高三生物:六 遗传的分子基础.pdf
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1、高中生物新课程标准教材生 物 教 案(2 0 1 9 2 0 2 0学年度第二学期)学 校:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _年 级:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _任 课 教 师:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _生物教案/高中生物/高三生物教案编订:XX文讯教育机构高中生物教案文讯教育教学设计专题六遗传的分子基础教材简介:本教材主要用途为通过学习生物这门课程,可以让学生打开对世界的认识,提高自身的见识,本教学设计资料适用于
2、高中高三生物科目,学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写,可以放心修改调整或直接进行教学使用。专题六遗传的分子基础内容说明(1)d n a 是主要的遗传物质(2)d n a 的结构和复制(3)基因是有遗传效应的d n a 片断(4)基因指导蛋白质的合成(5)基因对性状的控制(1)(2)(3)(4 )是授课的重点和难点.一、考点解读1.考点盘点2、考点解读本部分内容市近几年高考考查的重点,有关d n a 的问题是社会关注的热点,基因工程、基因污染、基因产物等都是高考考察的着手点。第2页 共4 0页高中生物教案文讯教育教学设计从近几年的高考来看,本部分内容的考查题型主要
3、以选择题的形式出现的比较多,主要的是考查考生的能力。同时也包括阅读信息获取信息的能力,并能够运用所学的知识解答相关的问题。在复习过程中,严禁采取死记硬背的方式,要在理解的基础上进行升华。k|s|5u二、知识网络三、本单元分课时复习方案第一节dna是主要的遗传物质肺炎双球菌的转化实验1、体内转化实验研 究 人1928英格里菲思过程 结果无毒r型活菌-一 小鼠-一 不死亡有毒s型活菌一小鼠一死亡有毒s型活菌-一 有毒s型死菌-一 小鼠-不死亡无毒r活菌+加热杀死的s菌-小鼠-一 死亡(从体内分离出s型活细菌)分 析a组结果说明:r型细菌无毒性b组结果说明:s型细菌有毒性第3页 共4 0页高中生物教
4、案文讯教育教学设计C组结果说明:加热杀死的S 型细菌已失活d 组结果证明:有 r 型无毒细菌已转化为s 型有毒细菌,说明s 型细菌内含有使r 型细菌转化为s 型细菌的物质结 论 d 组实验中,已加热杀死的s 型细菌体内含有“转化因子”,促使r 型细菌转化为s 型 细 菌(主要通过d 组证明)2、体外转化实验研 究 人 1944美艾弗里过程结果s 型活细菌I I I I I I多 糖 脂 质 蛋 白 质 rna dna dna水解物I I I I I II I I I I I所得活菌:r r r r s+r r分 析 s 型细菌的dna使 r 型细菌发生转化s 型细菌的其他物质不能使r 型细菌发
5、生转化结 论 s 型细菌体内只有dna才是转化因子”,即dna是遗传物质第4页 共4 0页高中生物教案文讯教育教学设计噬菌体侵染细菌的实验实验材料t2 噬菌体、大肠杆菌过程、结果标记细菌细菌+含 3 5s的培养基f含 3 5s的细菌细菌+含 3 2 p 的培养基-一 含 3 2 p 的细菌标记噬菌体噬菌体+含 3 5s的细菌-一 含 3 5s的噬菌体噬菌体+含3 2 p 的细菌-含3 2 p 的噬菌体噬茵体侵染细菌含 3 5s的噬菌体+细菌一宿主细胞内没有3 5s,3 5s分布在宿主细胞外含 3 2 p 的噬菌体+细菌ff宿主细胞外几乎没有3 2 p,3 2 p 主要分布在宿主细胞内实验分析过
6、程3 表明,噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部,噬菌体的dna 进入了细菌的内部实验结论dna 是遗传物质烟草花叶病毒感染烟草的实验1、实验过程第5页 共4 0页高中生物教案文讯教育教学设计(1)完整的烟草花叶病毒-烟草叶出现病斑f蛋白质-烟草叶不出现病斑(2)-rna-1 烟草叶出现病斑2.实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的rna能自我复制,控制生物的遗传性状,因此rn a是它的遗传物质。【画龙点睛】病毒中的核酸只有一种.或者是d n a,或者是r n a,噬菌体以dna作为遗传物质.烟草花叶病毒以rna作为遗传物质。第二节、第三节dna分子的结构和复制dna分子结构1、元素组成:c h、o
7、、n、p(不含s)2 基本单位脱氧核甘酸.如图所示:其中,。表示一分子磷酸;表示一分子脱氧核糖;表示含氮碱基.构成dna分子的含氮碱基共有4 种,即a(腺喋吟)、t(胸腺喀咤)、g(鸟喋吟)、c(胞喀咤)。脱氧核糖的结构简式如右图:在脱氧核甘酸分子中,特别要注意三个小分子之间的连接,其中,脱氧核糖的1 号碳原第6页 共4 0页高中生物教案文讯教育教学设计子与含氮碱基相连,5 号碳原子与磷酸分了相连。3、一条脱氧核甘酸单链中,相邻脱氧核昔酸之间的连接如图所示。一分子脱氧核甘酸中脱氧核糖的3 号碳原子与另一分子脱氧核甘酸中的磷酸通过形成新的化学键(磷酸二酯键)相连接。4.两条单链之间形成的碱基对表
8、示如下(1)碱基之间的配对方式有两种,即上图所示的a 一定与t 配对,g 一定与c 配对。配对的碱基之间以氢键相连,a 与 t 之间形成两条氢键.g 与 c 之间形成三条氢键。配对的两个脱氧核昔酸方向相反,尤其要注意脱氧核糖的位置。5、dna分子形成规则的双螺旋结构(1)两条链反向平行,外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列;内部为碱基互补配对。【画龙点睛】d n a的分子结构可用数学模型“点一线一面一体”表示即“脱氧核昔酸f脱氧核甘酸链一二条链连接成的平面一规则的双螺旋结构”。dna分子结构的主要特点1953年,美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出dna分子双螺旋结构模型,其主第7页 共4 0页高
9、中生物教案文讯教育教学设计要特点是:1、d n a分子是由两条链组成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。2、d n a分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接.排列在外侧,构成骨架;碱基排列在内侧。3、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对.a(腺 喋 口 令)与 1(胸腺喀咤)配对;g(鸟喋吟)与c(胞喀咤)配对。碱基之间的这种一一对应关系,叫做碱基互补配对原则。【画龙点睛】d n a分子的双螺旋结构:d n a分子含有两条脱氧核甘酸链,两条链按照反向平行方式向右盘绕成双螺旋.螺旋直径2.O n m,螺距为3.4 n m,每个螺距有1 0 对碱基.两个相邻碱基对平面的垂直距离为0.3 4 n m
10、o双螺旋结构的外侧是脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链.构成d n a分子的骨架。腺喋吟(a)与胸腺喀噬(t)之间通过2个氢键相连.鸟喋吟(g)与胞嗓腔(c)之间通过3个氢键相连。d n a分子的复制过程1 复制的时间:体细胞的d n a分子复制发生在有丝分裂的间期。生殖细胞的d n a复制发生在减数第一次分裂的间期。2复制的场所:d n a主要分布在细胞核内,细胞核是d n a复制的主要场所。第8页 共4 0页高中生物教案文讯教育教学设计3 复制的过程(下图)(1)解旋:亲代dna在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,形成两条单链(母链)。解旋是使两条链之间的氢键断裂,需 at
11、p 提供能量。(2)子链合成:以解开的两条母链为模板,以周围环境中游离的脱氧核甘酸为原料各自合成与母链互补的一条子链。(3)子代dna分子的形成两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的dna分子。4.复制的基本条件:模板、原料、能量以及酶等。5.复制的方式:一是边解旋边复制.二是半保留复制。6.复制结果:一个亲代dna分子形成了两个完全相同的子代dna分子。7.复制的意义保持了遗传信息的连续性。第四节 基因是有遗传效应的dna片段基因与脱氧核甘酸、dna、染色体和生物性状之间的关系关系内容基因与脱氧核甘酸基因的基本组成单位是脱氧核甘酸,每个基因含有成百上千个脱氧核甘酸。基因中脱氧核甘酸的
12、排列顺序称为遗传信息基因与dna基因是有遗传效应的dna片段.每个dna分子上有很多个基因第9页 共4 0页高中生物教案文讯教育教学设计基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体基因与生物性状基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还 可“使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来,从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这过程叫做基因的表达第四章第一节基因指导蛋白质的合成1.r n a与d n a的区别(如下表)项 目d n a r n a全 称脱氧核糖核酸核糖核酸分 布主要存在于细胞核中,少量存在于线粒体和叶绿体中主要存在于细胞质中,少量存在于细胞核核仁中基本组成单位脱
13、氧核糖核甘酸核糖核甘酸碱基喋吟腺喋吟(a)鸟口票吟(g)腺喋吟(a)鸟喋吟(g)喀咤胞喀喔(c)胸腺喀咤(t)胞喀咤(c)第 1 0 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计尿喀咤(U)五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构2.基因控制蛋白质合成的过程转 录 翻 译概念d n a 分子首先解开双链以d n a 的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成r n a 的过程 以 m r n a 为模板,以t r n a 为运载工具.合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核、线粒体、叶绿体细胞质(核糖体)原料4 种核糖核昔酸2 0 种氨基酸模板d n a 中的
14、一条链m r n a酶解旋酶、聚合酶等聚合酶等能量a t p a t p过程d n a 解旋以一条链为模板,按碱基互补配对原则,游离的核糖核甘酸与脱氧核昔酸配对,核糖核甘酸间通过化学键连接成m r n a,t r n a,r r n a m r n a 从核孔进入细胞质,与核糖体结合,从起始密码子(a u g)开始翻译。t r n a 一端携带氨基酸进入核糖体.另一端的反密第 1 1 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计码子与m r n a 上的密码子配对,两氨基酸间形成肽键。核糖体继续沿m r n a 移动,每次移动一个密码子,至终止密码结束,肽链形成模板去向转录后与非模板链重新形
15、成双螺旋结构分解成核糖核甘酸特点边解旋边转录一条mr n a可与多个核糖体结合翻译成多条相同的多肽链产物三种单链r n a蛋白质(多肽链)第四章第二节基因对性状的控制碱基互补配对原则的应用1 在整个d n a分子中d n a双链中的两种互补的碱基相等,任意两个不互补的碱基之和恒等,占碱基总数的5 0%a=t g=c;a+g =t+c;a+c=t+g:(a 十 g)/(t 十 c)=l。2.在 d n a两条互补链之间(1)在 d n a双链中的一条单链的(a 十 g)/(t 十 c)的值与另一条互补单链的(a 十 g)/(t十 c)的值互为倒数关系。(a。+g o )/(t a+ca)=m,互
16、补链上(a B+g B)/(t 3 +c 3 )=l/m(2)d n a双链中,一条单链(a+t)/g+c)的值,与另一条互补链(a+t)/g+c)的第 1 2 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计值是相等的,也与整个d n a分子中(a+t)/g+c)的值是相等的。3.整个d n a分子、d n a包含的两条单链、转录的r n a之间:(1)在碱基数量上,在 d n a和r n a的单链内,互补碱基的和相等,且等于双链d n a的一半。即a 链上的(a+t)=b链上的(a+t)=r n a分子中(a+u)=l/2 d n a双链中的(a+t);a 链上的(g+c)=b链上的(g+c
17、)=r n a分子中(g+c)=l/2 d n a双链中的(g +c);(2)互补碱基的和占各自碱基的总数的比例在有意链、互补链中和d n a双链中是相等的,且等于r n a中与之配对碱基的和所占r n a中的比例。即 a 链 中(a+t)占a 链总数的百分数=b链中(a+t)占b 链总数的百分数=:r n a中(a+u)占r n a总数的百分数=d n a双链中(a+t)占双链中碱基总数的百分比简式为(g+c)a=(g+c)b=(g+c)r n a。(3 ).在一个双链d n a分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均百分数.若在其中一条链中多占n%.则在另一条链中廊少占n%。4.
18、d n a双链中,含某种碱基x 个,复制n 次,则需加入该碱基的脱氧核甘酸的分子数等于能与该碱基配对碱基的脱氧核甘酸的分子数,等 于(2 n-l)x 个。关于d n a分子复制的有关计算1 .已知d n a分于中碱基数求复制n 次与第n次所需某碱基数量。若 d n a分子复制n次则可产生2 n 个子d n a分子,由于d n a复制为半保留复制,则复制n第 1 3 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计次时,除第一代d n a(亲代d n a分子)的两条模板链不需新原料构建外,其余所有链无一不是新原料构建的,故所需原料应为:总链数一2 条模板链即相当于(2 n 1)个 d n a分子中
19、的原料量.当只需计算第n 次所需原料量时,可据第n 次产生2 n 个 d n a分子,本次应需新构建子链2 n 条(每个子d n a均有一条新子链),这 2 n 条新子链应相当于2 n/2 个子d n a故本次所需原料也应为2 n/2 个 d n a乘以每个d n a中该原料量。1、关于半保留复制的有关计算问题已知某一条全部n原子被1 5 n 标记的d n a分 子(0代),转移到含有1 4 n 的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下表:世代d n a分子的特点d n a中脱氧核昔酸链的特点分子总数细胞中d n a分子在试管中的位置不同d n a分子占全部d n a分子之比母链总数不同脱
20、氧核昔酸链占全部比含 1 5 n 分子含1 4 n 和 1 5 n 杂种分子含1 4 n 分子含1 5 n 的链含1 4 n 的链0 1 全在下部1 2 1 01 2 全在中部1 4 1/2 1/22 4 1/2 中 1/2 上 1/2 1/2 8 1/4 3/4第 1 4 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计3 8 1/4 中 3/4 上 1/4 3/4 1 6 1/8 7/8n 2 n l/2 n-l 中l-l/2 n-l 上 l/2 n-l 1 -l/2 n-1 2 n+ll/2 n l-l/2 n基因中碱基、r n a中碱基和蛋白质中氨基酸数量关系(1)转录时,组成基因的两条
21、链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。因此,转录形成的r n a分子中碱基数目是基因中碱基数目的1 /2。(2)翻译过程中,信使r n a中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mr n a碱基数目的1/3。总之,在转录和翻译过程中,基因中的碱基数(指双链)、r n a分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6 :3:1。参考下面图解:d n a(基因)信使r n a 蛋白质g c a-c g u-精氨酸c g t碱基数目 碱基数目 氨基酸数目6:3:1中心法则及其含义第 1 5 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计1、图解2、含义(Ddna-d
22、na(或基因一-基因);以dna作为遗传物质的生物的dna自我复制,表示遗传信息的传递。例:绝大多数生物。(2)rna-rna:以rna作为遗传物质的生物的rn a 自我复制。例:以rn a为遗传物质的生物烟草花叶病毒。(3)dna-rna:细胞核中的转录过程。例:绝大多数生物(4)rna-蛋白质:细胞质的核糖体上的翻译过程。以上(3)(4)共同完成遗传信息的表达。(5)rna一一dna:少数病毒在其宿主细胞中的逆转录过程。例:某些致癌病毒、爱滋病病毒。3、“中心法则”中的几种碱基互补配对(1)dna 复制:at gc(2)转录:au t a gc(3)逆转录:at ua gc(4)rna 复
23、制:au g c(5)翻译:au gc1.(09江苏卷)1 3.科学家从烟草花叶病毒(tm v)中分离出a、b 两个不同品系,它们第 1 6 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计感染植物产生的病斑形态不同。下列4 组实验(见下表)中,不可能出现的结果是实验实验结果编号实验过程病斑类型病斑中分离出的病毒类型a型 t m v 斗感染植物a型a型b型 t m v 呻感染植物b 型 b型组合病毒(a型t m v 的蛋白质+b 型 t m v 的r n a)感染植物b 型 a型组合病毒(b 型 t m v 的蛋白质+a 型 t m v 的r n a)感染植物a型a型a.实验b.实验c.实验d.
24、实验答案:c解析:本题考查的是病毒遗传物质的特点。烟草花叶病毒的遗传物质是r n a,而蛋白质不是遗传物质,因此在中,组合病毒的遗传物质是b型的,因此病斑类型是b型,病斑中分离出的病毒类型也应是b 型的。2.(0 9 江苏卷)1 2.下图为真核生物染色体上d n a 分子复制过程示意图,有关叙述错误的是第 1 7 页 共 4 0 页高中生物教案文讯教育教学设计a.图中d n a 分子复制是从多个起点同时开始的b.图中d n a 分子复制是边解旋边双向复制的c.真核生物d n a 分子复制过程需要解旋酶d.真核生物的这种复制方式提高了复制速率答案:a解析:本题通过信息考查d n a 的复制相关知
25、识。从图中只能看出有一个复制起点,所以a不对。图中d n a 分子复制是边解旋边双向复制的,真核生物d n a 分子复制过程需要解旋酶,d n a 聚合酶等参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性,每次复制都可产生两个d n a 分子,提高了效率。3.(0 9 辽宁、宁夏卷)3 1.(1 2 分)多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开,每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的m r n a 中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子,进行了下面的实验:步骤:获取该基因的双链d n a 片段及其m r n a;步骤:加热
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