条单链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对配对方式不变等。1双链DNA中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的。()2分子大小相同,碱基含量相同的DNA所携带的遗传信息一定相同。()3双链DNA同时含有2个游离的磷酸基团,其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数。()4DNA一条链上的相邻碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连。()【教材细节
3、命题】(必修2 P50正文拓展)RNA的基本骨架、细胞膜的基本骨架、细胞骨架分别是由核糖和磷酸交替连接构成的核糖核苷酸链;磷脂双分子层;由蛋白质纤维组成的网架结构。1DNA的结构(1)DNA的双螺旋结构中各组分之间的关系。(2)利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA的结构。2DNA分子中碱基数量的计算规律(1)若已知A1/单链b%,因为双链碱基数是单链的2倍,所以A1/双链b%/2。DNA单链中某一碱基所占比例是其在双链中所占比例的2倍。(2)若已知A/双链c%,A1/单链的比例无法确定,但可求出A1/单链的最大值为2c%,最小值为0(当一条单链中有A,另一条单链中无A时,可取最值)。考向1
4、| 考查DNA的结构及特点1(2021安徽合肥模拟)模型构建是一种研究问题的科学思维方法,在制作一个DNA分子双螺旋结构模型活动中,错误的是()A需要准备制作磷酸、脱氧核糖和碱基等材料BA、T、G、C四种碱基的大小和形状应该相同C需要制作两条碱基互补的脱氧核苷酸链D末端的磷酸基团可以体现DNA双链的反向平行B解析:DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,由磷酸基团、脱氧核糖和含氮碱基组成,所以需要准备制作磷酸、脱氧核糖和碱基等材料,A正确;A、T、G、C四种碱基的大小和形状不相同,但A和T的总长度与C和G的总长度应相同,B错误;DNA是由两条碱基互补配对且反向平行的脱氧核苷酸链构成的,C正确;末端的
5、磷酸基团可以体现DNA双链的反向平行,D正确。2判断下列关于DNA分子结构的说法错误的是()A和相间排列,构成DNA分子的基本骨架B所有的DNA分子中都有游离的磷酸基团C同一条链上碱基之间通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连D图中不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸B解析:磷酸基团和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,A正确;细胞质中环状的DNA分子如质粒,无游离的磷酸基团,B错误;DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连,C正确;中的磷酸基团属于另一个核苷酸,故图中不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸,D正确。【方法规律】DNA结构的两个热点考向(1)相邻的碱基在DNA分子的
6、一条单链中通过磷酸二酯键按“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”顺序相连接,在DNA的双链之间通过氢键相连接。(2)不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团,两条链各有一个3端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团;DNA链的方向是从磷酸基团到脱氧核糖,两条链反向平行,故一个DNA中有2个游离的磷酸基团。考向2| 考查DNA结构的相关计算3(2021北京卷)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是()ADNA复制后A约占32%BDNA中C约占18%CDNA中(AG)/(TC)1DRNA中U约占32%D解析:DNA复制为半保留复制,复制时遵循AT、GC的配对原则,则DNA复制后A约占32%,A正确;
7、酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则AT32%,GC(1232%)/218%,B正确;DNA碱基之间遵循碱基互补配对原则,即AT、GC,则(AG)/(TC)1,C正确;由于RNA为单链结构,且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来,故RNA中U不一定占32%,D错误。4DNA分子的两条链通过碱基对之间的氢键相互连接。其中AT之间有2个氢键、CG之间有3个氢键。氢键数目越多,DNA分子越稳定。下列相关叙述正确的是()A核苷酸数目相同的2个DNA分子,其氢键数目一定相同B某双链DNA分子的一条链中A占30%,另一条链中A占28%,则该DNA分子中AT之间的氢键数目要多于CG之间的氢键数目C长
8、度相同的双链DNA分子,由于(AC)/(GT)的值不同,它们的稳定性也不同D亲代DNA经过准确复制得到两个子代DNA,则亲子代DNA之间的(AT)/(GC)的值相同,稳定性也相同D解析:AT之间有2个氢键、CG之间有3个氢键,因此核苷酸数目相同的2个DNA分子,其氢键数目不一定相同,A错误;某双链DNA分子的一条链中A占30%,则另一条链中T占30%,另一条链中A占28%,则整个DNA分子中AT的比例为30%28%58%,CG的比例为158%42%,由于AT之间有2个氢键、CG之间有3个氢键,因此该DNA分子中AT之间的氢键数目(碱基对数58%2)要少于CG之间的氢键数目(碱基对数42%3),
9、B错误;由于AT,CG,则ACGT,不同的双链DNA分子,(AC)/(GT)比值相等,都等于1,C错误;亲代DNA和经过准确复制得到的两个子代DNA碱基序列都相同,因此亲子代DNA之间的(AT)/(GC)比值相同,稳定性也相同,D正确。【技法总结】解答有关碱基计算题的“三步曲”考点二DNA的复制1DNA半保留复制的实验证据(1)方式推测:DNA分子复制方式为半保留复制。(2)实验证据。实验方法:同位素标记技术和离心技术。实验原理。含15N的双链DNA密度大,含14N的双链DNA密度小,一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。实验过程。过程分析。立即取出,提取DNA离心全部重带。繁殖
10、一代后取出,提取DNA离心全部中带。繁殖两代后取出,提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。实验结论:DNA的复制是以半保留的方式进行的。2DNA的复制(1)(2)过程。(3)特点:边解旋边复制、半保留复制。(4)准确复制的原因和意义。DNA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,保证了复制能准确地进行。DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给了子代细胞,保持了遗传信息的连续性。3染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系1蛋白质和DNA在体内合成时均需要模板、能量和酶。()2用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究DNA复制的场所。()3DNA复制时,严格
11、遵循碱基互补配对原则。()4DNA复制是边解旋边复制的。()1图解法分析DNA复制的相关计算(1)将含有15N的DNA放在含有14N的培养液中连续复制n次,则:(2)DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数。若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m(2n1)。第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m2n1个。2DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题(1)有丝分裂中染色体标记情况。过程图解(一般只研究一条染色体)。复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素):转至不含标记同位素的培养液中再培养一个细胞周期:规律总结:若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,
12、产生的子染色体只有一半带有标记。(2)减数分裂中染色体标记情况分析。过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象,如下图:规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记。(3)利用模型分析子细胞中染色体标记情况。模型解读一个细胞连续分裂两次,最后形成的4个子细胞有三种情况:第一种情况是4个细胞都是;第二种情况是2个细胞是,1个细胞是,1个细胞是;第三种情况是2个细胞是,另外2个细胞是3基因与遗传信息的关系(1)基因是有遗传效应的DNA片段,是针对遗传物质为DNA的生物来讲的,对于少数RNA病毒,基因则是有遗传效应的RNA片段,其遗传信息则为核糖核苷酸的
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