下载文档原格式
第2节DNA的结构课堂互动探究案课程标准概述DNA是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息搜集DNA结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流制作DNA双螺旋结构模型素养达成1．了解科学家构建模型的研究历程，领悟模型建构在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。
(社会责任)2．通过动手制作模型，培养观察能力，动手能力及空间想象能力等，形成结构与功能观。
(科学探究)3．理解并掌握DNA的结构特点，并掌握有关的计算规律。
(科学思维)你知道冷泉港实验室吗？美国冷泉港实验室被誉为世界生命科学的圣地与分子生物学的摇篮，如今约有300位研究人员在冷泉港实验室从事科研工作。
曾任冷泉港实验室负责人的沃森是DNA双螺旋结构的发现者之一，诺贝尔奖得主。
请思考：沃森发现的DNA双螺旋结构与图中的结构一样吗？探究点一DNA的结构【师问导学】一、DNA双螺旋结构模型的构建仔细阅读教材P48～49沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的故事，探究下列问题：(1)沃森和克里克在构建模型的过程中，借鉴利用了他人的哪些经验和成果？(2)沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？二、如图是DNA片段的结构图，请据图思考下列问题：(1)DNA的基本单位是什么？四种基本单位的主要区别是什么？(2)写出图中数字的名称。
(3)为什么“G—C”含量越多的DNA越耐高温？(4)乙比甲结构更稳定，为什么？(5)不同的DNA分子哪些方面会有所不同？(供选：脱氧核苷酸的数量、碱基种类、基本骨架、碱基对的排列顺序)(6)DNA中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？(7)DNA中，互补链之间相邻两个脱氧核苷酸靠什么连接？【智涂笔记】利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构“三看法”判断DNA结构【师说核心】1．DNA的结构(1)DNA单链：脱氧核苷酸分子连接成脱氧核苷酸链(如图)。
第二节 DNA 的分子结构和特点通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA ，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA 。
那么DNA 究竟具有怎样的结构呢？如上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA 雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA 的过程，这就是科学家模拟的DNA 模型，下面就让我们重温科学家构建DNA 模型的研究历程，分析DNA 的结构特点。
一、DNA 分子的结构和特点1．基本单位2．双螺旋结构模型(1)该模型的构建者：美国学者沃森和英国学者克里克。
(2)写出图中①②③④的结构名称。
①A，②G，③腺嘌呤脱氧核苷酸，④氢键。
3．DNA分子结构的主要特点(1)两条链反向平行：脱氧核糖与磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架，排列在外侧；碱基排列在内侧。
(2)碱基互补配对原则：一条链上的A总与另一条链上的T配对，之间形成2个氢键；一条链上的G总与另一条链上的C配对，之间形成3个氢键。
(3)卡伽夫法则：在DNA分子中，A＝T，G＝C，有A＋G＝T＋C，但A＋T不一定等于G＋C。
方法链接DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；二条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种螺旋：规则的双螺旋结构。
如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：1．图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？答案[1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。
2．两条链之间的碱基是怎样结合的？配对有什么规律？答案DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。
3．结构[2]中的相邻碱基C和A是如何连接的？答案连接方式为：C—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—A。
4．该片段中，游离的磷酸基团有几个？答案2个。
5．现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C—G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？分析假设M分子只有A、T两种碱基，则200个碱基形成100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G—C碱基对共60个。
第三章过关检测(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(每题只有一个正确答案。
共25小题,每小题2分,共50分)1.下列碱基能配对的是()A.A与CB.C与GC.G与TD.T与U2.下列不属于细胞生物中RNA功能的是()A.催化作用B.转运氨基酸C.翻译的模板D.作为遗传物质DNA。
3.(2020浙江“超级全能生”高考选考科目联考)大多数真核基因转录产生的mRNA前体是按一种剪接方式,加工产生出一种成熟mRNA分子,进而只翻译成一种蛋白质。
但有些基因的一个mRNA前体通过不同的剪接方式,加工产生不同的成熟mRNA分子,这一过程称为可变剪接。
下列相关叙述正确的是()A.一个基因只参与生物体一个性状的控制B.mRNA前体的剪接加工需要内质网、高尔基体的参与C.某一基因可以同时结合多个RNA聚合酶以提高转录的效率D.可变剪接是导致真核生物基因和蛋白质数量较大差异的重要原因,一个基因可以加工产生不同的成熟mRNA分子,即可翻译不同的蛋白质而控制多个性状,A项错误;mRNA前体的剪接加工在细胞核内,不需要内质网、高尔基体的参与,B项错误;一个基因只能结合1个RNA聚合酶,C项错误。
4.(2018浙江11月选考)下列关于遗传物质的叙述,正确的是()A.烟草的遗传物质可被RNA酶水解B.肺炎链球菌的遗传物质主要是DNAC.劳氏肉瘤病毒的遗传物质可逆转录出单链DNAD.T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核酸,RNA酶只能催化RNA水解,无法催化DNA水解,而烟草的遗传物质为DNA,A项错误;肺炎链球菌是细菌,其遗传物质是DNA,B项错误;劳氏肉瘤病毒含有逆转录酶,能以RNA为模板反向地合成单链DNA,C项正确;T2噬菌体的遗传物质为DNA,可被水解成4种脱氧核糖核苷酸,D 项错误。
5.下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型(表示脱氧核糖、表示碱基、表示磷酸基团),其中正确的是(),A、D两项错误;DNA分子中含碱基A,B项连接方式符合核苷酸的组成,B项正确;DNA分子中不含碱基U,C项错误。
《遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成》的教学设计一、设计思想《高中生物课程标准》提倡要让学生从过去教师讲什么就听什么，教师让做什么就做什么的被动学习者，变为知道自己需要什么、想了解什么的主动参与的学习者，同时它倡导探究性学习，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力等，因此，在本节课中，我将利用自制的ppt，采用授导型教学方式，模拟探究转录和翻译过程，让学生直观的理解蛋白质合成的过程。
同时联系旧知，培养学生的分析、推理、比较、归纳的能力。
二、教材分析本节课是浙教版《生物必修二》第三章第四节，主要内容是蛋白质的合成和遗传信息的表达等内容。
这节课安排在学生学习了遗传物质，DNA的分子结构，遗传信息的传递之后，显得顺理成章。
它对使学生形成有关遗传物质的概念，从而构建以生物体、细胞、染色体、DNA、基因、蛋白质和性状等为主的概念体系具有重要意义。
同时，还为后面生物的变异，遗传病的学习打下了坚实的基础。
三、学情分析学生已经学习了遗传物质，DNA的结构和遗传信息的传递，对遗传信息有了一定的理解和认识，也具备了一定的相关解决问题的能力和分析归纳能力。
但是本节课内容较为抽象难懂，学生仍需在教师的引导下，通过问题的解决及教师的讲解来完成对新知的学习，使学生能形成较完整的知识网络。
四、教学目标（一）知识目标：1.能简述染色体、DNA与遗传信息之间的关系；2.能说出DNA与RNA的异同，能简单阐述RNA的种类及功能3.能概述转录和翻译的过程；4.能说出中心法则的内容（二）能力目标:1. 通过遗传信息控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力。
2.通过知识点的比较归纳培养学生对比归纳，分析信息，处理信息的能力。
3.通过问题的思考分析培养学生分析问题，解决问题的能力（三）情感目标:1. 体验遗传信息表达过程的和谐美，表达原理的逻辑美、简约美，五、重点、难点与突破（一）教学重点1．遗传信息、蛋白质与性状的关系。
基因的表达第3节中心法则教材分析《中心法则》是高中生物必修二教学内容，教材主要介绍了“中心法则”及其完善发展的过程，说明了基因、蛋白质与性状的关系，并通过具体整合来阐明基因是如何通过影响蛋白质的合成从而影响生物体的性状的。
这一节课实际上是对必修一中《生命活动的主要承担者――蛋白质》和本章第一节《基因指导蛋白质的合成》的综合，也可以说是一种简练的总结。
前面刚学过基因控制蛋白质的合成，这节课的学习就能够帮助学生将之前学习过的内容形成一个规整的思维心动图，即“中心法则”，这是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律，掌握中心法则对生命本质的把握有着重要的作用。
教学目标与核心素养教学目标：【知识目标】1．解释中心法则。
【能力目标】1．培养学生从资料中分析，获取信息的能力。
2．引导学生从遗传现象得出基因与性状的关系，培养学生分析、归纳问题的能力。
【情感、态度与价值观目标】认同科学研究是一个不断深入、完善的过程。
核心素养：1．生命观念：理解中心法则的过程。
教学重点重点：1．中心法则及其补充。
难点：中心法则的内容及补充。
课前准备多媒体课件。
教学过程一、中心法则的提出与发展请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。
1、中心法则（1）DNA→DNA：DNA的过程。
它是以DNA的两条链为模板，形成两个相同的子代DNA分子的过程。
（2）DNA→RNA：细胞核中的转录过程。
它是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
（3）RNA→蛋白质：细胞质核糖体的翻译过程。
它是以RNA为模板，利用游离的氨基酸，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
在1975年的时候，克里克就提出了中心法则，中心法则的内容是遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译，但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向RNA或者DNA。
第2课时基因表达的调控与中心法则1．概述原核生物与真核生物基因表达的调控。
(难点) 2．阐述中心法则。
(重点)一、基因表达的调控1．原核生物基因表达的调控(1)原核生物基因表达的调控主要发生在转录过程中。
(2)调节乳糖分解代谢的根本原因是大肠杆菌染色体上存在乳糖操纵子，它是由一个操纵基因、三个结构基因、启动子和调节基因组成的。
2．真核生物基因表达的调控(1)真核生物的受精卵含有发育成一个成熟个体的全部遗传信息。
(2)在调节因素的作用下，随生物体的生长发育，遗传信息有序地表达。
二、中心法则1．中心法则的提出(1)提出者：克里克。
(2)内容①遗传信息可以从DNA流向DNA，完成DNA的自我复制。
②遗传信息也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
2．中心法则的发展(1)RNA自我复制：遗传信息从RNA流向RNA。
(2)RNA逆转录：遗传信息在逆转录酶作用下由RNA流向DNA。
3．图解判一判(1)中心法则表示的是遗传信息的流动过程。
(√)分析：中心法则包含多个不同过程，但表示的都是遗传信息的流动过程。
(2)遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。
(×)分析：在克里克提出的中心法则中，遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。
随着科学的发展，中心法则不断得到完善，遗传信息流动的过程更多，例如RNA的自我复制、逆转录等。
想一想(1)高等动物基因表达数量最多的时期是发育的什么时期？提示：胚胎期。
(2)在正常人的体细胞中不能进行的遗传信息的流动过程有哪些？提示：逆转录、RNA的复制。
基因表达的调控1．原核细胞与真核细胞基因结构的比较原核细胞基因结构真核细胞基因结构非编码区位置均位于编码区的上游和下游功能有调控遗传信息表达的核苷酸序列编码区结构连续的，不存在内含子与外显子间隔的、不连续的，有内含子与外显子功能编码蛋白质外显子编码蛋白质转录产物成熟的mRNA初级转录产物，需切割掉内含子的转录部分才成为成熟的mRNA(1)当培养基中没有乳糖时，调节基因的产物调节蛋白会与操纵基因结合，从而阻碍RNA 聚合酶与启动子的结合，使三个结构基因无法转录，也就不能合成分解乳糖的半乳糖苷酶。
(2)当培养基只有乳糖存在时，乳糖可以与调节基因的产物调节蛋白结合，使调节蛋白不能与操纵基因结合，从而使RNA聚合酶顺利与启动子结合，促使三个结构基因的转录，促进了半乳糖苷酶的合成，使乳糖被分解为葡萄糖和半乳糖，供大肠杆菌生长的需要。
3．真核生物基因表达的特点(1)真核生物基因的表达一般在胚胎时期基因表达的数量最多，但在以后的生长发育过程中，有些基因表达增强，有些基因表达减弱或被抑制。
(2)当环境条件发生变化时，生物体在调节因素作用下，调整自身的基因表达，产生相应功能的蛋白质，通过改变生物体自身的代谢以适应环境。
1．以下关于基因结构中“与RNA聚合酶结合位点”的说法，错误的是( )A．“与RNA聚合酶结合位点”即是起始密码B．“与RNA聚合酶结合位点”是转录RNA时与RNA聚合酶的一个结合点C．“与RNA聚合酶结合位点”能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录D．“与RNA聚合酶结合位点”在转录mRNA时，起调控作用解析：选A。
起始密码属于密码子，位于mRNA上，故A项是错误的。
2．下列有关原核细胞基因的叙述，正确的是( )A．主要位于染色体上B．基因的非编码区位于编码区的上游C．上游有与RNA聚合酶结合的位点D．上游有与RNA聚合酶结合的起始密码解析：选C。
原核细胞中无染色体，DNA是裸露的，所以原核细胞的基因位于核区的大型环状DNA以及质粒上；编码区的上游和下游都有非编码区，上游的非编码区上有与RNA 聚合酶结合的位点，它是mRNA开始转录的起始点，而起始密码位于信使RNA上，是翻译的起点。
中心法则1．内容图解(1)以DNA为遗传物质的生物的遗传信息传递(2)以RNA为遗传物质的生物的遗传信息传递①②2．几个过程的比较模板原料原则产物实例DNA 复制DNA两条链含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸T—AA—TG—CC—GDNA 绝大多数生物DNA 转录DNA一条链含A、U、G、C的四种核糖核苷酸A—UT—AG—CC—GRNA 绝大多数生物RNA复制RNA含A、U、G、C的四种核糖核苷酸U—AA—UG—CC—GRNA以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒等RNA逆转录RNA含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸A—TU—AG—CC—GDNA某些致癌病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等翻译信使RNA20种氨基酸U—AA—UG—CC—G多肽所有生物病毒中可以进行RNA的复制和逆转录。
(2)RNA逆转录需要逆转录酶，在基因工程中常用到逆转录酶。
1．如图所示，甲、乙、丙三图代表着生物的三种遗传和表达方式，据此分析错误的是( )A．需要tRNA和核糖体同时参与的过程有2、5、9B．上述三种方式的遗传信息流动可总结为：C．原核生物遗传信息的传递方式用甲表示D．可与模板链上的碱基A发生A—T配对的过程是3、7解析：选B。
甲图中1、2分别是转录和翻译过程，3是DNA的复制；乙图中4和6是RNA复制，5为翻译过程；丙图中7为逆转录产生DNA的过程，8和9分别是转录和翻译过程。
结合选项分析，2、5、9都是翻译过程，需tRNA转运氨基酸，场所是核糖体，A项正确；图中过程包括DNA复制、RNA复制、转录、翻译以及RNA逆转录过程，B项错误；原核生物以DNA为遗传物质，进行DNA复制、转录和翻译过程，C项正确；3和7过程分别为DNA复制和逆转录，发生A—T的配对，其余过程发生的是A—U配对，不存在A—T配对，D项正确。
2．如图表示某种生理过程，下列与此图相关的叙述中不正确的是( ) X ――→酶、原料能量Y A ．图中的“能量”直接来源于ATP 水解B ．若X 、Y 均表示DNA ，则图中的酶为DNA 聚合酶和解旋酶C ．若X 是RNA ，则Y 只能是蛋白质，图中“原料”为氨基酸D ．若X 是DNA ，Y 是RNA ，则此过程要以X 为模板，酶是RNA 聚合酶解析：选C 。
ATP 是生命活动的直接能源物质，图中的“能量”直接来源于ATP 水解，A 正确；若X 、Y 均表示DNA ，该过程为DNA 的复制过程，则图中的酶为DNA 聚合酶和解旋酶，B 正确；若X 是RNA ，则Y 是蛋白质、RNA 或DNA ，该过程为翻译、RNA 的复制或逆转录过程，C 错误；若X 是DNA ，Y 是RNA ，则此过程是转录过程，要以DNA 为模板，酶是RNA 聚合酶，D 正确。
分析中心法则问题的技巧(1)从模板分析①如果模板是DNA ，生理过程可能是DNA 复制或DNA 转录；②如果模板是RNA ，生理过程可能是翻译或RNA 复制或RNA 逆转录。
(2)从原料分析①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA ；②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA ；③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质。
(3)从生物种类分析①如果是细胞生物，能进行DNA 复制、转录和翻译过程；②如果是RNA 病毒，分两种情况：a ．RNA 自我复制和翻译；b ．RNA 逆转录、DNA 复制、转录和翻译。
核心知识小结[要点回眸][规范答题]1．乳糖操纵子由一个操纵基因．．．．、三个结构基因．．．．．．、启动子．．．和调节基因．．．．组成。
2．真核生物在生长过程中，基因有序．．地表达。
3．中心法则由克里克提出，经发展如下图：[随堂检测]1．真核生物编码蛋白质的基因经转录产生有功能的、成熟的信使RNA的过程是( )A．转录后直接产生信使RNAB．将内含子转录部分剪掉，外显子转录部分拼接而成C．将外显子转录部分剪掉，内含子转录部分拼接而成D．A、B、C三种情况都有答案：B2．原核细胞的基因结构和真核细胞基因结构的不同之处是( )A．原核细胞的基因结构没有编码区B．原核细胞的基因结构没有调控遗传信息表达的核苷酸序列C．原核细胞的基因结构没有RNA聚合酶的结合位点D．原核细胞的基因结构中没有外显子和内含子之分解析：选D。
原核细胞基因的编码区是连续的，无外显子和内含子之分。
3．下列能正确表示DNA复制过程的是( )解析：选B。
模板链中含有U，是RNA，属于逆转录，A错误；模板链中不含有U，子链中含有T，是DNA，可属于DNA复制，B正确；模板链中不含有U，子链中含有U，属于RNA 复制或转录，C错误；模板链和子链中都含有U，是RNA，属于RNA复制，D错误。
4．下图是人胰岛素基因的遗传信息流动情况，下列有关叙述正确的是( )A．①过程以核糖核苷酸为主要原料B．胰岛B细胞中存在图中①②③过程C．皮肤生发层细胞中只存在图示的①过程D．参与③过程的氨基酸和tRNA种类数相同答案：C5．1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病病毒(HIV)是一种逆转录病毒。
下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图的是( )解析：选D。
HIV病毒是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录合成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。
该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。
该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。
6．如图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成，回答下面的问题：(1)A、D试管中的产物是________，但A试管模拟的是________过程，D试管模拟的是________过程。
(2)B、C试管中的产物是________，但B试管模拟是__________，C试管模拟的是__________。
(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，那么产物最多含有________个碱基，有________个密码子。
(4)E过程称________，在细胞中进行的场所是______，图中的原料为________，工具是________，产物是______。
(5)生物遗传信息传递的全过程可用下图表示：①请将此图解中a～e过程与上图A～E各试管所模拟的内容对应起来：a对应________，b对应________，c对应________，d对应________，e对应________。
②此图解中在正常生物体内常发生的过程是________(填字母)，极少发生的是________(填字母)，人体内不能发生________(填字母)过程。
③图解中的c过程必须有________酶参与，烟草花叶病毒、噬菌体、艾滋病病毒中可进行c过程的是________。
