1、DNA分子的結構和復制【課前復習】在學習新課程前先復習有關DNA分子的基本元素組成、三種基本組成物質、基本結構單位、有絲分裂、減數分裂等知識，這樣既有利于掌握新知識，又便于將新知識納入知識體系中。溫故會做了，學習新課才能有保障1組成DNA分子的化學元素是A C、H、OBC、H、O、N C C、H、O、N、PDC、H、O、N、P、S答案：C2下列哪一組物質是DNA的組成成分A脫氧核糖、核酸和磷酸B脫氧核糖、堿基和磷酸C核糖、堿基和磷酸D核糖、核酸和磷酸 答案：B3DNA的基本組成單位是A核苷酸B脫氧核苷酸C核糖核苷酸D氨基酸答案：B4在細胞的有絲分裂和減數分裂過程中，DNA分別在_期和_加倍。答

2、案：分裂間減數第一次分裂間期5圖631是在生物生殖和發(fā)育過程中發(fā)生在細胞核中的某物質或結構的變化，請讀圖回答問題：圖631此圖是表示細胞核中_的數量變化圖。AB段表示_中_的變化；BC段表示_，形成的子細胞是_；CD段表示_，形成的細胞是_；DE段表示_，形成的細胞是_。答案：有絲分裂染色體精原細胞或卵原細胞減數分裂精子或卵細胞受精作用受精卵有絲分裂體細胞知新先看書，再來做一做1 DNA分子的結構(2)組成：DNA是一種高分子化合物，每個分子都是由成百上千個_種脫氧核苷酸聚合而成的長鏈，簡稱_鏈。(3)DNA的結構是規(guī)則_。其主要特點是：由兩條脫氧核苷酸鏈_平行盤旋而成雙螺旋結構。外側：由_和

3、_交替連接構成基本骨架。內側：兩條鏈上的堿基通過_形成堿基對。堿基對的形成遵循_原則，即A一定與_配對(氫鍵有_個)，G一定與_配對(氫鍵有_個)。(4)特性多樣性：是由于_排列順序千變萬化。特異性：是由于特定的_排列順序。儲存遺傳信息：DNA分子中通過_排列順序來儲存大量遺傳信息。2DNA分子的復制(1)概念：是以_為模板合成_的過程。(2)時間：DNA分子復制是在細胞有絲分裂的_和減數_，是隨著_的復制來完成的。(3)場所：_。(4)過程 解旋：DNA分子首先利用細胞提供的能量，在_的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。合成子鏈：以解開的_為模板，以游離的_為原料，遵循_原則，在有關_的作用下，

4、各自合成與母鏈_的子鏈。形成子代DNA：每條子鏈與其對應的_盤旋成雙螺旋結構。從而形成_個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。(5)特點DNA復制是一個邊_邊_的過程。由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一條鏈，因此，這種復制叫_復制。(6)條件：DNA分子復制需要的模板是_；原料是_；能量是_；還需要_。(7)準確復制的原因DNA分子_提供精確的模板。通過_保證了復制準確無誤。(8)功能：DNA分子通過復制，使親代的_傳遞給子代，從而保證了_的連續(xù)性，故有傳遞_的功能?！緦W習目標】1記住DNA分子的結構，并且能夠說明DNA分子的基本單位、組成及雙螺旋結構的特點，能對這些知識采用適當

5、的形式（文字、圖、表）予以表達。2理解DNA的穩(wěn)定性、特異性、多樣性等特性。3能夠解釋說明DNA復制的概念、過程及復制的意義，理解堿基互補配對原則，會運用堿基互補配對原則進行計算。【基礎知識精講】課文全解：在學習了DNA是主要的遺傳物質以后，本小節(jié)著重說明DNA具有遺傳功能的特定結構以及它傳遞遺傳信息的復制功能。1DNA的結構教材首先提出DNA的雙螺旋結構模型，并出示了其模式圖，然后就此圖展開分析。由點線面體的順序進行闡述。點：DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸。如圖632根據含氮堿基不同可以把脫氧核苷酸分成4種，分別是腺嘌呤脫氧核苷酸（A）；鳥嘌呤脫氧核苷酸（G）；胞嘧啶脫氧核苷酸（C）；胸腺

6、嘧啶脫氧核苷酸（T）。線：很多脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈。如圖633。面：由2條反向平行排列的脫氧核苷酸鏈形成DNA分子的平面結構。如圖634。體：規(guī)則的雙螺旋結構。如圖635。 圖632 圖633圖634圖635DNA的結構特點如下表所示：DNA的結構特點主鏈側鏈構成方式脫氧核糖與磷酸交替排列；兩條主鏈呈反向平行；盤旋成規(guī)則的雙螺旋主鏈上對應堿基以氫鍵連結成對；堿基互補配對（AT，GC）；堿基對平面之間平行位置雙螺旋外側雙螺旋內側在分子結構上，DNA是由4種脫氧核苷酸連接而成多核苷酸的兩條單鏈，通過氫鍵把兩條單鏈上相對的堿基連接起來。堿基的配對是有規(guī)律的，A一定與T配對，G一定與C配對。

7、這就是堿基互補配對原則。所以，在DNA中堿基的比率總是(A+G)(T+C)1，嘌呤堿的分子總數等于嘧啶堿的分子總數。這樣的互補配對，形成為多核苷酸的雙鏈。雙鏈圍繞一個主心軸，形成梯狀的雙螺旋結構。在雙鏈上，4種堿基的排列順序是不受限制的，因而提供了DNA分子結構的多樣性，而每一特異的DNA分子有其獨特的堿基排列順序。2DNA的特性從以上分析可以看出DNA分子的特性如下：（1）多樣性組成DNA的堿基雖然只有4種，但是由于在不同的DNA分子中所含有的堿基對的數量不同，排列順序千變萬化，因而構成了DNA分子的多樣性。例如，一個具有4000個堿基對的DNA分子所攜帶的遺傳信息是44000種，44000

8、是多大呢？我們可以這樣計算：設：N=44000對上式取對數：lgNlg44000lg (22)4000=lg 28000=8000lg 2根據常用對數可知：lg20.30101gN80000.30102408由常用對數的意義可以得到：N44000即種。（2）特異性不同的DNA分子由于堿基對的排列順序存在著差異，因此，每一個DNA分子的堿基對都有其特定的排列順序，這種特定的排列順序包含著特定的遺傳信息，從而使DNA分子具有特異性。（3）DNA的復制DNA分子的結構不僅使DNA分子能夠儲存大量的遺傳信息，還使DNA分子通過復制來傳遞遺傳信息。概念：以親代DNA分子為模板來合成子代DNA的過程。時間

9、：細胞有絲分裂間期和減數第一次分裂的間期，隨染色體的復制而完成的。過程：DNA復制的過程大體分為三個階段，結合教材中的圖66來學習。a解旋b以母鏈為模板進行堿基配對c形成兩個新的DNA分子條件：模板、原料、酶和能量。特點：邊解旋邊復制、半保留復制。準確性的原因：DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證準確無誤的復制。意義：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。綜上所述，本節(jié)的知識結構如下：問題全解：13DNA的元素組成及其基本單位是什么？DNA的元素組成是：C、H、O、N、P；其基本單位是脫氧核苷酸。14DNA的結構及結構特點是什么？見“課文全解

10、1”。15什么是堿基互補配對原則？在DNA分子中形成堿基對時，A一定與T配對，G一定與C配對，這種一一對應的關系，稱為堿基互補配對原則。16有關堿基互補配對的計算問題有何規(guī)律？規(guī)律一：DNA雙鏈中的兩個互補的堿基數相等；任意兩個不互補的堿基之和恒定，且占堿基總數的50%，即：A=T；G=C；A+G=T+C=A+C=T+G=50%總堿基數；A+G/T+C=A+C/G+T=T+C/A+G=G+T/A+C=1，一般情況下A+TG+C，A+T/G+CG+C/A+T1。規(guī)律二：在DNA雙鏈中，一條單鏈的兩個不互補的堿基和之比如A+G/T+C的值與另一條互補單鏈上的這個比值如A+G/T+C的值是互為倒數的

11、。即一條單鏈的A+G/T+C的值為K，則另一條互補單鏈的A+G/T+C的值是1/K。規(guī)律三：DNA雙鏈中，一條單鏈的兩個互補的堿基和如A+T（或G+C）占此鏈堿基的比值與另一條互補單鏈上的這兩個堿基和如A+T（或G+C）在對應鏈堿基的比值相等，也與整個DNA分子的如A+T（或G+C）占整個DNA堿基的比值是相等的，正因為這樣，一條單鏈的A+T/G+C的值，與另一條互補鏈的A+T/G+C的值是相等的，也與整個DNA分子的A+T/G+C的值是相等的。17何為DNA分子的多樣性及特異性？其原因是什么？見“課文全解2”。18何為DNA分子的復制？復制是怎樣進行的？所謂復制就是新合成的DNA分子與原來的

12、DNA分子結構一致。能夠“自我”復制是遺傳物質的重要特征之一。染色體能夠復制，基因能夠復制，歸根到底是DNA能夠復制。DNA分子的復制發(fā)生在細胞的有絲分裂或減數分裂第一次分裂的間期。這時候，一個DNA分子雙鏈之間的氫鍵斷裂，兩條鏈彼此分開，各自吸收細胞內的核苷酸，按照堿基配對原則合成一條新鏈，然后新舊鏈聯系起來，各自形成一個完整的DNA分子。復制完畢時，原來的一個DNA分子，即成為兩個DNA分子。因為新合成的每條DNA分子都含有一條原來的鏈和一條新鏈，所以這種復制方式稱為半保留復制?！緦W習方法指導】1在學習“DNA的結構”時，可以用“模型輔助法”來學習。注意結合圖與模型，先觀察DNA的整體結構

13、，為思維創(chuàng)建一個支點，再按照點、線、面、體的順序由局部到整體進行學習，然后再從整體到局部歸納出DNA的結構特點。2有關DNA的復制的內容可以用“演繹分解法”來學習。結合有絲分裂與減數分裂的過程，將這一部分內容演繹分解成時間、場所、條件、過程、方式、特點、結果、意義等幾個小問題來進行學習。也可以結合簡易模型來模仿復制過程加深理解。3運用規(guī)律，進行計算。見“堿基互補配對規(guī)律的有關計算問題”?！局R拓展】1DNA的雙螺旋空間結構的發(fā)現1950年，查蓋夫發(fā)現了DNA堿基組成的特點即A/T=C/G=1；而A+T/C+G的值各種生物不同，反映出種的特異性。1953年威爾金斯成功地制出高度定向的DNA纖維，

14、獲得了X衍射照片，經沃森、克里克分析，認為與他們設想的雙螺旋模型是符合的。因此，他們二人根據X衍射分析和關于DNA堿基組成的數據，最終提出了DNA的雙螺旋結構模型。2DNA分子相對穩(wěn)定性的原因DNA分子的雙螺旋結構是相對穩(wěn)定的。這是因為在DNA分子雙螺旋結構的內側，通過氫鍵形成的堿基對，使兩條脫氧核苷酸長鏈穩(wěn)固地并聯起來。另外，堿基對之間縱向的相互作用力也進一步加固了DNA分子的穩(wěn)定性。各個堿基對之間的這種縱向的相互作用力叫做堿基堆集力。現在普遍認為堿基堆集力是穩(wěn)定DNA結構的最重要的因素。再有，雙螺旋外側負電荷的磷酸基團同帶正電荷的陽離子之間形成的離子鍵，可以減少雙鏈間的靜電斥力，因而對DN

15、A雙螺旋結構也有一定的穩(wěn)定作用。3為什么嘌呤一定要與嘧啶配對？為什么A一定與T配對，G一定與C配對？在分子結構上，DNA是由4種脫氧核苷酸連接而成多核苷酸的兩條單鏈，并且通過氫鍵把兩條單鏈上相對的堿基連接起來。堿基的配對是有規(guī)律的，其原因是兩條鏈之間的空間是一定的。嘌呤和嘧啶的分子結構不同，嘌呤是雙環(huán)化合物，嘧啶是單環(huán)化合物。因此，若兩條鏈上相對應的堿基都是嘌呤環(huán)，則所占的空間太大；若兩條鏈上相對應的堿基都是嘧啶環(huán)，則相距太遠，不能形成氫鍵。只有A與T相連， G與C相連，其長才合適，所以堿基配對必須由一個嘌呤與一個嘧啶組成。另外，A與T配對是通過兩個氫鍵相連，G與C配對是通過三個氫鍵相連，因此堿基配對只能是A與T或G與C，不能是A與C或G與T，因為在氫鍵位置上彼此不相適應?！就竭_綱訓練】1提出DNA分子雙螺旋結構模型的是A孟德爾B艾弗里C格里菲思D沃森和克里克2有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構中有一個腺嘌呤，則它的其他組成應是A三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶B兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胞嘧啶C兩個磷酸、兩個脫氧核