DNA分子的复制第1课时学案(人教版必修二)
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资料简介
课题: DNA分子的复制 (第1课时)‎ ‎【学习目标】‎ 三维目标:‎ ‎1)知识与能力:①使学生掌握高效率学习方法进而提高解题能力。如:比较法、类推法、示意图法。②培养学生的求异思维、发散思维、逆向思维,以及培养学生自主学习的能力和相互合作的能力。‎ ‎2)过程与方法:突破重点和难点,解决学习困难,提高复习的效率,大容量、高效率地完成该小节知识的复习。‎ ‎3)情感、态度和价值观:在课堂上对学生的回答即时给予鼓励性的评价,激发学生学习动力,挖掘学习的潜能。‎ ‎【重点难点】‎ 因为本节内容比较抽象,不容易理解,所以DNA分子的结构和DNA分子复制的过程、条件和特点不仅是本节课的教学重点,也是教学难点。‎ ‎【学习流程】‎ ‎■问题引导(自主学习):‎ 一、DNA分子的复制:‎ ‎(一)概念:以 为模板合成 的过程。‎ ‎(二)发生时期:有丝分裂 和减数 。‎ ‎(三)过程:‎ ‎1、解旋:需要细胞提供能量,在 的作用下,两条螺旋的双链 。‎ ‎2、合成子链:以 为模板,在 等酶的作用下,利用游离的4种 为原料,按照 原则,合成与母链 的子链。‎ ‎3、形成子代DNA分子:延伸子链,母子链盘绕成 结构。‎ 结果,一个DNA分子形成 子代DNA分子。‎ ‎(四)特点:‎ ‎1、边解旋边 。‎ ‎2、复制方式: 。‎ 教师二次备课栏 ‎(五)条件:‎ ‎1、模板: 。‎ ‎2、原料: 。‎ ‎3、能量: 。‎ ‎4、酶: 。‎ ‎(六)准确复制的原因:‎ ‎1、DNA分子独特的 提供精确模板。‎ ‎2、通过 保证了复制准确进行。‎ 二、基因是有遗传效应的DNA片段:‎ ‎(一)一个DNA上有 个基因。构成基因的碱基数 (填“大于”、“小于”“等于”)DNA分子的碱基总数。‎ ‎(二)基因是有 的DNA片段。‎ ‎(三)遗传信息蕴藏在 之中。‎ ‎(四)DNA分子具有 和 ,这是生物体多样性和特异性的物质基础。‎ ‎■诱思讨论(合作学习)‎ 讨论1:细胞周期中的间期细胞有何主要变化?何谓复制?DNA分子复制时需何条件?DNA分子复制对DNA作为遗传物质有何意义?一个DNA分子复制几代后的情况如何?‎ 教师二次备课栏 讨论2:某DNA分子有α、β两条链,将α链上某一区域放大后如下图所示,结合所学知识回答下列问题:‎ ‎(1)DNA分子在体内细胞中进行复制时,首先在_________酶的作用下DNA双链解开;若在体外进行DNA扩增时,常对DNA进行_________处理,使两条链之间的氢键断裂,DNA双链解开。‎ ‎(2)若DNA在复制过程中,α链上的一个碱基发生改变,由A→T,该DNA分子经3次复制后所产生的异常DNA分子所占的比例为_________。‎ ‎(3)请举一例,说明核中DNA分子在细胞分裂间期发生复制的事实:_____________________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 讨论3:含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA.经密度梯度离心后得到结果如图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①②③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答:‎ ‎(1) G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:G0 ,G1 ,G2 ‎ ‎(2) G2代在①、②、③三条带中DNA分子数的比例是 ‎ ‎(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是: 条带① ,条带② ‎ ‎(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是 。DNA的自我复制能使生物的 保持相对稳定。‎ ‎■重点点拨(方法学习):‎ 一、DNA分子复制问题的有关计算 若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代),转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下表:‎ 世 代 DNA分子的特点 DNA中脱氧核苷酸的特点 分 子 总 数 细胞中的DNA分子离 心后在管中的位置 不同DNA分子占全部DNA分子之比 链总 数 不同脱氧核苷酸链 占全部链之比 只含15N 的分子 含14N、15N的杂 种分子 只含14N的 分子 含15N的 链 含14N的 链 ‎0‎ ‎1‎ 全在下部 ‎1‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ 全在中部 ‎0‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎4‎ ‎1/2‎ ‎1/2‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎1/2中部,1/2上部 ‎0‎ ‎1/2‎ ‎1/2‎ ‎8‎ ‎1/4‎ ‎3/4‎ ‎3‎ ‎8‎ ‎1/4中部,3/4上部 ‎0‎ ‎1/4‎ ‎3/4‎ ‎16‎ ‎1/8‎ ‎7/8‎ n ‎2n ‎2/2n中部,1-2/2n上部 ‎0‎ ‎2/2n(或1/2n-1)‎ ‎1-2/2n ‎2n+1‎ ‎1/2n ‎1-1/2n 二、基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系 ‎(一)染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系 ‎(二)基因、染色体、蛋白质、性状的关系 三、基因概念的理解:‎ ‎(一)从结构上看:‎ ‎1、基因是DNA上一个个特定的片段,一个DNA分子上有许多个基因。‎ ‎2、基因与DNA结构一样,也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的,也是双螺旋结构。‎ 教师二次备课栏 ‎3、每个基因的脱氧核苷酸数目及排序是特定的。‎ ‎4、基因中的碱基排列顺序(或脱氧核苷酸的排列顺序)代表遗传信息。‎ ‎(二)从功能上看:基因具有遗传效应,即基因能控制生物的性状,基因是控制生物性状的基本单位,特定的基因决定特定的性状。‎ ‎■及时训练(巩固学习)‎ ‎1.下列关于DNA复制过程的正确顺序是(  )‎ ‎①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构 A.①③④②⑤ B.①④②⑤③‎ C.①③⑤④② D.③①④②⑤‎ ‎2.DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构(  )‎ ‎3.用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代,a、b、c为三种DNA分子:a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,如下图,‎ 教师二次备课栏 这三种DNA分子的比例正确的是(  )‎ ‎4.某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个。若该DNA分子复制3次,则需要含胸腺嘧啶和胞嘧啶的游离脱氧核苷酸总数为(  )‎ A.7 B.a C.7(a-m) D.(a-m)‎ ‎5.某一DNA分子中,A为200个,复制数次后消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个,该DNA分子已经复制了几次(  )‎ A.4次 B.3次 C.5次 D.6次 ‎6.如下图是用集合的方法,表示各种概念之间的关系,表中与图示相符的是(  )‎ 选项 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ A 染色体 DNA RNA 基因 B DNA 基因 脱氧核苷酸 碱基 C 核酸 DNA 脱氧核苷酸 基因 D 核酸 染色体 DNA 基因 ‎■课堂小结:‎ 课后复习心得 课题: DNA分子的结构 (第1课时)‎ ‎■问题引导(自主学习):‎ 一、(一)亲代DNA,子代DNA。(二)间期和第一次分裂间期。(三)1、解旋酶,解开。2、解开的每一段母链,DNA聚合酶,脱氧核苷酸,碱基互补配对,互补。3、双螺旋。两个完全相同的。‎ ‎(四)1、复制。2、半保留复制。(五)亲代DNA分子的两条链。脱氧核苷酸。ATP。解旋酶、DNA聚合酶。(六)1、双螺旋结构。2、碱基互补配对原则。‎ 二、(一)许多。小于。(二)遗传效应。(三)4种碱基的排列顺序。(四)多样性和特异性。‎ ‎■诱思讨论(合作学习)‎ 讨论1:DNA分子复制:①发生在细胞周期的间期;②主要在细胞核内进行;③ATP作能量;④A、T、G、C四种大量的脱氧核苷酸为原料;⑤严格遵循碱基互补配对原则;⑥需酶系统参与(解旋酶,合成酶、复旋酶);⑦DNA具作模板的能力;⑧伴随有RNA的转录。在DNA分子复制时:①边解旋、边合成、边复旋,多个起始点同时进行,节省时间、效率高。②新DNA分子双链为“一母一子”;因此复制更为精确,致使遗传信息更加稳定。‎ 稳定的遗传信息从亲代传递给子代,从而使生物的前后代保持了一定的连续性。但是,这并不意味着复制时毫无差错,否则,自然界便没有了变异,生物界就不会向前发展。(为以后学习“变异”打下伏笔)   因DNA复制采用半保留的方式,所以一个DNA分子经几代复制后的所有DNA中,只有两个DNA分子含有原DNA链。但所有DNA与原DNA所带的信息(脱氧核苷酸的排列顺序)完全相同。(变异除外)   总结:通过两课时的学习,同学们知道了DNA分子的结构特点和DNA分手的复制过程,明白了DNA分子结构的多样性、特异性及DNA分子半保留复制的特点。希望同学们课后熟悉教材,真正理解DNA是主要的遗传物质。 ‎ 讨论2:【解析】 本题考查DNA的复制、转录、基因工程中的工具酶,生物变异等知识,同时渗透了识图绘图能力的考查。(1)DNA分子复制过程中,氢键的断裂需要解旋酶或加热处理;(2)当一条链上的一个碱基发生改变后,以这条链为模板复制产生的DNA分子均为异常,以另一条链为模板复制成的DNA分子正常,故后代异常DNA分子所占比例为1/2;(3)经细胞分裂间期后,细胞核中DNA含量加倍,或一个着丝点上含有两条姐妹染色单体;(4)绘图时,需要考虑碱基之间的互补关系,以及两条链是反向平行的。‎ ‎【答案】 (1)解旋 加热 (2)1/2 (3)经细胞分裂间期后,细胞核中DNA分子的含量加倍(或经间期后,一个着丝点上含有两条姐妹染色单体) ‎ 讨论3:[解析]首先应当理解轻、中、重三种DNA的含义:由两条链合31P的脱氧核苷酸组成的是轻DNA;由一条链舍31P的脱氧核组成的链与另一条含32P的脱氧核苷酸组成的链形成的是中DNA;由两条含32P的脱氧柱核酸组成的链形成的是重DNA。‎ 根据DNA半保留复制的特点:G0代细胞中的DNA全部是轻DNA;G1代是以G0代细胞中的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子,全部为中DNA;G2代是以G1代细胞DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的4个DNA分子,其中有两个DNA分子,母链含31P,子链含32P为中DNA;另两个DAN分子,母链、子链全为32P,是重DNA。 G2代以后除两个中DNA外,其他均为重DNA。‎ ‎[答案](1)A;B;D; (2)0:1:1 (3) 31P 31P和32P (4)半保留复制;遗传特性 ‎■重点点拨(方法学习):‎ 三、基因概念的理解:‎ ‎(一)从结构上看:1、许多。2、四种脱氧核苷酸,双螺旋。3、特定的。4、碱基排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序)(二)遗传效应,‎ ‎■及时训练(巩固学习)‎ ‎1.D.2.D.3.D.4.B.5.A.6.B

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