资源简介

第3节　DNA的复制
学案设计(一)
学习目标
1.概述DNA分子复制的条件、过程和特点。
2.探讨DNA复制的生物学意义。
自主预习
1.DNA分子复制的过程
(1)解旋:DNA分子首先在细胞提供的　　　　和　　　　的作用下解旋。?
(2)合成子链:①模板:　　　　;②酶:　　　　;③原料:　　　　;④配对原则:　　　　。?
(3)形成子代DNA:　　　　和　　　　螺旋形成新的DNA。?
2.结果:1个DNA→　　　　　　　　　　　　　。?
3.DNA分子复制的特点
(1)从过程上看:边　　　　,边　　　　。?
(2)从复制的结果上看:复制的方式为　　　　复制。?
4.DNA分子复制准确性的原因
(1)DNA分子独特的　　　　结构,为复制提供了精确的　　　　。?
(2)　　　　原则保证了复制能够准确地进行。?
5.意义:DNA分子通过　　　　,将　　　　从亲代传给子代,从而保证了遗传信息的　　　　性。?
课堂探究
探究一:对DNA分子复制的推测
阅读教材P53第一自然段,回答下列问题。
1.什么是半保留复制?
2.以上复制方式是由谁提出的?
探究二:DNA半保留复制的实验证据
[合作探究1]
阅读教材P53~54,回答下列问题。
1.科学家选择什么材料进行实验?
2.DNA是用肉眼观察不到的,那么用什么方法可以区分亲代与子代的DNA?
3.科学家是怎样用15N标记大肠杆菌的DNA的?
4.如果是全保留复制,DNA离心结果会出现几种条带?如果是半保留复制,又会出现几种条带?
5.在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取出的DNA离心的结果说明了什么?
探究三:DNA分子复制的过程
阅读教材P55第一、二自然段和观察图3-10,回答下列问题。
1.DNA分子复制的时间是什么时候?
2.DNA分子复制的场所在哪里?
3.复制开始时,DNA的结构会发生什么变化?
4.DNA分子复制的过程包含哪些步骤?
　　5.DNA分子复制需要哪些条件?
6.DNA分子复制的结果是什么?
7.DNA分子复制的意义是什么?
8.DNA分子复制的特点是什么?
重点点拨:(方法学习)DNA分子半保留复制的有关计算
亲代DNA分子复制n代后:
(1)形成的DNA分子总数为2n个。
(2)其中含有亲代DNA分子母链的只有两个,占子代DNA分子总数的比值为2/2n,即1/2n-1。
(3)亲代母链只有两条,占子代DNA总的脱氧核苷酸链数的2/(2n×2),即1/2n。
(4)合成的2n个DNA分子的碱基对的排列顺序是完全一样的。
　　核心素养专练
1.下列关于DNA复制的叙述,正确的是(　　)
A.DNA分子在解旋酶的作用下,水解成脱氧核苷酸
B.在全部解旋之后才开始碱基配对
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.复制后,每个新DNA分子中都含有一条母链和一条子链
2.如果把只含15N的DNA分子叫做重DNA,把只含14N的DNA分子叫做轻DNA,把一条链含15N、另一条链含14N的DNA分子叫做中DNA。那么,将一个完全被15N标记的DNA分子放入到含14N的培养基上培养,让其连续复制三代,则培养基内重DNA、中DNA和轻DNA的分子数分别是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.0、2、6
B.2、0、6
C.2、4、2
D.6、0、2
3.DNA分子复制时解旋酶作用的结构可以是(　　)
A.
B.
C.A—U
D.G—C
4.某个DNA片段由500对碱基组成,A+T占碱基总数的34%。若该DNA片段复制2次,共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为(　　)
A.330
B.660
C.990
D.1
320
5.假如一个DNA分子含有1
000个碱基对(磷元素只含31P),将这个DNA分子放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次,则新形成的一个子代DNA分子的相对分子质量比原来增加了(　　)
A.1
000
B.2
000
C.500
D.无法确定
6.
右图表示DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说,下列各项正确的是(　　)
A.a和c的碱基序列互补
B.b和c的碱基序列相同
C.a链中(A+T)/(G+C)的比值与b链中同项比值相同
D.a链中(A+T)/(G+C)的比值与d链中同项比值不同
7.亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基,碱基脱氨基后的变化如下:C转变为U(U与A配对),A转变为I(I为次黄嘌呤,与C配对)。现有一DNA片段为—AGTCG—①
—TCAGC—②,经亚硝酸盐作用后,若链①中的A、C发生脱氨基作用,经过两轮复制后其子代DNA片段之一为(　　)
A.—CGTTG—
—GCAAC—
B.—GGTCC—
—CCAGG—
C.—GGTTG—
—CCAAC—
D.—CGTAG—
—GCATC—
8.女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36
mm,DNA复制速度约为4
μm/
min,但复制过程仅需40
min左右即可完成。这是因为DNA分子(　　)
A.边解旋边复制
B.一个复制点双向复制,使子链迅速延伸
C.以半保留方式复制
D.复制起点多,分段进行复制
9.若将果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记,正常情况下在该细胞形成的精细胞中,含15N的精细胞数占(　　)
A.1/8
B.1/4
C.1/2
D.1/16
10.用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期一个细胞中的染色体数目和被32P标记的染色体数目分别是(　　)
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.根据图示回答。
(1)该图表示的生理过程是　　　　　　　　,该过程主要发生在细胞的　　　　部位。?
(2)图中的1、2、3、4、5分别是　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　。?
(3)假如经过科学家的测定,A链上的一段基因(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3,能不能说明该科学家的测定是错误的?　　　　,原因是　　　　　　　　。?
(4)以A链的M基因为模板复制出的B链,碱基比例应该是　　　　　　　　。?
12.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如图甲所示。
甲
(1)由实验结果可以推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是　　　　,另一条链　　　　。?
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到的细菌的DNA分子用同样的方法分离,请参照图甲,将DNA分子可能出现在试管中的位置在图乙中标出。
乙
参考答案
自主预习
1.(1)能量　解旋酶　(2)DNA分子的两条链　解旋酶和DNA聚合酶　四种游离的脱氧核苷酸　碱基互补配对原则,A与T,C与G配对　(3)子链　与其相对应的模板链
2.完全相同的两个DNA分子
3.(1)解旋　复制　(2)半保留
4.(1)双螺旋　模板　(2)碱基互补配对
5.复制　遗传信息　连续
课堂探究
探究一:
1.复制时新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链的复制方式叫做半保留复制。
2.沃森和克里克。
探究二:
1.大肠杆菌。
2.同位素标记技术。
3.用含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌。
4.如果是全保留复制会出现轻带和重带两种带。如果是半保留复制,会出现轻带、重带和中带三种带。
5.DNA复制是半保留复制。
探究三:
1.细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
2.主要是细胞核,叶绿体和线粒体内也能进行。
3.DNA分子的两条链在解旋酶的作用下解成单链。
4.包括解旋、合成子链和形成子代DNA三个步骤。
5.模板、能量、酶、原料等。
6.形成两个与亲代完全相同的子代DNA分子。
7.将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。
8.半保留复制和边解旋边复制。
核心素养专练
1.D　2.A　3.D　4.C　5.A　6.C　7.C　8.D　9.C
10.A
11.(1)DNA复制　细胞核
(2)A　T　C　C　T
(3)不能　在单链中不一定A=T、C=G
(4)T∶A∶G∶C=2∶1∶1∶3
12.(1)15N模板链　14N新链
(2)如下图
学案设计(二)
学习目标
1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式,概述DNA通过半保留方式进行复制。
2.通过对DNA半保留复制方式的学习,理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
3.识记DNA复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。
自主预习
一、对DNA复制的推测
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说:?
　　　　;?
有人持不同观点,提出　　　　等不同假说。?
二、DNA半保留复制的实验证据
1958年,美国生物学家梅塞尔森(M.Meselson)和斯塔尔(F.Stahl)设计实验。
实验材料:　;?
实验方法:　。?
三、DNA复制的过程
1.概念:以亲代DNA为　　　　合成子代DNA的过程。?
2.DNA复制的场所:
真核细胞:主要在　　　　中,但在　　　　、　　　　也有DNA的复制;?
原核细胞:主要在　　　　中,在质粒处也有DNA的复制。?
3.发生时期(真核生物):细胞分裂前的　　　　期(有丝分裂前的　　　　期、减数分裂前的　　　　期),随着　　　　的复制而完成。?
4.DNA复制的条件:
(1)模板:　;?
(2)原料:　;?
(3)能量:　;?
(4)酶:　　　　、　　　　。?
5.DNA复制的方向:从子链的　　　　端向　　　　端延伸。?
6.DNA复制的过程:
(1)在ATP帮助下,　　　　将DNA双螺旋的2条链解开;?
(2)以4种脱氧核苷酸为原料,按照　　　　原则,在　　　　的作用下各自合成与母链互补的一条子链;?
(3)新合成的子链不断延伸,与其对应的　　　　绕成双螺旋结构。?
7.DNA复制的特点:
(1)　　　　　　　　;(2)　　　　　　　　。?
8.复制准确进行的原因:
(1)DNA独特的　　　　　　　　,为复制提供了精确的模板;?
(2)通过　　　　　　　　,保证了复制能够准确地进行。?
9.DNA复制的意义:
DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了　　　　的连续性(使亲子代保持连续性)。?
课堂探究
一、DNA半保留复制的实验证据
1.背景知识
15N和14N是N元素的两种稳定同位素,含15N的DNA比含14N的DNA密度大。利用　　　　可在试管中区分含不同N元素的DNA。?
2.实验过程
大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
3.实验预期
半保留复制:子一代DNA分子所处位置　　　　;子二代DNA分子所处位置　　　　。?
全保留复制:子一代DNA分子所处位置　　　　;子二代DNA分子所处位置　　　　　　　　　　　　。?
4.实验结果
亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后,试管中只出现了一条DNA带,位置处于　　　　;?
转移培养后第一代细菌的DNA离心后,试管中也只有一条DNA带,位置处于　　　　;?
将第二代细菌的DNA离心后,试管中出现两条DNA带,一条处于　　　　,一条处于　　　　。?
证明:DNA的复制以　　　　的方式进行。?
二、DNA复制过程中的相关计算
1.DNA复制过程中的数量关系
若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。
(1)子代DNA分子数:　　　　个;含15N的DNA分子始终是　　　　个;含14N的有　　　　个,只含14N的有　　　　个。?
(2)子代DNA分子的总链数:2n×2=2n+1条;含15N的链始终是　　　　条;含14N的有　　　　条。?
2.计算原料用量(消耗的某脱氧核苷酸数)
若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。先计算亲代DNA分子中某脱氧核苷酸的数量,记为m。
(1)若经过n次复制,则需要消耗的脱氧核苷酸数为:　　　　;?
(2)若第n次复制需要消耗的脱氧核苷酸数为:　　　　。?
　　核心素养专练
1.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.分裂前期
B.分裂中期
C.分裂后期
D.分裂间期
2.下列关于DNA复制的说法,不正确的是(　　)
A.DNA复制过程中需要酶的催化
B.DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C.DNA分子是边解旋边复制的
D.DNA复制过程中两条母链均可作模板
3.以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板,经复制后的子链是(　　)
A.“—T—A—G—”
B.“—U—A—G—”
C.“—T—A—C—”
D.“—T—U—G—”
4.用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是(　　)
A.含有15N的DNA分子占1/8
B.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个
C.含有14N的DNA分子占7/8
D.复制结果共产生16个DNA分子
参考答案
自主预习
一、半保留复制;全保留复制
二、大肠杆菌;同位素标记技术
三、1.模板
2.细胞核,线粒体、叶绿体;拟核
3.间,间,间,染色体
4.(1)DNA的两条链　(2)四种脱氧核苷酸　(3)ATP
(4)解旋酶　DNA聚合酶
5.5'　3'
6.(1)解旋酶　(2)碱基互补配对　DNA聚合酶
(3)模板链
7.(1)边解旋边复制　(2)半保留复制
8.(1)双螺旋结构　(2)碱基互补配对
9.遗传信息
课堂探究
一、1.离心技术
2.①15N14N　②14N　③15N14N
3.中密度带;一条中密度带,轻密度带;一条轻密度带,一条重密度带;一条轻密度带,一条重密度带
4.下部;中部;中部,上部　半保留复制
二、1.(1)2n;2;2n,2n-2。(2)2;2n+1-2。
2.(1)m×(2n-1)　(2)m×2n-1
核心素养专练
1.D　2.B　3.A　4.C第1节　DNA是主要的遗传物质
学案设计(一)
学习目标
1.肺炎链球菌转化实验的原理和过程。
2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
自主预习
一、两种肺炎链球菌比较
菌落(填“光滑”或“粗糙”)
有无荚膜
有无毒性
S型细菌
R型细菌
　　二、T2噬菌体
1.T2噬菌体的结构:头部和尾部的外壳由　　　　构成,头部含有　　　　。?
2.T2噬菌体增殖:在　　　　遗传物质的作用下,利用　　　　体内的物质合成自身成分,进行增殖。?
3.T2噬菌体中,仅蛋白质分子中含有　　　　,　　　　几乎都存在于DNA分子中。因此,可用放射性同位素　　　　标记噬菌体的DNA,用放射性同位素　　　　标记噬菌体的蛋白质。?
三、烟草花叶病毒
烟草花叶病毒只含有　　　　　和　　　　　。?
课堂探究
回顾前面学习的基因、染色体与性状之间的关系,说一说遗传物质应该具备什么条件?
(一)对遗传物质的早期推测
20世纪30年代以前认为　　　　是遗传物质的观点仍占主导地位。?
(二)肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的体内转化实验
实验过程及现象
①　　　?小鼠体内→小鼠不死亡
②S型细菌小鼠体内→小鼠死亡,小鼠体内有　　　?
③加热杀死的S型细菌小鼠体内→小鼠　　　?
④小鼠体内→小鼠　　　,小鼠体内分离出　　　　?
实验结论:　。?
2.肺炎链球菌的体外转化实验
实验过程及现象:
(1)将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分　　　　　　　　,制成细胞提取物。?
(2)对细胞提取物分别进行不同的处理后再进行转化实验:
①有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物→培养皿中的菌落有　　　　。?
②有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物+　　　　→培养皿中的菌落有　　　　。?
③有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物+　　　　→培养皿中的菌落有　　　　。?
实验结论:　。?
(三)噬菌体侵染细菌的实验
1.如何获得分别被32P标记DNA的噬菌体和被35S标记蛋白质外壳的噬菌体?
2.阅读教材P45噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程图解,请思考:
(1)实验过程中搅拌的目的是什么?离心的目的是什么?
(2)记录实验结果:
35S标记的实验
32P标记的实验
标记部位
放射性情况
上清液
沉淀物
　　(3)实验结论:　　　　是遗传物质。?
(四)烟草花叶病毒的感染实验
1.过程及结果:
从烟草花叶病毒中提取的蛋白质,　　　　使烟草被感染;从烟草花叶病毒中提取的RNA,　　　　使烟草被感染。?
2.实验结论:　　　　　　　　　　。?
课后探究
理论上被32P标记的噬菌体的实验中放射性应该只分布于上清液中,被35S标记的噬菌体的实验中放射性应该只分布于沉淀物中。为什么被32P标记的噬菌体的实验中的沉淀物中也有少量的放射性?为什么被35S标记的噬菌体的实验中的上清液中也有少量的放射性?
　　核心素养专练
1.注射后能使小白鼠因患败血症而死亡的是(　　)
A.R型肺炎链球菌
B.加热杀死后的R型肺炎链球菌
C.加热杀死后的S型肺炎链球菌
D.加热杀死后的S型肺炎链球菌与R型细菌混合
2.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎链球菌的转化实验,证实了(　　)
①DNA是遗传物质　②RNA是遗传物质　③DNA是主要的遗传物质　④蛋白质不是遗传物质　⑤糖类不是遗传物质　⑥DNA能产生可遗传的变异
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①④⑤⑥
B.②④⑤⑥
C.②③⑤⑥
D.③④⑤⑥
3.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要(　　)
A.噬菌体的DNA和氨基酸
B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
C.细菌的DNA和氨基酸
D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸
4.赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P标记的大肠杆菌混合培养,一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是(　　)
A.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离
B.32P主要集中在沉淀物中,上清液中也能检测到少量的放射性
C.如果离心前混合时间过长,会导致上清液中放射性较高
D.噬菌体吸收和利用培养基中含有32P的核苷酸从而被标记
5.关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是(　　)
A.实验都运用了放射性同位素标记技术
B.实验都证明了DNA是主要遗传物质
C.艾弗里的实验设置了对照,赫尔希与蔡斯的实验没有对照
D.实验思路都是设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应
6.下列关于“DNA是主要遗传物质”叙述或理解最准确的是(　　)
A.多数生物的遗传物质是DNA,少数生物的遗传物质是RNA
B.大肠杆菌的遗传物质主要是DNA
C.HIV的遗传物质主要是RNA
D.人的遗传物质主要是DNA
7.[2020·浙江省高考生物试卷(7月选考)·12]下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述,正确的是(　　)
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
参考答案
自主预习
　　一、光滑　有　有;粗糙　无　无
二、1.蛋白质　DNA
2.自身　大肠杆菌
3.S　P　32P　35S
三、RNA　蛋白质
课堂探究
分子结构具有相对的稳定性;能够自我复制;能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状;能够产生可遗传的变异。
(一)蛋白质
(二)1.R型活细菌　S型活细菌　不死亡　死亡
S型活细菌　已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
2.(1)糖类、蛋白质和脂质　(2)①R型细菌和S型细菌　②蛋白酶(或RNA酶或酯酶)　R型细菌和S型细菌　③DNA酶　只长R型细菌　DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
(三)1.首先在分别含有放射性同位素32P和放射性同位素35S的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。
2.(1)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离;离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌;　(2)蛋白质外壳　DNA　很高　很低　很低　很高　(3)DNA
(四)1.不能　能　2.RNA是遗传物质
课后探究
保温时间过短或过长;搅拌不充分
核心素养专练
1.D　2.A　3.B　4.D　5.D　6.A　7.D
学案设计(二)
学习目标
1.肺炎链球菌转化实验的原理和过程。
2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
自主预习
一、对遗传物质的早期推测
[自主学习1]
20世纪30年代以前认为　　　　是遗传物质的观点仍占主导地位。?
二、肺炎链球菌的转化实验
[自主学习2]
1.格里菲思实验(肺炎链球菌体内转化实验)
(1)两种肺炎链球菌比较
菌落(填“光滑”或“粗糙”)
有无荚膜
有无毒性
S型细菌
R型细菌
　　(2)实验过程及现象
处理方式
注射R型活细菌
注射S型活细菌
注射加热杀死的S型细菌
将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射
小鼠生活状况
不死亡
不死亡
分离出细菌种类
　　2.艾弗里的实验(肺炎链球菌体外转化实验)
实验过程及现象:
将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物。
将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基,分别进行不同的处理,如下表
处理方式
不做处理
加入蛋白酶
加入RNA酶
加入酯酶
加入DNA酶
菌落类型
R型和S型
R型和S型
　　三、噬菌体侵染细菌的实验
[自主学习3]
1.T2噬菌体的结构:头部和尾部的外壳由　　　　构成,头部含有　　　　。?
2.T2噬菌体与大肠杆菌的关系:　　　　　　　　。?
3.T2噬菌体增殖特点:在自身遗传物质的作用下,利用　　　　体内的物质合成自身成分,进行增殖。?
4.该实验的实验方法:　　　　　　　　。?
5.T2噬菌体中,仅蛋白质分子中含有　　　　,　　　　几乎都存在于DNA分子中。因此,可用放射性同位素　　　　标记噬菌体的DNA,用放射性同位素　　　　标记噬菌体的蛋白质。?
课堂探究
导入新课
回顾前面学习的基因、染色体与性状之间的关系,说一说遗传物质应该具备什么条件?
探究新知
探究一:肺炎链球菌的体内转化实验
实验分析:思考并回答以下问题
①对比第一、二组实验得出什么结论??
②对比第二、三组实验得出什么结论??
③分析第三、四组得出什么结论??
探究二:肺炎链球菌的体外转化实验
实验结论:　　　　是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质,也就是说,　　　　是遗传物质。?
在此实验的基础上,帮助学生理解教材中的实验方法介绍:实验自变量控制的“减法原理”和“加法原理”。
探究三:噬菌体侵染细菌的实验(1952年,赫尔希和蔡斯)
1.如何获得分别被32P标记DNA的噬菌体和被35S标记蛋白质外壳的噬菌体?
(1)标记大肠杆菌
大肠杆菌+35S的培养基→含　　　　的大肠杆菌?
大肠杆菌+32P的培养基→含　　　　的大肠杆菌?
(2)标记T2噬菌体
T2噬菌体+35S的大肠杆菌→含　　　　的T2噬菌体?
T2噬菌体+32P的大肠杆菌→含　　　　的T2噬菌体?
2.阅读教材P45噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程图解,请思考:
(1)实验过程中搅拌的目的是什么?离心的目的是什么?
　　(2)离心后上清液与沉淀物各有什么成分?
3.观察教材P45图3-6　T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,记录实验结果:
35S标记的实验
32P标记的实验
标记部位
放射性情况
上清液
沉淀物
　　4.实验结论:　　　　是遗传物质。?
探究四:RNA是遗传物质的证据
1.实验材料:　。?
2.此病毒的成分　　　　　和　　　　　。?
3.过程及结果:
4.结论:　。?
探究五:DNA是主要的遗传物质
1.有细胞结构的生物,既含有DNA又含有RNA,其遗传物质是　　　　。?
2.无细胞结构的生物是　　　　,由于只含有DNA或RNA,它们的遗传物质是　　。?
如:烟草花叶病毒、艾滋病病毒、冠状病毒的遗传物质是　　　　,T2噬菌体的遗传物质是　　　　。?
结论:因为绝大多数生物遗传物质是　　　　,只有少数病毒的遗传物质是　　　　,因此说DNA是　　　　的遗传物质。?
　　核心素养专练
1.噬菌体侵染细菌的实验说明了DNA是遗传物质,下列叙述中属于该实验不能证实的是(　　)
A.DNA能进行自我复制
B.DNA能控制蛋白质的生物合成
C.DNA能控制生物体的性状遗传
D.DNA能产生可遗传的变异
2.以下不能作为遗传物质的特点的是(　　)
A.分子结构具有相对的稳定性
B.能产生可遗传的变异
C.能自我复制,使前后代保持一定的连续性
D.能直接表现或反映出生物体的各种性状
3.下列关于染色体与DNA关系的叙述,确切的是(　　)
A.染色体、DNA都是遗传物质
B.DNA是染色体的主要组成成分,染色体是DNA的主要载体
C.不同生物中,染色体上具有的DNA数量不同
D.DNA在细胞中全部存在于染色体上
4.噬菌体侵染细菌后在形成子代噬菌体时,用来作模板物质的是(　　)
A.噬菌体的蛋白质外壳
B.细菌内的蛋白质
C.噬菌体的DNA分子
D.细菌内的DNA分子
5.噬菌体侵染细菌的过程是(　　)
A.吸附→注入→组装→合成→释放
B.注入→吸附→组装→合成→释放
C.吸附→注入→合成→组装→释放
D.注入→吸附→合成→组装→释放
6.最能说明染色体是DNA的载体的事实是(　　)
A.DNA主要分布在染色体上
B.DNA是染色体的主要成分之一
C.DNA和蛋白质组成染色体的一级结构
D.染色体的遗传动态引起DNA数量变化
7.用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA,然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验,进入细菌体内的成分中(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.含35S
B.含32P
C.含35S和32P
D.不含35S和32P
8.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶使之出现感染斑的RNA病毒,都可因苯酚的处理而发生RNA与蛋白质的分离,由于亲缘关系很近,两者能重组,其RNA和蛋白质形成杂种“病毒感染烟叶”(下图),请依图回答下列问题。
烟叶被不同病毒成分感染图解:
Ⅰ—
Ⅱ—
Ⅲ—
(1)1与2,3与4的结果不同,说明　。?
(2)2与4的结果不同,说明　。?
(3)图中5被杂交病毒感染后,在繁殖子代病毒过程中合成蛋白质的模板来自　　　　　,合成蛋白质的原料氨基酸由　　　　提供。?
(4)图中6被杂交病毒感染后,繁殖出的子代病毒将具有来自　　　　的RNA和来自　　　　的蛋白质。?
9.某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时,用放射性同位素标记噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。
噬菌体
细菌
DNA或核苷酸
32P标记
31P标记
蛋白质或氨基酸
32S标记
35S标记
　　(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的　　　　和　　　　元素,各占　　　　个和　　　　个。?
(2)子代噬菌体中,只含32P的有　　　　个;只含31P的有　　　　个;同时含有32P、31P的有　　　　个。?
(3)子代噬菌体的蛋白质分子都没有　　　　元素,由此说明　　　　　　　　　　　　;子代噬菌体蛋白质都含有　　　　元素,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)因为此实验能证明遗传物质四个理论特点中的两个:①　　　　　　　　。②　　　　　　　　。所以实验能得出结论:　　　　　　　　　。?
参考答案
自主预习
[自主学习1]蛋白质
[自主学习2]1.(1)光滑　有荚膜　有毒性　粗糙　无荚膜　无毒性
(2)死亡　死亡　S型活细菌　S型活细菌
2.R型和S型　R型和S型　R型
[自主学习3]1.蛋白质　DNA
2.寄生
3.大肠杆菌
4.放射性同位素标记法
5.S　P　32P　35S
课堂探究
导入新课:分子结构具有相对的稳定性;能够自我复制;能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状;能够产生可遗传的变异。
探究新知
探究一、①R型活细菌无毒,S型活细菌有毒
②加热杀死的S型细菌无毒
③加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
探究二、DNA　DNA
探究三、1.(1)35S　32P　(2)35S　32P
2.(1)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离;离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管中的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
(2)上清液中有噬菌体的蛋白质外壳;沉淀物中有被侵
染的大肠杆菌。
3.
35S标记的实验
32P标记的实验
标记部位
蛋白质
DNA
放射性情况
上清液
很高
很低
沉淀物
很低
很高
　　4.DNA
探究四、1.烟草花叶病毒和烟草;2.RNA　蛋白质;3.RNA　蛋白质;4.RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
探究五、1.DNA;2.病毒　DNA或RNA　RNA　DNA;结论:DNA　RNA　主要
核心素养专练
1.D　2.D　3.B　4.C　5.C　6.A　7.B
8.(1)RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
(2)不同的RNA控制合成不同的蛋白质,从而表现不同的性状
(3)TMV的RNA　烟草细胞
(4)HRV　HRV
9.(1)32P　31P　2　100　(2)0　98　2
(3)32S　噬菌体侵染时蛋白质外壳没有进入细菌内
35S　子代噬菌体的外壳(或蛋白质)是在细菌内用35S标记的氨基酸为原料来合成的
(4)①DNA能自我复制,使前后代保持一定的连续性
②能指导蛋白质的合成　DNA是遗传物质第2节　DNA的结构
学案设计(一)
学习目标
1.讨论DNA双螺旋结构模型构建历程。
2.概述DNA分子的结构的主要特点。
3.碱基互补配对原则的计算。
自主预习
DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA,与犯罪嫌疑人的DNA进行比对,就有可能为案件的侦破提供证据。为什么DNA能为案件的侦破提供证据?
[自主学习1]DNA模型的构建:
沃森与克里克综合当时多位科学家的研究成果,确立了DNA双螺旋结构模型,两人的默契配合成为科学合作研究的典范。请根据教材P48~49科学史回答下列问题。
1.DNA的基本组成单位是什么?有几种?分别是哪些?
2.英国科学家威尔金斯和富兰克林做了哪些贡献?
3.奥地利生物化学家查哥夫指出碱基的数量关系是怎样的?
　　4.DNA是由几条链组成的?它具有怎样的立体结构?
[自主学习2]DNA的结构:
1.DNA分子双螺旋结构的主要特点:
(1)DNA分子是由　　　　条链组成的,并且按照　　　　方式盘旋成　　　　结构。?
(2)DNA分子中的　　　　和　　　　交替连接,排列在　　　　侧,构成基本骨架;碱基排列在　　　　侧。?
(3)两条链上的碱基通过　　　　连接成　　　　,并且有一定规律:即　和　配对,　和　配对。?
2.碱基互补配对原则概念:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
课堂探究
探究一:DNA双螺旋结构模型的构建
[合作探究1]
1.DNA结构的研究涉及哪些学科知识和方法?这对你理解生物科学的发展有什么启示?
2.沃森和克里克借鉴各科学家们的发现,构建了什么样的DNA模型?
　　探究二:DNA分子的结构
[合作探究2]
分组合作,同学们对下面的问题进行讨论、辨析和探究。
结合教材P50中的图3-8,观察A与T之间、G与C之间分别形成几个氢键?这与DNA分子结构稳定性有关系吗?DNA分子中的碱基的数量有什么规律?
小结:
1.DNA的元素组成:　　　　5种元素。?
2.脱氧核苷酸的组成:一分子　　　　、一分子　　　　、一分子　　　　。?
3.脱氧核苷酸种类:　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。?
4.在DNA分子中存在数量关系:　　　　　　。?
5.关于核酸可以总结成2、4、5、8,分别指什么?
探究三:利用实验材料构建DNA模型
[自主总结1]
1.稳定性:DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替连接方式不变;两条链间碱基互补配对方式不变。
2.　　　　:每种生物的DNA分子都有特定的碱基数目和排列顺序。?
3.　　　　:DNA分子碱基对数量不同;碱基对的排列顺序千变万化。?
[自主总结2]
1.用不同颜色的卡纸剪成长方形代表　　　　,用其他颜色的卡纸剪成圆形代表　　　　,另一种颜色的卡纸剪成五边形,代表　　　　。?
2.使用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接,制作成一个个含有不同碱基的　　　　　　模型。?
3.用订书机把一个个脱氧核糖核苷酸模型连接起来,形成一条　　　　长链;根据碱基互补配对原则,制作一条与这条链　　　　的脱氧核糖核苷酸长链。?
4.将脱氧核糖核苷酸中的磷酸固定在细铁丝上,然后把两条链平放在桌子上,用订书机把　　　　两两连接在一起。?
5.将两条链的末端分别与硬纸方块连接在一起,两手分别提起硬纸方块,轻轻旋转,即可得到一个DNA分子　　　　模型。?
　　核心素养专练
1.DNA完全水解(彻底水解)后得到的化学物质是
(　　)
A.四种脱氧核苷酸
B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.核糖、含氮碱基、磷酸
D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
2.有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它的其他组成应是(　　)
A.三个磷酸、三个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶
B.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胞嘧啶
C.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶
D.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个尿嘧啶
3.下面关于DNA分子结构的叙述,正确的是(　　)
A.DNA分子任一条链中A=T,C=G
B.每个碱基分子均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C.每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连
D.DNA分子两条链上的A与T通过氢键相连
4.某同学在制作DNA双螺旋结构模型的实验中,按要求制作含20个碱基对的DNA片段。那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.20　20　20
B.30　30　30
C.40　40　40
D.20　30　40
5.下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型,正确的是(　　)
6.DNA分子中,两条链上排列顺序不变的是(　　)
A.碱基对排列
B.四种脱氧核苷酸
C.脱氧核糖和磷酸
D.碱基和磷酸
7.已知1个DNA分子中有4
000个碱基对,其中胞嘧啶有2
200个,这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是(　　)
A.4
000和900
B.4
000和1
800
C.8
000和1
800
D.8
000和3
600
8.下图为核苷酸链结构图,下列表述不正确的是(　　)
A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个
C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是T
9.下图是DNA片段的结构图,请据图回答问题。
(1)图甲是DNA片段的　　　　结构,图乙是DNA片段的　　　　结构。?
(2)填出图中各部分的名称:
[1]　　　　、[2]　　　　、[3]　　　　、[4]　　　　、[5]　　　　、[7]　　　　。?
(3)[3]的中文名字是　　　　　　　　。?
(4)DNA被彻底氧化分解后,[3]、[4]、[6]中能产生含氮废物的是　　　　(用序号表示)。?
(5)从图中可以看出DNA分子中的两条长链是由　　　　和　　　　交替连接的。?
(6)连接碱基对的化学键是　　　　,碱基配对的方式有两种:即　　　　与　　　　配对;　　　　与　　　　配对。?
(7)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是　　　　的,从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成有规则的　　　　结构。?
参考答案
自主预习
DNA中含有相关的遗传信息。
[自主学习1]
1.脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位;有4种脱氧核苷酸;分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸。
2.应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。
3.A=T,G=C。
4.2条链组成;它具有双螺旋结构。
[自主学习2]
1.(1)两　反向平行　双螺旋　(2)脱氧核糖　磷酸　外　内　(3)氢键　碱基对　A　T　G　C
2.碱基之间的这种一一对应的关系
课堂探究
[合作探究1]
1.主要涉及物理学(主要是晶体学)、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及的方法主要有:X射线衍射结构分析方法,其中包括数学计算法、构建模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得,都是多学科交叉运用的结果;反过来,多学科交叉的运用,又会促进学科的发展,诞生新的边缘学科,如生物化学、生物物理学等。
2.磷酸、脱氧核糖在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧的A—T、G—C互补配对的DNA双螺旋模型。
[合作探究2]
A与T之间形成两个氢键;C与G之间形成三个氢键。C—G对含量多的DNA分子相对于A—T对含量多的DNA分子,含氢键多,所以更稳定。在DNA分子中存在数量关系:A=T,C=G。
小结:
1.C、H、O、N、P
2.磷酸　脱氧核糖　含氮碱基
3.腺嘌呤脱氧核苷酸　胸腺嘧啶脱氧核苷酸　胞嘧啶脱氧核苷酸　鸟嘌呤脱氧核苷酸
4.A=T,C=G
5.即含有2种核酸,各有4种核苷酸,共有5种碱基,共有8种核苷酸。
[自主总结1]
2.特异性
3.多样性
[自主总结2]
1.碱基　磷酸　脱氧核糖
2.脱氧核糖核苷酸
3.脱氧核糖核苷酸　完全互补
4.配对的碱基
5.双螺旋结构
核心素养专练
1.D　2.C　3.D　4.C　5.C　6.C　7.C　8.A
9.(1)平面　立体
(2)碱基对　一条脱氧核苷酸单链片段　脱氧核糖　磷酸　脱氧核苷酸　氢键
(3)脱氧核糖
(4)[6]
(5)磷酸　脱氧核糖
(6)氢键　T　A　G　C
(7)反向平行　双螺旋
学案设计(二)
学习目标
(1)概述DNA结构的主要特点。
(2)制作DNA双螺旋结构模型。
自主预习
一、DNA双螺旋结构模型的构建
【自主学习1】预习教材,完成下列填空。
1.DNA分子的基本单位
(1)主要元素——　　　　　　　　;?
(2)基本单位:　　　　　　　　。?
20世纪30年代,科学界已经认识到:DNA是由4种　　　　　　　　连接而成的长链,这4种　　　　　　分别含有　　　　4种碱基。?
2.DNA呈螺旋结构
英国生物物理学家威尔金斯(M.Wilkins)和同事富兰克林(R.E.Franklin)应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。X形意味着DNA分子是螺旋的,沃森和克里克以该照片的有关数据为基础,推算出DNA呈　　　　。?
3.DNA的双螺旋结构模型
1952年,奥地利生物化学家查哥夫(E.Chargaff)访问剑桥大学,提供了重要信息:在DNA中,　　　　(A)的量总是等于　　　　(T)的量;　　　　(G)的量总是等于　　　　(C)的量。在此基础上,沃森和克里克构建出　?
　。?
1953年,沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载,引起了极大的轰动。1962年,沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
二、DNA的结构
【自主学习2】梳理DNA双螺旋结构的主要特点。
(1)DNA分子是由　　　　组成的,这两条链按　　　　方式盘旋成　　　　。?
(2)DNA分子中的　　　　和　　　　交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;　　　　排列在内侧。?
(3)两条链上的碱基通过　　　　连接成　　　　,并且碱基配对具有一定的规律:遵循　　　　　　　　原则。?
(4)在DNA双链中,A=T,G=C,且A、T之间形成　　　　个氢键,G、C之间形成　　　　个氢键。?
课堂探究
一、DNA双螺旋结构模型的构建
【探究活动1】请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。
(1)DNA是由几条链构成的?它具有怎样的立体结构?
(2)DNA的基本骨架是由哪些物质组成的?它们分别位于DNA的什么部位?
(3)DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位?
　　二、DNA的结构
【探究活动2】尝试构建DNA的结构模型。
第一步:下图有6个游离的脱氧核苷酸,如何将它们连接成一条脱氧核苷酸链?
第二步:在已绘制好的脱氧核苷酸链的右边,请你绘制出另一条脱氧核苷酸链。
【探究活动3】根据碱基互补配对的关系,归纳总结DNA分子各种碱基的数量关系
(1)在整个DNA分子中,A=T、G=C;A+G=T+C=A+C=T+G=50%;(A+G)/(T+C)=　　　　。?
(2)如果一条链中的(A+T)/(G+C)=a,则另一条链中的(A+T)/(G+C)比例也是a;如果一条链中的(A+G)/(T+C)=b,则另一条链中(A+G)/(T+C)的比例是　　　　。?
(3)在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率　　　　另一条链中A+T的和占该链碱基比率,还　　　　双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。?
即:(A1+T1)%=(A2+T2)%=总(A+T)%,同理:(G1+C1)%=(G2+C2)%=总(G+C)%
　　核心素养专练
1.下图中的脱氧核苷酸模型连接正确的是(　　)
2.下列有关DNA分子结构的叙述,正确的是(　　)
A.基本组成单位是四种核糖核苷酸
B.磷酸和五碳糖排列在内侧
C.碱基之间通过氢键连接构成分子的基本骨架
D.具有规则的双螺旋结构
　　3.下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是(　　)
A.DNA分子是以4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的单链结构
B.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基
C.DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对
D.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
4.某双链DNA分子中,A与T之和占整个DNA碱基总数的54%,其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.20%
B.24%
C.30%
D.75%
5.下列有关双链DNA分子的叙述,正确的是(　　)
A.若DNA分子一条链中碱基A所占比例为a,则另一条链的碱基C所占比例为1/2-a
B.如果一条链上(A+T)/(G+C)=m,则另一条链上该比值也为m
C.如果一条链上的A∶T∶G∶C=2∶2∶3∶3,则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2
D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
参考答案
自主预习
[自主学习1]
1.(1)C、H、O、N、P
(2)脱氧核苷酸　脱氧核苷酸　脱氧核苷酸　A、T、G、C
2.螺旋结构
3.腺嘌呤　胸腺嘧啶　鸟嘌呤　胞嘧啶　A与T配对,G与C配对的DNA双螺旋结构模型
[自主学习2]
(1)两条单链　反向平行　双螺旋结构
(2)磷酸　脱氧核糖　碱基
(3)氢键　碱基对　碱基互补配对
(4)2　3
课堂探究
[探究活动1](1)两　双螺旋
(2)脱氧核糖和磷酸交替连接　外侧
(3)A与T配对,G与C配对　内侧
[探究活动2]略
[探究活动3]
(1)1
(2)1/b
(3)等于　等于
核心素养专练
1.C　2.D　3.C　4.B　5.B第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段
学案设计(一)
学习目标
1.阅读“思考·讨论”,概括基因与DNA的关系。
2.利用数学方法分析DNA的多样性和特异性。
3.说明基因和遗传信息的关系
自主预习
任务一、基因与DNA的关系
1.摩尔根将基因定位于　　　　上,后来证明该结构中只有　　　　是遗传物质。?
2.生物体内的DNA分子数目　　　　于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数　　　　于DNA分子的碱基总数。转入了水母的　　　　　　　　的转基因鼠,在紫外线的照射下也能像水母一样发出绿色荧光。?
3.说明基因与DNA关系的实例(阅读教材P57-58“思考·讨论”)
①大肠杆菌的DNA与基因。说明:生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段,基因不是连续分布在DNA上的,而是由　。?
②水母的绿色荧光蛋白基因与转基因技术。说明:基因是　　　　,具有遗传效应,可以切除,可以拼接到其他生物的DNA上去,从而获得某种性状的表达,所以基因是功能单位。?
③人类基因组计划(HGP计划):为何要测定24条染色体(22条常染色体+X+Y)上的碱基序列而不是23条?因为成对的常染色体只需各取一条,而X、Y上　　　　,均需要进行测定。?
任务二、DNA片段中的遗传信息
1.基因是　　　　　　　　片段。每个DNA分子上有　　　　基因,每一个基因都是特定的　　　　片段,有着特定的遗传效应,这说明DNA必然蕴含着大量的　　　　。?
2.DNA片段中的遗传信息——阅读教材P59完成下列内容:
①DNA分子能够储存足够量的遗传信息;遗传信息蕴藏在　　　　之中;碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA的　　　　,而碱基特定的排列顺序,又构成了每个DNA分子的　　　　　　　　;　　　　通常是有遗传效应的DNA片段。?
②DNA的　　　　和　　　　是生物体多样性和特异性的物质基础。?
课堂探究
1.DNA分子能储存大量的遗传信息吗?(试从DNA的分子结构分析其原因)
2.DNA分子具有多样性
情景:假设决定脸型的基因有17个碱基对组成,那么这种排列有多少种可能?
提示:参考数学上的排列组合的计算方法
3.DNA分子具有特异性
情景:全球人口约为65亿。假设人类基因组中第一号染色体的第一个基因是由17个碱基对随机排列构成的,那么,17个碱基对的所有排列是否都有机会出现?你与你同桌相比,这个基因的碱基序列完全相同的可能性有多大?
4.总结:
(1)定义:DNA分子中　　　　　　　　　　　　的排列顺序?
(2)特点:①多样性:　　　　　　　　　　　　的千变万化。?
②特异性:每一个DNA分子　　　　　　　　。?
(3)与生物多样性和特异性的关系
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的　　　　。?
　　核心素养专练
1.下列关于基因的叙述,不正确的是(　　)
A.基因是有遗传效应的DNA片段
B.真核生物细胞和原核生物中都有基因存在
C.病毒没有细胞结构,没有基因
D.基因的基本组成单位是脱氧核苷酸
2.确认两个基因是相同基因的依据是,两者(　　)
A.位于同一条染色体上
B.位于同源染色体的同一位置
C.控制相对性状
D.具有相同的碱基排列顺序
3.基因中的遗传信息蕴含在基因的(　　)
A.空间结构中
B.碱基种类中
C.脱氧核苷酸排列顺序中
D.碱基的配对方式中
4.正常男性经过减数分裂形成的4个精子中的哪一项是完全相同的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.基因种类
B.基因数目
C.染色体种类
D.染色体数目
5.控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位是
(　　)
A.基因
B.脱氧核苷酸
C.RNA
D.核糖核苷酸
6.DNA分子具有特异性,体现在(　　)
A.DNA分子外侧,磷酸和脱氧核糖交替连结的方式稳定不变
B.DNA分子内侧,碱基对的配对方式不变
C.DNA分子碱基对的排列顺序千变万化
D.每个DNA分子的碱基对都有其特定的排列顺序
7.1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于(　　)
①证明DNA是主要的遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何存储遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A.①③
B.②③
C.②④
D.③④
参考答案
自主预习
任务一
1.染色体　DNA
2.小　小　绿色荧光蛋白基因
3.①碱基序列将其分隔开的　②特定的DNA片段　③含有不同的遗传信息
任务二
1.具有遗传效应的DNA　许多　DNA　遗传信息
2.①4种碱基的排列顺序　多样性　特异性　基因　②多样性　特异性
课堂探究
1.DNA能够储存大量的遗传信息,遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性。
2.417
3.不是,1/417。上述结果是建立在纯理论的情况下,其实有一些排列情况并不存在,即使除去一些不存在的排列情况,得到的结果依然是一个天文数字。
4.(1)4种碱基　(2)①碱基排列顺序　②具有特定的排列顺序　(3)物质基础
核心素养专练
1.C　2.D　3.C　4.D　5.A　6.D　7.D
学案设计(二)
学习目标
1.阅读“思考·讨论”,概括基因与DNA的关系。
2.利用数学方法分析DNA的多样性和特异性。
3.说明基因和遗传信息的关系。
自主预习
1.人体体细胞中有　　　　条染色体,每条染色体上有　　　　个DNA分子,每个DNA分子上有　　　　个基因,每个基因由　　　　个碱基对构成,所有基因的碱基总数　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)DNA分子的碱基总数,即DNA分子上只有部分碱基参与基因的组成。基因具有特定的　　　　效应。?
2.DNA分子能够储存足够量的遗传信息;遗传信息蕴藏在4种碱基的　　　　之中;碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA的　　　　,而碱基特定的排列顺序,又构成了每个DNA分子的　　　　。DNA的　　　　和　　　　是生物体多样性和特异性的物质基础,基因通常是　　　　的DNA片段。?
课堂探究
一、说明基因与DNA关系的实例
1.仔细阅读教材P57~58“思考·讨论”的3则资料,思考这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系。
(1)阅读资料1和3,并思考以下问题:一个DNA分子就是一个基因吗?　　①　　。填写下表:?
DNA分子数
总碱基对数
基因数
基因的碱基对总数
基因碱基对/总碱基对
大肠杆菌
②
③
④
⑤
⑥
人
⑦
⑧
35
000
⑨
⑩
　　通过对资料中数据的分析,写出关系式:全部基因的碱基对数　　　　(填“<”“>”或“=”)DNA分子的碱基对数。由此得出以下结论:　　　　　　　　。?
(2)阅读资料2,并思考以下问题:资料2中转基因小鼠能发光的原因是　。?
为何要设置第3号小鼠?　　　　　　　。?
综合上述分析,可知基因与DNA的关系是:?
　。?
2.总结:染色体、DNA、基因之间的关系:
二、DNA片段中的遗传信息
1.探究:脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
(1)DNA的基本骨架——磷酸与脱氧核糖交替排列,从头至尾没有变化,而骨架内侧碱基对的排列顺序千变万化,由此可以推测遗传信息存在于　　　　　　　　　。?
(2)若1个碱基对组成1个基因,4种碱基对的排列能形成　　　　种基因;若2个碱基对组成1个基因,4种碱基对的排列能形成　　　　种基因;若17个碱基对组成1个基因,4种碱基对的排列能形成　　　　种基因;若1
000个碱基对组成1个基因,4种碱基对的排列能形成　　　　种基因。由此说明DNA分子具有　　　　。?
(3)若人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的,那么,17个碱基对的所有排列是否都有机会出现?　　　　。你与你的同桌相比,这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大?　　　　。由此说明DNA分子具有　　　　。?
2.研究表明。每个人的DNA都不完全相同,因此,DNA也可以像指纹一样用来识别身份,这种方法就是DNA指纹技术。下图为通过提取某小孩和其母亲,以及待测定的三位男性的DNA,进行DNA指纹鉴定,部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是　　　　。?
　　核心素养专练
1.以下叙述正确的是(　　)
A.DNA“指纹”是指DNA的脱氧核苷酸的排列顺序
B.遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状
C.若人与小鼠的基因80%相同,则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例也是80%
D.基因决定着某一遗传性状或功能,只存在于细胞核中
2.对一个基因的正确描述是(　　)
A.基因只存在于细胞核中
B.它决定着某一遗传性状或功能
C.它的分子结构首先由摩尔根发现
D.它的化学结构不会发生变化
3.分析下图,回答有关问题。
(l)图中A是　　　　,C是　　　　,G是　　　　。?
(2)B有4种,即:　　　　[A]、　　　　[G]、　　　　[T]、　　　　[C](直线上写文字,括号内写字母)?
(3)D与F的关系是　　　　;E与F的关系是　　　　;F与G的关系是　　　　;F与H的关系是　　　　。?
(4)不同生物或生物体不同器官(细胞)的DNA分子有关碱基比率如下表:
生物或细胞
酵母菌
小麦
人
猪
牛
肝
胰
脾
肾
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
　　由表可见,不同种生物的DNA分子的碱基比率显著不同,这一事实表明,DNA分子结构具有　;?
猪或牛的各种组织细胞的DNA分子的碱基比率大致相同,这一事实表明,DNA分子结构具有　　　　　　　　　　　　　。?
参考答案
自主预习
1.46　1　许多　成百上千　小于　遗传
2.排列顺序　多样性　特异性　多样性　特异性　有遗传效应
课堂探究
一、1.(1)①不是　②1个　③4.7×106个　④4.4×103个　⑤4.4×106个　⑥0.936　⑦24个　⑧31.6亿个　⑨0.632亿个　⑩0.02　<　基因是DNA的片段
(2)获得了水母的绿色荧光蛋白基因　起对照作用　基因是有遗传效应的DNA片段
2.①主要载体　②1　③遗传物质　④碱基　⑤脱氧核糖　⑥磷酸
二、1.(1)4种碱基的排列顺序中
(2)4　16　417　41
000　多样性
(3)不会　1/417　特异性
2.B
核心素养专练
1.A　2.B
3.(1)磷酸　脱氧核糖　蛋白质　(2)腺嘌呤　鸟嘌呤　胸腺嘧啶　胞嘧啶　(3)D是F的基本组成单位　E是有遗传效应的F片段　F指导G的合成　H是F的主要载体　(4)多样性　特异性

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