資源簡介

第3節(jié)　DNA的復(fù)制
學(xué)案設(shè)計(一)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.概述DNA分子復(fù)制的條件、過程和特點。
2.探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。
自主預(yù)習(xí)
1.DNA分子復(fù)制的過程
(1)解旋:DNA分子首先在細胞提供的　　　　和　　　　的作用下解旋。?
(2)合成子鏈:①模板:　　　　;②酶:　　　　;③原料:　　　　;④配對原則:　　　　。?
(3)形成子代DNA:　　　　和　　　　螺旋形成新的DNA。?
2.結(jié)果:1個DNA→　　　　　　　　　　　　　。?
3.DNA分子復(fù)制的特點
(1)從過程上看:邊　　　　,邊　　　　。?
(2)從復(fù)制的結(jié)果上看:復(fù)制的方式為　　　　復(fù)制。?
4.DNA分子復(fù)制準(zhǔn)確性的原因
(1)DNA分子獨特的　　　　結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的　　　　。?
(2)　　　　原則保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進行。?
5.意義:DNA分子通過　　　　,將　　　　從親代傳給子代,從而保證了遺傳信息的　　　　性。?
課堂探究
探究一:對DNA分子復(fù)制的推測
閱讀教材P53第一自然段,回答下列問題。
1.什么是半保留復(fù)制?
2.以上復(fù)制方式是由誰提出的?
探究二:DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)
[合作探究1]
閱讀教材P53~54,回答下列問題。
1.科學(xué)家選擇什么材料進行實驗?
2.DNA是用肉眼觀察不到的,那么用什么方法可以區(qū)分親代與子代的DNA?
3.科學(xué)家是怎樣用15N標(biāo)記大腸桿菌的DNA的?
4.如果是全保留復(fù)制,DNA離心結(jié)果會出現(xiàn)幾種條帶?如果是半保留復(fù)制,又會出現(xiàn)幾種條帶?
5.在整個實驗的親代、子一代、子二代細胞中提取出的DNA離心的結(jié)果說明了什么?
探究三:DNA分子復(fù)制的過程
閱讀教材P55第一、二自然段和觀察圖3-10,回答下列問題。
1.DNA分子復(fù)制的時間是什么時候?
2.DNA分子復(fù)制的場所在哪里?
3.復(fù)制開始時,DNA的結(jié)構(gòu)會發(fā)生什么變化?
4.DNA分子復(fù)制的過程包含哪些步驟?
　　5.DNA分子復(fù)制需要哪些條件?
6.DNA分子復(fù)制的結(jié)果是什么?
7.DNA分子復(fù)制的意義是什么?
8.DNA分子復(fù)制的特點是什么?
重點點撥:(方法學(xué)習(xí))DNA分子半保留復(fù)制的有關(guān)計算
親代DNA分子復(fù)制n代后:
(1)形成的DNA分子總數(shù)為2n個。
(2)其中含有親代DNA分子母鏈的只有兩個,占子代DNA分子總數(shù)的比值為2/2n,即1/2n-1。
(3)親代母鏈只有兩條,占子代DNA總的脫氧核苷酸鏈數(shù)的2/(2n×2),即1/2n。
(4)合成的2n個DNA分子的堿基對的排列順序是完全一樣的。
　　核心素養(yǎng)專練
1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述,正確的是(　　)
A.DNA分子在解旋酶的作用下,水解成脫氧核苷酸
B.在全部解旋之后才開始堿基配對
C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈
D.復(fù)制后,每個新DNA分子中都含有一條母鏈和一條子鏈
2.如果把只含15N的DNA分子叫做重DNA,把只含14N的DNA分子叫做輕DNA,把一條鏈含15N、另一條鏈含14N的DNA分子叫做中DNA。那么,將一個完全被15N標(biāo)記的DNA分子放入到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),讓其連續(xù)復(fù)制三代,則培養(yǎng)基內(nèi)重DNA、中DNA和輕DNA的分子數(shù)分別是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.0、2、6
B.2、0、6
C.2、4、2
D.6、0、2
3.DNA分子復(fù)制時解旋酶作用的結(jié)構(gòu)可以是(　　)
A.
B.
C.A—U
D.G—C
4.某個DNA片段由500對堿基組成,A+T占堿基總數(shù)的34%。若該DNA片段復(fù)制2次,共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數(shù)為(　　)
A.330
B.660
C.990
D.1
320
5.假如一個DNA分子含有1
000個堿基對(磷元素只含31P),將這個DNA分子放在用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制一次,則新形成的一個子代DNA分子的相對分子質(zhì)量比原來增加了(　　)
A.1
000
B.2
000
C.500
D.無法確定
6.
右圖表示DNA分子復(fù)制的片段,圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說,下列各項正確的是(　　)
A.a和c的堿基序列互補
B.b和c的堿基序列相同
C.a鏈中(A+T)/(G+C)的比值與b鏈中同項比值相同
D.a鏈中(A+T)/(G+C)的比值與d鏈中同項比值不同
7.亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基脫去氨基,堿基脫氨基后的變化如下:C轉(zhuǎn)變?yōu)閁(U與A配對),A轉(zhuǎn)變?yōu)镮(I為次黃嘌呤,與C配對)。現(xiàn)有一DNA片段為—AGTCG—①
—TCAGC—②,經(jīng)亞硝酸鹽作用后,若鏈①中的A、C發(fā)生脫氨基作用,經(jīng)過兩輪復(fù)制后其子代DNA片段之一為(　　)
A.—CGTTG—
—GCAAC—
B.—GGTCC—
—CCAGG—
C.—GGTTG—
—CCAAC—
D.—CGTAG—
—GCATC—
8.女性子宮肌瘤細胞中最長的DNA分子可達36
mm,DNA復(fù)制速度約為4
μm/
min,但復(fù)制過程僅需40
min左右即可完成。這是因為DNA分子(　　)
A.邊解旋邊復(fù)制
B.一個復(fù)制點雙向復(fù)制,使子鏈迅速延伸
C.以半保留方式復(fù)制
D.復(fù)制起點多,分段進行復(fù)制
9.若將果蠅的一個精原細胞中的一個DNA分子用15N進行標(biāo)記,正常情況下在該細胞形成的精細胞中,含15N的精細胞數(shù)占(　　)
A.1/8
B.1/4
C.1/2
D.1/16
10.用32P標(biāo)記玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈,再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),在第二次細胞分裂的中期、后期一個細胞中的染色體數(shù)目和被32P標(biāo)記的染色體數(shù)目分別是(　　)
A.中期20和20、后期40和20
B.中期20和10、后期40和20
C.中期20和20、后期40和10
D.中期20和10、后期40和10
　　11.根據(jù)圖示回答。
(1)該圖表示的生理過程是　　　　　　　　,該過程主要發(fā)生在細胞的　　　　部位。?
(2)圖中的1、2、3、4、5分別是　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　。?
(3)假如經(jīng)過科學(xué)家的測定,A鏈上的一段基因(M)中的A∶T∶C∶G為2∶1∶1∶3,能不能說明該科學(xué)家的測定是錯誤的?　　　　,原因是　　　　　　　　。?
(4)以A鏈的M基因為模板復(fù)制出的B鏈,堿基比例應(yīng)該是　　　　　　　　。?
12.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(對照);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(親代)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖甲所示。
甲
(1)由實驗結(jié)果可以推測第一代(Ⅰ)細菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)恰　　　?另一條鏈　　　　。?
(2)將第一代(Ⅰ)細菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代,將所得到的細菌的DNA分子用同樣的方法分離,請參照圖甲,將DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在圖乙中標(biāo)出。
乙
參考答案
自主預(yù)習(xí)
1.(1)能量　解旋酶　(2)DNA分子的兩條鏈　解旋酶和DNA聚合酶　四種游離的脫氧核苷酸　堿基互補配對原則,A與T,C與G配對　(3)子鏈　與其相對應(yīng)的模板鏈
2.完全相同的兩個DNA分子
3.(1)解旋　復(fù)制　(2)半保留
4.(1)雙螺旋　模板　(2)堿基互補配對
5.復(fù)制　遺傳信息　連續(xù)
課堂探究
探究一:
1.復(fù)制時新合成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子中的一條鏈的復(fù)制方式叫做半保留復(fù)制。
2.沃森和克里克。
探究二:
1.大腸桿菌。
2.同位素標(biāo)記技術(shù)。
3.用含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液來培養(yǎng)大腸桿菌。
4.如果是全保留復(fù)制會出現(xiàn)輕帶和重帶兩種帶。如果是半保留復(fù)制,會出現(xiàn)輕帶、重帶和中帶三種帶。
5.DNA復(fù)制是半保留復(fù)制。
探究三:
1.細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。
2.主要是細胞核,葉綠體和線粒體內(nèi)也能進行。
3.DNA分子的兩條鏈在解旋酶的作用下解成單鏈。
4.包括解旋、合成子鏈和形成子代DNA三個步驟。
5.模板、能量、酶、原料等。
6.形成兩個與親代完全相同的子代DNA分子。
7.將遺傳信息從親代傳給子代,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。
8.半保留復(fù)制和邊解旋邊復(fù)制。
核心素養(yǎng)專練
1.D　2.A　3.D　4.C　5.A　6.C　7.C　8.D　9.C
10.A
11.(1)DNA復(fù)制　細胞核
(2)A　T　C　C　T
(3)不能　在單鏈中不一定A=T、C=G
(4)T∶A∶G∶C=2∶1∶1∶3
12.(1)15N模板鏈　14N新鏈
(2)如下圖
學(xué)案設(shè)計(二)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.運用假說—演繹法探究DNA的復(fù)制方式,概述DNA通過半保留方式進行復(fù)制。
2.通過對DNA半保留復(fù)制方式的學(xué)習(xí),理解DNA的準(zhǔn)確復(fù)制是遺傳信息穩(wěn)定傳遞的基礎(chǔ)。
3.識記DNA復(fù)制的概念、時間、場所、條件、過程、特點、意義。
自主預(yù)習(xí)
一、對DNA復(fù)制的推測
沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說:?
　　　　;?
有人持不同觀點,提出　　　　等不同假說。?
二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)
1958年,美國生物學(xué)家梅塞爾森(M.Meselson)和斯塔爾(F.Stahl)設(shè)計實驗。
實驗材料:　;?
實驗方法:　。?
三、DNA復(fù)制的過程
1.概念:以親代DNA為　　　　合成子代DNA的過程。?
2.DNA復(fù)制的場所:
真核細胞:主要在　　　　中,但在　　　　、　　　　也有DNA的復(fù)制;?
原核細胞:主要在　　　　中,在質(zhì)粒處也有DNA的復(fù)制。?
3.發(fā)生時期(真核生物):細胞分裂前的　　　　期(有絲分裂前的　　　　期、減數(shù)分裂前的　　　　期),隨著　　　　的復(fù)制而完成。?
4.DNA復(fù)制的條件:
(1)模板:　;?
(2)原料:　;?
(3)能量:　;?
(4)酶:　　　　、　　　　。?
5.DNA復(fù)制的方向:從子鏈的　　　　端向　　　　端延伸。?
6.DNA復(fù)制的過程:
(1)在ATP幫助下,　　　　將DNA雙螺旋的2條鏈解開;?
(2)以4種脫氧核苷酸為原料,按照　　　　原則,在　　　　的作用下各自合成與母鏈互補的一條子鏈;?
(3)新合成的子鏈不斷延伸,與其對應(yīng)的　　　　繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。?
7.DNA復(fù)制的特點:
(1)　　　　　　　　;(2)　　　　　　　　。?
8.復(fù)制準(zhǔn)確進行的原因:
(1)DNA獨特的　　　　　　　　,為復(fù)制提供了精確的模板;?
(2)通過　　　　　　　　,保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進行。?
9.DNA復(fù)制的意義:
DNA通過復(fù)制,將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞,從而保持了　　　　的連續(xù)性(使親子代保持連續(xù)性)。?
課堂探究
一、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)
1.背景知識
15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素,含15N的DNA比含14N的DNA密度大。利用　　　　可在試管中區(qū)分含不同N元素的DNA。?
2.實驗過程
大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代
3.實驗預(yù)期
半保留復(fù)制:子一代DNA分子所處位置　　　　;子二代DNA分子所處位置　　　　。?
全保留復(fù)制:子一代DNA分子所處位置　　　　;子二代DNA分子所處位置　　　　　　　　　　　　。?
4.實驗結(jié)果
親代大腸桿菌的DNA經(jīng)離心處理后,試管中只出現(xiàn)了一條DNA帶,位置處于　　　　;?
轉(zhuǎn)移培養(yǎng)后第一代細菌的DNA離心后,試管中也只有一條DNA帶,位置處于　　　　;?
將第二代細菌的DNA離心后,試管中出現(xiàn)兩條DNA帶,一條處于　　　　,一條處于　　　　。?
證明:DNA的復(fù)制以　　　　的方式進行。?
二、DNA復(fù)制過程中的相關(guān)計算
1.DNA復(fù)制過程中的數(shù)量關(guān)系
若將用15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代。
(1)子代DNA分子數(shù):　　　　個;含15N的DNA分子始終是　　　　個;含14N的有　　　　個,只含14N的有　　　　個。?
(2)子代DNA分子的總鏈數(shù):2n×2=2n+1條;含15N的鏈?zhǔn)冀K是　　　　條;含14N的有　　　　條。?
2.計算原料用量(消耗的某脫氧核苷酸數(shù))
若將用15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代。先計算親代DNA分子中某脫氧核苷酸的數(shù)量,記為m。
(1)若經(jīng)過n次復(fù)制,則需要消耗的脫氧核苷酸數(shù)為:　　　　;?
(2)若第n次復(fù)制需要消耗的脫氧核苷酸數(shù)為:　　　　。?
　　核心素養(yǎng)專練
1.DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細胞有絲分裂的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.分裂前期
B.分裂中期
C.分裂后期
D.分裂間期
2.下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法,不正確的是(　　)
A.DNA復(fù)制過程中需要酶的催化
B.DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供
C.DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的
D.DNA復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板
3.以DNA的一條鏈“—A—T—C—”為模板,經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)?　　)
A.“—T—A—G—”
B.“—U—A—G—”
C.“—T—A—C—”
D.“—T—U—G—”
4.用15N標(biāo)記含有100個堿基對的雙鏈DNA分子,其中有胞嘧啶60個,該DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果不可能是(　　)
A.含有15N的DNA分子占1/8
B.復(fù)制過程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個
C.含有14N的DNA分子占7/8
D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個DNA分子
參考答案
自主預(yù)習(xí)
一、半保留復(fù)制;全保留復(fù)制
二、大腸桿菌;同位素標(biāo)記技術(shù)
三、1.模板
2.細胞核,線粒體、葉綠體;擬核
3.間,間,間,染色體
4.(1)DNA的兩條鏈　(2)四種脫氧核苷酸　(3)ATP
(4)解旋酶　DNA聚合酶
5.5'　3'
6.(1)解旋酶　(2)堿基互補配對　DNA聚合酶
(3)模板鏈
7.(1)邊解旋邊復(fù)制　(2)半保留復(fù)制
8.(1)雙螺旋結(jié)構(gòu)　(2)堿基互補配對
9.遺傳信息
課堂探究
一、1.離心技術(shù)
2.①15N14N?、?4N?、?5N14N
3.中密度帶;一條中密度帶,輕密度帶;一條輕密度帶,一條重密度帶;一條輕密度帶,一條重密度帶
4.下部;中部;中部,上部　半保留復(fù)制
二、1.(1)2n;2;2n,2n-2。(2)2;2n+1-2。
2.(1)m×(2n-1)　(2)m×2n-1
核心素養(yǎng)專練
1.D　2.B　3.A　4.C第1節(jié)　DNA是主要的遺傳物質(zhì)
學(xué)案設(shè)計(一)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。
2.噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
自主預(yù)習(xí)
一、兩種肺炎鏈球菌比較
菌落(填“光滑”或“粗糙”)
有無莢膜
有無毒性
S型細菌
R型細菌
　　二、T2噬菌體
1.T2噬菌體的結(jié)構(gòu):頭部和尾部的外殼由　　　　構(gòu)成,頭部含有　　　　。?
2.T2噬菌體增殖:在　　　　遺傳物質(zhì)的作用下,利用　　　　體內(nèi)的物質(zhì)合成自身成分,進行增殖。?
3.T2噬菌體中,僅蛋白質(zhì)分子中含有　　　　,　　　　幾乎都存在于DNA分子中。因此,可用放射性同位素　　　　標(biāo)記噬菌體的DNA,用放射性同位素　　　　標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)。?
三、煙草花葉病毒
煙草花葉病毒只含有　　　　　和　　　　　。?
課堂探究
回顧前面學(xué)習(xí)的基因、染色體與性狀之間的關(guān)系,說一說遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備什么條件?
(一)對遺傳物質(zhì)的早期推測
20世紀(jì)30年代以前認為　　　　是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。?
(二)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗
1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
實驗過程及現(xiàn)象
①　　　?小鼠體內(nèi)→小鼠不死亡
②S型細菌小鼠體內(nèi)→小鼠死亡,小鼠體內(nèi)有　　　?
③加熱殺死的S型細菌小鼠體內(nèi)→小鼠　　　?
④小鼠體內(nèi)→小鼠　　　,小鼠體內(nèi)分離出　　　　?
實驗結(jié)論:　。?
2.肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗
實驗過程及現(xiàn)象:
(1)將加熱致死的S型細菌破碎后,設(shè)法去除絕大部分　　　　　　　　,制成細胞提取物。?
(2)對細胞提取物分別進行不同的處理后再進行轉(zhuǎn)化實驗:
①有R型細菌的培養(yǎng)基+S型細菌的細胞提取物→培養(yǎng)皿中的菌落有　　　　。?
②有R型細菌的培養(yǎng)基+S型細菌的細胞提取物+　　　　→培養(yǎng)皿中的菌落有　　　　。?
③有R型細菌的培養(yǎng)基+S型細菌的細胞提取物+　　　　→培養(yǎng)皿中的菌落有　　　　。?
實驗結(jié)論:　。?
(三)噬菌體侵染細菌的實驗
1.如何獲得分別被32P標(biāo)記DNA的噬菌體和被35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼的噬菌體?
2.閱讀教材P45噬菌體侵染大腸桿菌的實驗過程圖解,請思考:
(1)實驗過程中攪拌的目的是什么?離心的目的是什么?
(2)記錄實驗結(jié)果:
35S標(biāo)記的實驗
32P標(biāo)記的實驗
標(biāo)記部位
放射性情況
上清液
沉淀物
　　(3)實驗結(jié)論:　　　　是遺傳物質(zhì)。?
(四)煙草花葉病毒的感染實驗
1.過程及結(jié)果:
從煙草花葉病毒中提取的蛋白質(zhì),　　　　使煙草被感染;從煙草花葉病毒中提取的RNA,　　　　使煙草被感染。?
2.實驗結(jié)論:　　　　　　　　　　。?
課后探究
理論上被32P標(biāo)記的噬菌體的實驗中放射性應(yīng)該只分布于上清液中,被35S標(biāo)記的噬菌體的實驗中放射性應(yīng)該只分布于沉淀物中。為什么被32P標(biāo)記的噬菌體的實驗中的沉淀物中也有少量的放射性?為什么被35S標(biāo)記的噬菌體的實驗中的上清液中也有少量的放射性?
　　核心素養(yǎng)專練
1.注射后能使小白鼠因患敗血癥而死亡的是(　　)
A.R型肺炎鏈球菌
B.加熱殺死后的R型肺炎鏈球菌
C.加熱殺死后的S型肺炎鏈球菌
D.加熱殺死后的S型肺炎鏈球菌與R型細菌混合
2.格里菲思和艾弗里所進行的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗,證實了(　　)
①DNA是遺傳物質(zhì)　②RNA是遺傳物質(zhì)?、跠NA是主要的遺傳物質(zhì)?、艿鞍踪|(zhì)不是遺傳物質(zhì)?、萏穷惒皇沁z傳物質(zhì)?、轉(zhuǎn)NA能產(chǎn)生可遺傳的變異
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①④⑤⑥
B.②④⑤⑥
C.②③⑤⑥
D.③④⑤⑥
3.噬菌體在細菌體中合成自己的蛋白質(zhì)需要(　　)
A.噬菌體的DNA和氨基酸
B.噬菌體的DNA和細菌的氨基酸
C.細菌的DNA和氨基酸
D.細菌的DNA和噬菌體的氨基酸
4.赫爾希和蔡斯用32P標(biāo)記的T2噬菌體與無32P標(biāo)記的大腸桿菌混合培養(yǎng),一段時間后經(jīng)攪拌、離心得到了上清液和沉淀物。下列敘述不正確的是(　　)
A.攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的噬菌體蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分離
B.32P主要集中在沉淀物中,上清液中也能檢測到少量的放射性
C.如果離心前混合時間過長,會導(dǎo)致上清液中放射性較高
D.噬菌體吸收和利用培養(yǎng)基中含有32P的核苷酸從而被標(biāo)記
5.關(guān)于艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗的敘述,正確的是(　　)
A.實驗都運用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)
B.實驗都證明了DNA是主要遺傳物質(zhì)
C.艾弗里的實驗設(shè)置了對照,赫爾希與蔡斯的實驗沒有對照
D.實驗思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng)
6.下列關(guān)于“DNA是主要遺傳物質(zhì)”敘述或理解最準(zhǔn)確的是(　　)
A.多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA
B.大腸桿菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA
C.HIV的遺傳物質(zhì)主要是RNA
D.人的遺傳物質(zhì)主要是DNA
7.[2020·浙江省高考生物試卷(7月選考)·12]下列關(guān)于“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗”的敘述,正確的是(　　)
A.活體轉(zhuǎn)化實驗中,R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳
B.活體轉(zhuǎn)化實驗中,S型菌的莢膜物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌
C.離體轉(zhuǎn)化實驗中,蛋白質(zhì)也能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳
D.離體轉(zhuǎn)化實驗中,經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌
參考答案
自主預(yù)習(xí)
　　一、光滑　有　有;粗糙　無　無
二、1.蛋白質(zhì)　DNA
2.自身　大腸桿菌
3.S　P　32P　35S
三、RNA　蛋白質(zhì)
課堂探究
分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性;能夠自我復(fù)制;能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,從而控制生物的性狀;能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。
(一)蛋白質(zhì)
(二)1.R型活細菌　S型活細菌　不死亡　死亡
S型活細菌　已經(jīng)加熱致死的S型細菌,含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。
2.(1)糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)　(2)①R型細菌和S型細菌　②蛋白酶(或RNA酶或酯酶)　R型細菌和S型細菌　③DNA酶　只長R型細菌　DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)
(三)1.首先在分別含有放射性同位素32P和放射性同位素35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌,再用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體。
2.(1)攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離;離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌;　(2)蛋白質(zhì)外殼　DNA　很高　很低　很低　很高　(3)DNA
(四)1.不能　能　2.RNA是遺傳物質(zhì)
課后探究
保溫時間過短或過長;攪拌不充分
核心素養(yǎng)專練
1.D　2.A　3.B　4.D　5.D　6.A　7.D
學(xué)案設(shè)計(二)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。
2.噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
自主預(yù)習(xí)
一、對遺傳物質(zhì)的早期推測
[自主學(xué)習(xí)1]
20世紀(jì)30年代以前認為　　　　是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。?
二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗
[自主學(xué)習(xí)2]
1.格里菲思實驗(肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗)
(1)兩種肺炎鏈球菌比較
菌落(填“光滑”或“粗糙”)
有無莢膜
有無毒性
S型細菌
R型細菌
　　(2)實驗過程及現(xiàn)象
處理方式
注射R型活細菌
注射S型活細菌
注射加熱殺死的S型細菌
將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合后注射
小鼠生活狀況
不死亡
不死亡
分離出細菌種類
　　2.艾弗里的實驗(肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗)
實驗過程及現(xiàn)象:
將加熱致死的S型細菌破碎后,設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì),制成細胞提取物。
將細胞提取物加入有R型活細菌的培養(yǎng)基,分別進行不同的處理,如下表
處理方式
不做處理
加入蛋白酶
加入RNA酶
加入酯酶
加入DNA酶
菌落類型
R型和S型
R型和S型
　　三、噬菌體侵染細菌的實驗
[自主學(xué)習(xí)3]
1.T2噬菌體的結(jié)構(gòu):頭部和尾部的外殼由　　　　構(gòu)成,頭部含有　　　　。?
2.T2噬菌體與大腸桿菌的關(guān)系:　　　　　　　　。?
3.T2噬菌體增殖特點:在自身遺傳物質(zhì)的作用下,利用　　　　體內(nèi)的物質(zhì)合成自身成分,進行增殖。?
4.該實驗的實驗方法:　　　　　　　　。?
5.T2噬菌體中,僅蛋白質(zhì)分子中含有　　　　,　　　　幾乎都存在于DNA分子中。因此,可用放射性同位素　　　　標(biāo)記噬菌體的DNA,用放射性同位素　　　　標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)。?
課堂探究
導(dǎo)入新課
回顧前面學(xué)習(xí)的基因、染色體與性狀之間的關(guān)系,說一說遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備什么條件?
探究新知
探究一:肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
實驗分析:思考并回答以下問題
①對比第一、二組實驗得出什么結(jié)論??
②對比第二、三組實驗得出什么結(jié)論??
③分析第三、四組得出什么結(jié)論??
探究二:肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗
實驗結(jié)論:　　　　是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì),也就是說,　　　　是遺傳物質(zhì)。?
在此實驗的基礎(chǔ)上,幫助學(xué)生理解教材中的實驗方法介紹:實驗自變量控制的“減法原理”和“加法原理”。
探究三:噬菌體侵染細菌的實驗(1952年,赫爾希和蔡斯)
1.如何獲得分別被32P標(biāo)記DNA的噬菌體和被35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼的噬菌體?
(1)標(biāo)記大腸桿菌
大腸桿菌+35S的培養(yǎng)基→含　　　　的大腸桿菌?
大腸桿菌+32P的培養(yǎng)基→含　　　　的大腸桿菌?
(2)標(biāo)記T2噬菌體
T2噬菌體+35S的大腸桿菌→含　　　　的T2噬菌體?
T2噬菌體+32P的大腸桿菌→含　　　　的T2噬菌體?
2.閱讀教材P45噬菌體侵染大腸桿菌的實驗過程圖解,請思考:
(1)實驗過程中攪拌的目的是什么?離心的目的是什么?
　　(2)離心后上清液與沉淀物各有什么成分?
3.觀察教材P45圖3-6　T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗,記錄實驗結(jié)果:
35S標(biāo)記的實驗
32P標(biāo)記的實驗
標(biāo)記部位
放射性情況
上清液
沉淀物
　　4.實驗結(jié)論:　　　　是遺傳物質(zhì)。?
探究四:RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)
1.實驗材料:　。?
2.此病毒的成分　　　　　和　　　　　。?
3.過程及結(jié)果:
4.結(jié)論:　。?
探究五:DNA是主要的遺傳物質(zhì)
1.有細胞結(jié)構(gòu)的生物,既含有DNA又含有RNA,其遺傳物質(zhì)是　　　　。?
2.無細胞結(jié)構(gòu)的生物是　　　　,由于只含有DNA或RNA,它們的遺傳物質(zhì)是　　。?
如:煙草花葉病毒、艾滋病病毒、冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是　　　　,T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是　　　　。?
結(jié)論:因為絕大多數(shù)生物遺傳物質(zhì)是　　　　,只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是　　　　,因此說DNA是　　　　的遺傳物質(zhì)。?
　　核心素養(yǎng)專練
1.噬菌體侵染細菌的實驗說明了DNA是遺傳物質(zhì),下列敘述中屬于該實驗不能證實的是(　　)
A.DNA能進行自我復(fù)制
B.DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成
C.DNA能控制生物體的性狀遺傳
D.DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異
2.以下不能作為遺傳物質(zhì)的特點的是(　　)
A.分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性
B.能產(chǎn)生可遺傳的變異
C.能自我復(fù)制,使前后代保持一定的連續(xù)性
D.能直接表現(xiàn)或反映出生物體的各種性狀
3.下列關(guān)于染色體與DNA關(guān)系的敘述,確切的是(　　)
A.染色體、DNA都是遺傳物質(zhì)
B.DNA是染色體的主要組成成分,染色體是DNA的主要載體
C.不同生物中,染色體上具有的DNA數(shù)量不同
D.DNA在細胞中全部存在于染色體上
4.噬菌體侵染細菌后在形成子代噬菌體時,用來作模板物質(zhì)的是(　　)
A.噬菌體的蛋白質(zhì)外殼
B.細菌內(nèi)的蛋白質(zhì)
C.噬菌體的DNA分子
D.細菌內(nèi)的DNA分子
5.噬菌體侵染細菌的過程是(　　)
A.吸附→注入→組裝→合成→釋放
B.注入→吸附→組裝→合成→釋放
C.吸附→注入→合成→組裝→釋放
D.注入→吸附→合成→組裝→釋放
6.最能說明染色體是DNA的載體的事實是(　　)
A.DNA主要分布在染色體上
B.DNA是染色體的主要成分之一
C.DNA和蛋白質(zhì)組成染色體的一級結(jié)構(gòu)
D.染色體的遺傳動態(tài)引起DNA數(shù)量變化
7.用同位素35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,然后用標(biāo)記的噬菌體做侵染大腸桿菌的實驗,進入細菌體內(nèi)的成分中(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.含35S
B.含32P
C.含35S和32P
D.不含35S和32P
8.煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)均為能感染煙葉使之出現(xiàn)感染斑的RNA病毒,都可因苯酚的處理而發(fā)生RNA與蛋白質(zhì)的分離,由于親緣關(guān)系很近,兩者能重組,其RNA和蛋白質(zhì)形成雜種“病毒感染煙葉”(下圖),請依圖回答下列問題。
煙葉被不同病毒成分感染圖解:
Ⅰ—
Ⅱ—
Ⅲ—
(1)1與2,3與4的結(jié)果不同,說明　。?
(2)2與4的結(jié)果不同,說明　。?
(3)圖中5被雜交病毒感染后,在繁殖子代病毒過程中合成蛋白質(zhì)的模板來自　　　　　,合成蛋白質(zhì)的原料氨基酸由　　　　提供。?
(4)圖中6被雜交病毒感染后,繁殖出的子代病毒將具有來自　　　　的RNA和來自　　　　的蛋白質(zhì)。?
9.某科學(xué)家做“噬菌體侵染細菌實驗”時,用放射性同位素標(biāo)記噬菌體和細菌的有關(guān)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)(如下表所示)。產(chǎn)生的100個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。
噬菌體
細菌
DNA或核苷酸
32P標(biāo)記
31P標(biāo)記
蛋白質(zhì)或氨基酸
32S標(biāo)記
35S標(biāo)記
　　(1)子代噬菌體的DNA應(yīng)含有表中的　　　　和　　　　元素,各占　　　　個和　　　　個。?
(2)子代噬菌體中,只含32P的有　　　　個;只含31P的有　　　　個;同時含有32P、31P的有　　　　個。?
(3)子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子都沒有　　　　元素,由此說明　　　　　　　　　　　　;子代噬菌體蛋白質(zhì)都含有　　　　元素,這是因為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)因為此實驗?zāi)茏C明遺傳物質(zhì)四個理論特點中的兩個:①　　　　　　　　。②　　　　　　　　。所以實驗?zāi)艿贸鼋Y(jié)論:　　　　　　　　　。?
參考答案
自主預(yù)習(xí)
[自主學(xué)習(xí)1]蛋白質(zhì)
[自主學(xué)習(xí)2]1.(1)光滑　有莢膜　有毒性　粗糙　無莢膜　無毒性
(2)死亡　死亡　S型活細菌　S型活細菌
2.R型和S型　R型和S型　R型
[自主學(xué)習(xí)3]1.蛋白質(zhì)　DNA
2.寄生
3.大腸桿菌
4.放射性同位素標(biāo)記法
5.S　P　32P　35S
課堂探究
導(dǎo)入新課:分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性;能夠自我復(fù)制;能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,從而控制生物的性狀;能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。
探究新知
探究一、①R型活細菌無毒,S型活細菌有毒
②加熱殺死的S型細菌無毒
③加熱殺死的S型細菌中含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子
探究二、DNA　DNA
探究三、1.(1)35S　32P　(2)35S　32P
2.(1)攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離;離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管中的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。
(2)上清液中有噬菌體的蛋白質(zhì)外殼;沉淀物中有被侵
染的大腸桿菌。
3.
35S標(biāo)記的實驗
32P標(biāo)記的實驗
標(biāo)記部位
蛋白質(zhì)
DNA
放射性情況
上清液
很高
很低
沉淀物
很低
很高
　　4.DNA
探究四、1.煙草花葉病毒和煙草;2.RNA　蛋白質(zhì);3.RNA　蛋白質(zhì);4.RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)
探究五、1.DNA;2.病毒　DNA或RNA　RNA　DNA;結(jié)論:DNA　RNA　主要
核心素養(yǎng)專練
1.D　2.D　3.B　4.C　5.C　6.A　7.B
8.(1)RNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
(2)不同的RNA控制合成不同的蛋白質(zhì),從而表現(xiàn)不同的性狀
(3)TMV的RNA　煙草細胞
(4)HRV　HRV
9.(1)32P　31P　2　100　(2)0　98　2
(3)32S　噬菌體侵染時蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌內(nèi)
35S　子代噬菌體的外殼(或蛋白質(zhì))是在細菌內(nèi)用35S標(biāo)記的氨基酸為原料來合成的
(4)①DNA能自我復(fù)制,使前后代保持一定的連續(xù)性
②能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成　DNA是遺傳物質(zhì)第2節(jié)　DNA的結(jié)構(gòu)
學(xué)案設(shè)計(一)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.討論DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建歷程。
2.概述DNA分子的結(jié)構(gòu)的主要特點。
3.堿基互補配對原則的計算。
自主預(yù)習(xí)
DNA指紋法在案件偵破工作中有著重要的用途。刑偵人員將從案發(fā)現(xiàn)場得到的血液、頭發(fā)等樣品中提取的DNA,與犯罪嫌疑人的DNA進行比對,就有可能為案件的偵破提供證據(jù)。為什么DNA能為案件的偵破提供證據(jù)?
[自主學(xué)習(xí)1]DNA模型的構(gòu)建:
沃森與克里克綜合當(dāng)時多位科學(xué)家的研究成果,確立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,兩人的默契配合成為科學(xué)合作研究的典范。請根據(jù)教材P48~49科學(xué)史回答下列問題。
1.DNA的基本組成單位是什么?有幾種?分別是哪些?
2.英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林做了哪些貢獻?
3.奧地利生物化學(xué)家查哥夫指出堿基的數(shù)量關(guān)系是怎樣的?
　　4.DNA是由幾條鏈組成的?它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)?
[自主學(xué)習(xí)2]DNA的結(jié)構(gòu):
1.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點:
(1)DNA分子是由　　　　條鏈組成的,并且按照　　　　方式盤旋成　　　　結(jié)構(gòu)。?
(2)DNA分子中的　　　　和　　　　交替連接,排列在　　　　側(cè),構(gòu)成基本骨架;堿基排列在　　　　側(cè)。?
(3)兩條鏈上的堿基通過　　　　連接成　　　　,并且有一定規(guī)律:即　和　配對,　和　配對。?
2.堿基互補配對原則概念:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
課堂探究
探究一:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
[合作探究1]
1.DNA結(jié)構(gòu)的研究涉及哪些學(xué)科知識和方法?這對你理解生物科學(xué)的發(fā)展有什么啟示?
2.沃森和克里克借鑒各科學(xué)家們的發(fā)現(xiàn),構(gòu)建了什么樣的DNA模型?
　　探究二:DNA分子的結(jié)構(gòu)
[合作探究2]
分組合作,同學(xué)們對下面的問題進行討論、辨析和探究。
結(jié)合教材P50中的圖3-8,觀察A與T之間、G與C之間分別形成幾個氫鍵?這與DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有關(guān)系嗎?DNA分子中的堿基的數(shù)量有什么規(guī)律?
小結(jié):
1.DNA的元素組成:　　　　5種元素。?
2.脫氧核苷酸的組成:一分子　　　　、一分子　　　　、一分子　　　　。?
3.脫氧核苷酸種類:　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。?
4.在DNA分子中存在數(shù)量關(guān)系:　　　　　　。?
5.關(guān)于核酸可以總結(jié)成2、4、5、8,分別指什么?
探究三:利用實驗材料構(gòu)建DNA模型
[自主總結(jié)1]
1.穩(wěn)定性:DNA分子中脫氧核糖與磷酸交替連接方式不變;兩條鏈間堿基互補配對方式不變。
2.　　　　:每種生物的DNA分子都有特定的堿基數(shù)目和排列順序。?
3.　　　　:DNA分子堿基對數(shù)量不同;堿基對的排列順序千變?nèi)f化。?
[自主總結(jié)2]
1.用不同顏色的卡紙剪成長方形代表　　　　,用其他顏色的卡紙剪成圓形代表　　　　,另一種顏色的卡紙剪成五邊形,代表　　　　。?
2.使用訂書機將磷酸、脫氧核糖、堿基連接,制作成一個個含有不同堿基的　　　　　　模型。?
3.用訂書機把一個個脫氧核糖核苷酸模型連接起來,形成一條　　　　長鏈;根據(jù)堿基互補配對原則,制作一條與這條鏈　　　　的脫氧核糖核苷酸長鏈。?
4.將脫氧核糖核苷酸中的磷酸固定在細鐵絲上,然后把兩條鏈平放在桌子上,用訂書機把　　　　兩兩連接在一起。?
5.將兩條鏈的末端分別與硬紙方塊連接在一起,兩手分別提起硬紙方塊,輕輕旋轉(zhuǎn),即可得到一個DNA分子　　　　模型。?
　　核心素養(yǎng)專練
1.DNA完全水解(徹底水解)后得到的化學(xué)物質(zhì)是
(　　)
A.四種脫氧核苷酸
B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.核糖、含氮堿基、磷酸
D.脫氧核糖、含氮堿基、磷酸
2.有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸,已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個腺嘌呤,則它的其他組成應(yīng)是(　　)
A.三個磷酸、三個脫氧核糖、一個胸腺嘧啶
B.兩個磷酸、兩個脫氧核糖、一個胞嘧啶
C.兩個磷酸、兩個脫氧核糖、一個胸腺嘧啶
D.兩個磷酸、兩個脫氧核糖、一個尿嘧啶
3.下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(　　)
A.DNA分子任一條鏈中A=T,C=G
B.每個堿基分子均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖
C.每個磷酸分子都直接和兩個脫氧核糖相連
D.DNA分子兩條鏈上的A與T通過氫鍵相連
4.某同學(xué)在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的實驗中,按要求制作含20個堿基對的DNA片段。那么該同學(xué)需要制作長方形、五邊形、圓形塑料片的數(shù)量依次是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.20　20　20
B.30　30　30
C.40　40　40
D.20　30　40
5.下面是4位同學(xué)拼制的DNA分子部分平面結(jié)構(gòu)模型,正確的是(　　)
6.DNA分子中,兩條鏈上排列順序不變的是(　　)
A.堿基對排列
B.四種脫氧核苷酸
C.脫氧核糖和磷酸
D.堿基和磷酸
7.已知1個DNA分子中有4
000個堿基對,其中胞嘧啶有2
200個,這個DNA分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是(　　)
A.4
000和900
B.4
000和1
800
C.8
000和1
800
D.8
000和3
600
8.下圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖,下列表述不正確的是(　　)
A.能構(gòu)成一個完整核苷酸的是圖中的a和b
B.圖中與每個五碳糖直接相連的堿基有1個
C.各核苷酸之間是通過化學(xué)鍵③連接起來的
D.若該鏈為脫氧核苷酸鏈,從堿基組成上看,缺少的堿基是T
9.下圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖,請據(jù)圖回答問題。
(1)圖甲是DNA片段的　　　　結(jié)構(gòu),圖乙是DNA片段的　　　　結(jié)構(gòu)。?
(2)填出圖中各部分的名稱:
[1]　　　　、[2]　　　　、[3]　　　　、[4]　　　　、[5]　　　　、[7]　　　　。?
(3)[3]的中文名字是　　　　　　　　。?
(4)DNA被徹底氧化分解后,[3]、[4]、[6]中能產(chǎn)生含氮廢物的是　　　　(用序號表示)。?
(5)從圖中可以看出DNA分子中的兩條長鏈?zhǔn)怯伞　　　『汀　　　〗惶孢B接的。?
(6)連接堿基對的化學(xué)鍵是　　　　,堿基配對的方式有兩種:即　　　　與　　　　配對;　　　　與　　　　配對。?
(7)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是　　　　的,從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成有規(guī)則的　　　　結(jié)構(gòu)。?
參考答案
自主預(yù)習(xí)
DNA中含有相關(guān)的遺傳信息。
[自主學(xué)習(xí)1]
1.脫氧核苷酸是DNA的基本組成單位;有4種脫氧核苷酸;分別是腺嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸。
2.應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。
3.A=T,G=C。
4.2條鏈組成;它具有雙螺旋結(jié)構(gòu)。
[自主學(xué)習(xí)2]
1.(1)兩　反向平行　雙螺旋　(2)脫氧核糖　磷酸　外　內(nèi)　(3)氫鍵　堿基對　A　T　G　C
2.堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系
課堂探究
[合作探究1]
1.主要涉及物理學(xué)(主要是晶體學(xué))、生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的知識。涉及的方法主要有:X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法,其中包括數(shù)學(xué)計算法、構(gòu)建模型的方法等?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中許多成果的取得,都是多學(xué)科交叉運用的結(jié)果;反過來,多學(xué)科交叉的運用,又會促進學(xué)科的發(fā)展,誕生新的邊緣學(xué)科,如生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。
2.磷酸、脫氧核糖在外側(cè),構(gòu)成基本骨架,堿基在內(nèi)側(cè)的A—T、G—C互補配對的DNA雙螺旋模型。
[合作探究2]
A與T之間形成兩個氫鍵;C與G之間形成三個氫鍵。C—G對含量多的DNA分子相對于A—T對含量多的DNA分子,含氫鍵多,所以更穩(wěn)定。在DNA分子中存在數(shù)量關(guān)系:A=T,C=G。
小結(jié):
1.C、H、O、N、P
2.磷酸　脫氧核糖　含氮堿基
3.腺嘌呤脫氧核苷酸　胸腺嘧啶脫氧核苷酸　胞嘧啶脫氧核苷酸　鳥嘌呤脫氧核苷酸
4.A=T,C=G
5.即含有2種核酸,各有4種核苷酸,共有5種堿基,共有8種核苷酸。
[自主總結(jié)1]
2.特異性
3.多樣性
[自主總結(jié)2]
1.堿基　磷酸　脫氧核糖
2.脫氧核糖核苷酸
3.脫氧核糖核苷酸　完全互補
4.配對的堿基
5.雙螺旋結(jié)構(gòu)
核心素養(yǎng)專練
1.D　2.C　3.D　4.C　5.C　6.C　7.C　8.A
9.(1)平面　立體
(2)堿基對　一條脫氧核苷酸單鏈片段　脫氧核糖　磷酸　脫氧核苷酸　氫鍵
(3)脫氧核糖
(4)[6]
(5)磷酸　脫氧核糖
(6)氫鍵　T　A　G　C
(7)反向平行　雙螺旋
學(xué)案設(shè)計(二)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)概述DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。
(2)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
自主預(yù)習(xí)
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
【自主學(xué)習(xí)1】預(yù)習(xí)教材,完成下列填空。
1.DNA分子的基本單位
(1)主要元素——　　　　　　　　;?
(2)基本單位:　　　　　　　　。?
20世紀(jì)30年代,科學(xué)界已經(jīng)認識到:DNA是由4種　　　　　　　　連接而成的長鏈,這4種　　　　　　分別含有　　　　4種堿基。?
2.DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)
英國生物物理學(xué)家威爾金斯(M.Wilkins)和同事富蘭克林(R.E.Franklin)應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。X形意味著DNA分子是螺旋的,沃森和克里克以該照片的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),推算出DNA呈　　　　。?
3.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
1952年,奧地利生物化學(xué)家查哥夫(E.Chargaff)訪問劍橋大學(xué),提供了重要信息:在DNA中,　　　　(A)的量總是等于　　　　(T)的量;　　　　(G)的量總是等于　　　　(C)的量。在此基礎(chǔ)上,沃森和克里克構(gòu)建出　?
　。?
1953年,沃森和克里克撰寫的《核酸的分子結(jié)構(gòu)——脫氧核糖核酸的一個結(jié)構(gòu)模型》論文在英國《自然》雜志上刊載,引起了極大的轟動。1962年,沃森、克里克和威爾金斯三人因這一研究成果共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
二、DNA的結(jié)構(gòu)
【自主學(xué)習(xí)2】梳理DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點。
(1)DNA分子是由　　　　組成的,這兩條鏈按　　　　方式盤旋成　　　　。?
(2)DNA分子中的　　　　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　　　　,并且堿基配對具有一定的規(guī)律:遵循　　　　　　　　原則。?
(4)在DNA雙鏈中,A=T,G=C,且A、T之間形成　　　　個氫鍵,G、C之間形成　　　　個氫鍵。?
課堂探究
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
【探究活動1】請你根據(jù)資料回答有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)方面的問題。
(1)DNA是由幾條鏈構(gòu)成的?它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)?
(2)DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的?它們分別位于DNA的什么部位?
(3)DNA中的堿基是如何配對的?它們位于DNA的什么部位?
　　二、DNA的結(jié)構(gòu)
【探究活動2】嘗試構(gòu)建DNA的結(jié)構(gòu)模型。
第一步:下圖有6個游離的脫氧核苷酸,如何將它們連接成一條脫氧核苷酸鏈?
第二步:在已繪制好的脫氧核苷酸鏈的右邊,請你繪制出另一條脫氧核苷酸鏈。
【探究活動3】根據(jù)堿基互補配對的關(guān)系,歸納總結(jié)DNA分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系
(1)在整個DNA分子中,A=T、G=C;A+G=T+C=A+C=T+G=50%;(A+G)/(T+C)=　　　　。?
(2)如果一條鏈中的(A+T)/(G+C)=a,則另一條鏈中的(A+T)/(G+C)比例也是a;如果一條鏈中的(A+G)/(T+C)=b,則另一條鏈中(A+G)/(T+C)的比例是　　　　。?
(3)在DNA分子中一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率　　　　另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率,還　　　　雙鏈DNA分子中A+T的和占整個DNA分子的堿基比率。?
即:(A1+T1)%=(A2+T2)%=總(A+T)%,同理:(G1+C1)%=(G2+C2)%=總(G+C)%
　　核心素養(yǎng)專練
1.下圖中的脫氧核苷酸模型連接正確的是(　　)
2.下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(　　)
A.基本組成單位是四種核糖核苷酸
B.磷酸和五碳糖排列在內(nèi)側(cè)
C.堿基之間通過氫鍵連接構(gòu)成分子的基本骨架
D.具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)
　　3.下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(　　)
A.DNA分子是以4種脫氧核糖核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu)
B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基
C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對
D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連
4.某雙鏈DNA分子中,A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%,其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.20%
B.24%
C.30%
D.75%
5.下列有關(guān)雙鏈DNA分子的敘述,正確的是(　　)
A.若DNA分子一條鏈中堿基A所占比例為a,則另一條鏈的堿基C所占比例為1/2-a
B.如果一條鏈上(A+T)/(G+C)=m,則另一條鏈上該比值也為m
C.如果一條鏈上的A∶T∶G∶C=2∶2∶3∶3,則另一條鏈上該比值為3∶3∶2∶2
D.由50個堿基對組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為150個
參考答案
自主預(yù)習(xí)
[自主學(xué)習(xí)1]
1.(1)C、H、O、N、P
(2)脫氧核苷酸　脫氧核苷酸　脫氧核苷酸　A、T、G、C
2.螺旋結(jié)構(gòu)
3.腺嘌呤　胸腺嘧啶　鳥嘌呤　胞嘧啶　A與T配對,G與C配對的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
[自主學(xué)習(xí)2]
(1)兩條單鏈　反向平行　雙螺旋結(jié)構(gòu)
(2)磷酸　脫氧核糖　堿基
(3)氫鍵　堿基對　堿基互補配對
(4)2　3
課堂探究
[探究活動1](1)兩　雙螺旋
(2)脫氧核糖和磷酸交替連接　外側(cè)
(3)A與T配對,G與C配對　內(nèi)側(cè)
[探究活動2]略
[探究活動3]
(1)1
(2)1/b
(3)等于　等于
核心素養(yǎng)專練
1.C　2.D　3.C　4.B　5.B第4節(jié)　基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
學(xué)案設(shè)計(一)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.閱讀“思考·討論”,概括基因與DNA的關(guān)系。
2.利用數(shù)學(xué)方法分析DNA的多樣性和特異性。
3.說明基因和遺傳信息的關(guān)系
自主預(yù)習(xí)
任務(wù)一、基因與DNA的關(guān)系
1.摩爾根將基因定位于　　　　上,后來證明該結(jié)構(gòu)中只有　　　　是遺傳物質(zhì)。?
2.生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目　　　　于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)　　　　于DNA分子的堿基總數(shù)。轉(zhuǎn)入了水母的　　　　　　　　的轉(zhuǎn)基因鼠,在紫外線的照射下也能像水母一樣發(fā)出綠色熒光。?
3.說明基因與DNA關(guān)系的實例(閱讀教材P57-58“思考·討論”)
①大腸桿菌的DNA與基因。說明:生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段,基因不是連續(xù)分布在DNA上的,而是由　。?
②水母的綠色熒光蛋白基因與轉(zhuǎn)基因技術(shù)。說明:基因是　　　　,具有遺傳效應(yīng),可以切除,可以拼接到其他生物的DNA上去,從而獲得某種性狀的表達,所以基因是功能單位。?
③人類基因組計劃(HGP計劃):為何要測定24條染色體(22條常染色體+X+Y)上的堿基序列而不是23條?因為成對的常染色體只需各取一條,而X、Y上　　　　,均需要進行測定。?
任務(wù)二、DNA片段中的遺傳信息
1.基因是　　　　　　　　片段。每個DNA分子上有　　　　基因,每一個基因都是特定的　　　　片段,有著特定的遺傳效應(yīng),這說明DNA必然蘊含著大量的　　　　。?
2.DNA片段中的遺傳信息——閱讀教材P59完成下列內(nèi)容:
①DNA分子能夠儲存足夠量的遺傳信息;遺傳信息蘊藏在　　　　之中;堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA的　　　　,而堿基特定的排列順序,又構(gòu)成了每個DNA分子的　　　　　　　　;　　　　通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。?
②DNA的　　　　和　　　　是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。?
課堂探究
1.DNA分子能儲存大量的遺傳信息嗎?(試從DNA的分子結(jié)構(gòu)分析其原因)
2.DNA分子具有多樣性
情景:假設(shè)決定臉型的基因有17個堿基對組成,那么這種排列有多少種可能?
提示:參考數(shù)學(xué)上的排列組合的計算方法
3.DNA分子具有特異性
情景:全球人口約為65億。假設(shè)人類基因組中第一號染色體的第一個基因是由17個堿基對隨機排列構(gòu)成的,那么,17個堿基對的所有排列是否都有機會出現(xiàn)?你與你同桌相比,這個基因的堿基序列完全相同的可能性有多大?
4.總結(jié):
(1)定義:DNA分子中　　　　　　　　　　　　的排列順序?
(2)特點:①多樣性:　　　　　　　　　　　　的千變?nèi)f化。?
②特異性:每一個DNA分子　　　　　　　　。?
(3)與生物多樣性和特異性的關(guān)系
DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的　　　　。?
　　核心素養(yǎng)專練
1.下列關(guān)于基因的敘述,不正確的是(　　)
A.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
B.真核生物細胞和原核生物中都有基因存在
C.病毒沒有細胞結(jié)構(gòu),沒有基因
D.基因的基本組成單位是脫氧核苷酸
2.確認兩個基因是相同基因的依據(jù)是,兩者(　　)
A.位于同一條染色體上
B.位于同源染色體的同一位置
C.控制相對性狀
D.具有相同的堿基排列順序
3.基因中的遺傳信息蘊含在基因的(　　)
A.空間結(jié)構(gòu)中
B.堿基種類中
C.脫氧核苷酸排列順序中
D.堿基的配對方式中
4.正常男性經(jīng)過減數(shù)分裂形成的4個精子中的哪一項是完全相同的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.基因種類
B.基因數(shù)目
C.染色體種類
D.染色體數(shù)目
5.控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位是
(　　)
A.基因
B.脫氧核苷酸
C.RNA
D.核糖核苷酸
6.DNA分子具有特異性,體現(xiàn)在(　　)
A.DNA分子外側(cè),磷酸和脫氧核糖交替連結(jié)的方式穩(wěn)定不變
B.DNA分子內(nèi)側(cè),堿基對的配對方式不變
C.DNA分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化
D.每個DNA分子的堿基對都有其特定的排列順序
7.1953年Watson和Crick構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,其重要意義在于(　　)
①證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)　②確定DNA是染色體的組成成分?、郯l(fā)現(xiàn)DNA如何存儲遺傳信息?、転镈NA復(fù)制機制的闡明奠定基礎(chǔ)
A.①③
B.②③
C.②④
D.③④
參考答案
自主預(yù)習(xí)
任務(wù)一
1.染色體　DNA
2.小　小　綠色熒光蛋白基因
3.①堿基序列將其分隔開的　②特定的DNA片段?、酆胁煌倪z傳信息
任務(wù)二
1.具有遺傳效應(yīng)的DNA　許多　DNA　遺傳信息
2.①4種堿基的排列順序　多樣性　特異性　基因?、诙鄻有浴√禺愋?br/>課堂探究
1.DNA能夠儲存大量的遺傳信息,遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中;堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA分子的多樣性。
2.417
3.不是,1/417。上述結(jié)果是建立在純理論的情況下,其實有一些排列情況并不存在,即使除去一些不存在的排列情況,得到的結(jié)果依然是一個天文數(shù)字。
4.(1)4種堿基　(2)①堿基排列順序　②具有特定的排列順序　(3)物質(zhì)基礎(chǔ)
核心素養(yǎng)專練
1.C　2.D　3.C　4.D　5.A　6.D　7.D
學(xué)案設(shè)計(二)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.閱讀“思考·討論”,概括基因與DNA的關(guān)系。
2.利用數(shù)學(xué)方法分析DNA的多樣性和特異性。
3.說明基因和遺傳信息的關(guān)系。
自主預(yù)習(xí)
1.人體體細胞中有　　　　條染色體,每條染色體上有　　　　個DNA分子,每個DNA分子上有　　　　個基因,每個基因由　　　　個堿基對構(gòu)成,所有基因的堿基總數(shù)　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)DNA分子的堿基總數(shù),即DNA分子上只有部分堿基參與基因的組成?；蚓哂刑囟ǖ摹　　　⌒?yīng)。?
2.DNA分子能夠儲存足夠量的遺傳信息;遺傳信息蘊藏在4種堿基的　　　　之中;堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA的　　　　,而堿基特定的排列順序,又構(gòu)成了每個DNA分子的　　　　。DNA的　　　　和　　　　是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ),基因通常是　　　　的DNA片段。?
課堂探究
一、說明基因與DNA關(guān)系的實例
1.仔細閱讀教材P57~58“思考·討論”的3則資料,思考這些資料分別從哪些方面說明DNA與基因的關(guān)系。
(1)閱讀資料1和3,并思考以下問題:一個DNA分子就是一個基因嗎?　　①　　。填寫下表:?
DNA分子數(shù)
總堿基對數(shù)
基因數(shù)
基因的堿基對總數(shù)
基因堿基對/總堿基對
大腸桿菌
②
③
④
⑤
⑥
人
⑦
⑧
35
000
⑨
⑩
　　通過對資料中數(shù)據(jù)的分析,寫出關(guān)系式:全部基因的堿基對數(shù)　　　　(填“<”“>”或“=”)DNA分子的堿基對數(shù)。由此得出以下結(jié)論:　　　　　　　　。?
(2)閱讀資料2,并思考以下問題:資料2中轉(zhuǎn)基因小鼠能發(fā)光的原因是　。?
為何要設(shè)置第3號小鼠?　　　　　　　。?
綜合上述分析,可知基因與DNA的關(guān)系是:?
　。?
2.總結(jié):染色體、DNA、基因之間的關(guān)系:
二、DNA片段中的遺傳信息
1.探究:脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性
(1)DNA的基本骨架——磷酸與脫氧核糖交替排列,從頭至尾沒有變化,而骨架內(nèi)側(cè)堿基對的排列順序千變?nèi)f化,由此可以推測遺傳信息存在于　　　　　　　　　。?
(2)若1個堿基對組成1個基因,4種堿基對的排列能形成　　　　種基因;若2個堿基對組成1個基因,4種堿基對的排列能形成　　　　種基因;若17個堿基對組成1個基因,4種堿基對的排列能形成　　　　種基因;若1
000個堿基對組成1個基因,4種堿基對的排列能形成　　　　種基因。由此說明DNA分子具有　　　　。?
(3)若人類基因組中第1號染色體的第1個基因是由17個堿基對隨機排列構(gòu)成的,那么,17個堿基對的所有排列是否都有機會出現(xiàn)?　　　　。你與你的同桌相比,這個基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大?　　　　。由此說明DNA分子具有　　　　。?
2.研究表明。每個人的DNA都不完全相同,因此,DNA也可以像指紋一樣用來識別身份,這種方法就是DNA指紋技術(shù)。下圖為通過提取某小孩和其母親,以及待測定的三位男性的DNA,進行DNA指紋鑒定,部分結(jié)果如圖所示。則該小孩的真正生物學(xué)父親是　　　　。?
　　核心素養(yǎng)專練
1.以下敘述正確的是(　　)
A.DNA“指紋”是指DNA的脫氧核苷酸的排列順序
B.遺傳信息即生物體所表現(xiàn)出來的遺傳性狀
C.若人與小鼠的基因80%相同,則人與小鼠DNA堿基序列相同的比例也是80%
D.基因決定著某一遺傳性狀或功能,只存在于細胞核中
2.對一個基因的正確描述是(　　)
A.基因只存在于細胞核中
B.它決定著某一遺傳性狀或功能
C.它的分子結(jié)構(gòu)首先由摩爾根發(fā)現(xiàn)
D.它的化學(xué)結(jié)構(gòu)不會發(fā)生變化
3.分析下圖,回答有關(guān)問題。
(l)圖中A是　　　　,C是　　　　,G是　　　　。?
(2)B有4種,即:　　　　[A]、　　　　[G]、　　　　[T]、　　　　[C](直線上寫文字,括號內(nèi)寫字母)?
(3)D與F的關(guān)系是　　　　;E與F的關(guān)系是　　　　;F與G的關(guān)系是　　　　;F與H的關(guān)系是　　　　。?
(4)不同生物或生物體不同器官(細胞)的DNA分子有關(guān)堿基比率如下表:
生物或細胞
酵母菌
小麥
人
豬
牛
肝
胰
脾
腎
精子
肺
(A+T)/(G+C)
1.79
1.21
1.52
1.43
1.43
1.43
1.30
1.29
1.30
　　由表可見,不同種生物的DNA分子的堿基比率顯著不同,這一事實表明,DNA分子結(jié)構(gòu)具有　;?
豬或牛的各種組織細胞的DNA分子的堿基比率大致相同,這一事實表明,DNA分子結(jié)構(gòu)具有　　　　　　　　　　　　　。?
參考答案
自主預(yù)習(xí)
1.46　1　許多　成百上千　小于　遺傳
2.排列順序　多樣性　特異性　多樣性　特異性　有遺傳效應(yīng)
課堂探究
一、1.(1)①不是?、?個　③4.7×106個　④4.4×103個?、?.4×106個　⑥0.936　⑦24個?、?1.6億個?、?.632億個　⑩0.02　<　基因是DNA的片段
(2)獲得了水母的綠色熒光蛋白基因　起對照作用　基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
2.①主要載體　②1?、圻z傳物質(zhì)?、軌A基?、菝撗鹾颂恰、蘖姿?br/>二、1.(1)4種堿基的排列順序中
(2)4　16　417　41
000　多樣性
(3)不會　1/417　特異性
2.B
核心素養(yǎng)專練
1.A　2.B
3.(1)磷酸　脫氧核糖　蛋白質(zhì)　(2)腺嘌呤　鳥嘌呤　胸腺嘧啶　胞嘧啶　(3)D是F的基本組成單位　E是有遺傳效應(yīng)的F片段　F指導(dǎo)G的合成　H是F的主要載體　(4)多樣性　特異性

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