2019年高考生物考纲解读与热点难点突破专题06遗传的分子基础教学案20
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高中生物教学备课教案遗传与进化的分子基础高中生物教学备课教案主题:遗传与进化的分子基础引言:高中生物课程中,遗传与进化是一个重要的内容模块。
了解遗传与进化的分子基础对学生深入掌握生物学的核心概念和原理至关重要。
本教案旨在为教师提供一份详细的备课教案,帮助教师为高中生物课程中的遗传与进化教学做好准备。
一、教学目标1. 了解DNA的结构与功能,理解DNA复制与转录的过程;2. 理解遗传信息的编码及传递方式,包括基因的表达、转录、翻译过程;3. 掌握基因突变的概念和类型,了解基因突变的影响;4. 了解遗传变异与进化的关系,理解进化的分子基础。
二、教学内容1. DNA的结构与功能a. DNA的化学组成b. DNA的结构特点和双螺旋模型c. DNA的功能和作用2. DNA复制与转录a. DNA复制的过程和意义b. DNA转录的过程和意义c. DNA复制与转录的异同3. 遗传信息的编码与传递a. 基因的定义和特点b. DNA到RNA的转录过程c. RNA到蛋白质的翻译过程d. 编码决定蛋白质结构和性质4. 基因突变的概念与类型a. 基因突变的定义和原因b. 基因突变的类型及其影响c. 基因突变与进化的关系5. 进化的分子基础a. 遗传变异与进化的关系b. 自然选择对基因频率的影响c. 分子钟和分子系统学三、教学方法1. 教师讲授:通过课堂讲解,向学生介绍遗传与进化的分子基础知识,结合图表和实例进行说明。
2. 互动讨论:鼓励学生提问、发表观点,促进学生思维的发展和交流。
3. 实验演示:设计适合的实验,帮助学生加深对遗传与进化分子基础知识的理解。
4. 小组合作:组织学生进行小组活动,共同解决与教学内容相关的问题,增强学生的合作能力。
四、教学资源和评估1. 教学资源:a. 教科书和参考书籍b. 影音资料和多媒体投影仪c. 实验室及实验器材d. 图表和模型2. 评估方式:a. 课堂小测验:通过课堂小测验检查学生对知识点的掌握程度。
《遗传的分子基础》教学设计一、教学目标1.知识目标(1)证实DNA 为主要遗传物质的过程;(2)理解DNA 分子双螺旋结构的特点。
(3)掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方法。
(4)能概述DNA 分子半保留复制的过程及意义。
(5)掌握DNA 指导蛋白质合成的过程及其中的数量关系2.能力目标通过对科学家研究、实验过程的回忆,使学生进一步领会科学研究思路、遵循实验的设计原则和采用一些科学方法;通过对知识点的归类、分析,培养学生勤于思考、自觉对所学知识进行总结、归纳的习惯和能力。
3.情感目标培养学生积极科学的思维方法,严谨的学习态度,勤于思考,善于对所学知识进行及时、准确的归纳、应用的能力。
三、教学的重点和难点1.教学重点(1)验证DNA 是主要遗传物质的几个主要实验;(2)DNA 指导蛋白质的合成过程2.教学难点(1)几种与遗传有关的物质之间的相互关系;(2)在DNA 指导蛋白质合成过程中RNA 所处的位置;(3)在DNA 指导蛋白质合成过程中出现的计算问题。
四、教学流程教学流程(见图1)图1教学过程(一)导入的关系又是活动:结合 作出它们之 样的 ? 学的知识 的关系图 生 思 考讨 论 回答 相 应的问题通 过 学生 课 前的 准备 , 给出 本 内容 的 考点 和 相应 知 识点 , 学 提出问题:在本章所学的内容中提及的与遗传有关的物质是哪些?它们之间 怎 学生 所类, 间 逐一分析讨论各考点对应的知识点 和,进行讨论,并回答所学遗传相关物质的种由学生分 析回答相应的练 习巩固(二)复习对基因的本质和基因的表达内容进行简要的重温目的:让学生在填表、看图的过程中,对大纲要求的识记、理解的内容作进一步的回忆。
复习内容:。
(1)证明DNA 是主要遗传物质的两个经典实验过程;(2)DNA、RNA 的分子结构;(3)DNA 的复制、转录和翻译过程。
学生活动:根据投影内容,填写图表并回答。
(1)肺炎双球菌转化实验菌噬菌体侵染细菌实验(看图填空)(3)DNA 的复制过程和转录、翻译过程之间的比较(填写表格)(三)练习巩固对本章节出现的常见题型分类、整理。
高中生物教学备课教案遗传的分子基础遗传的分子基础遗传是生物学中的重要概念,它涉及到了生物个体的性状传递和变异。
在高中生物教学中,了解生物遗传的分子基础对于学生的综合能力和科学素养的培养十分重要。
本文将为大家介绍一篇高中生物教学备课教案,详细探讨遗传的分子基础。
一、教学目标1. 理解遗传的基本概念,包括性状、基因、等位基因、基因型、表现型等。
2. 掌握DNA的结构和功能。
3. 理解DNA复制的过程和意义。
4. 理解基因突变的形成原因和对进化的影响。
二、教学准备1. 教学资料:课件、白板、教科书、图片等。
2. 实验器材:显微镜、试剂、实验用具等。
三、教学过程1. 概念介绍a. 遗传的基本概念:性状、基因、等位基因、基因型、表现型等。
b. DNA的结构和功能:双螺旋结构、碱基配对、携带遗传信息等。
2. DNA的复制a. 半保留复制的过程:解旋、复制、连接。
b. 意义和目的:保证遗传稳定性、提供变异基础。
3. 基因突变a. 形成原因:化学物质作用、辐射、DNA复制错误等。
b. 类型和影响:点突变、插入/缺失突变、重组等;对进化的推动和创新作用。
4. 总结与拓展a. 总结遗传的分子基础的主要内容。
b. 关联其他生物学相关概念:基因表达、蛋白质合成等。
四、教学辅助1. 利用多媒体展示DNA结构、复制过程的动画和实验截图。
2. 图片、图表辅助解释各个概念和过程。
3. 实验演示:通过显微镜观察细胞分裂过程,生动呈现基因复制和突变的现象。
五、教学评价1. 教学实验:要求学生能够观察显微镜下的细胞分裂现象,并描述其中涉及到的遗传分子基础。
2. 课堂讨论:引导学生分析不同基因型对于性状表现的影响,拓展学生思维。
3. 综合评价:以小组或个人形式完成学科实践任务,包括解析生物学相关研究文章,总结学科前沿发展。
六、教学延伸1. 鼓励学生阅读相关文献,了解最新的研究成果。
2. 建议学生进行基因突变的模拟实验,探究不同突变类型对生物性状的影响。
2019届高考生物一轮复习第六单元遗传的物质基础第20讲DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段学案编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019届高考生物一轮复习第六单元遗传的物质基础第20讲DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段学案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2019届高考生物一轮复习第六单元遗传的物质基础第20讲DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段学案的全部内容。
第20讲DNA分子的结构 DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)2。
DNA分子的复制(Ⅱ) 3.基因的概念(Ⅱ)DNA分子的结构及基因的本质1.DNA分子的结构(1)元素组成:C、H、O、N、P。
(2)基本单位(3)平面结构①基本骨架:磷酸、脱氧核糖交替连接而成的反向平行长链。
②碱基错误!(4)空间结构:规则的双螺旋结构。
错误!解读两种DNA结构模型(1)图2是图1的简化形式,其中________是磷酸二酯键,③是氢键。
解旋酶作用于________部位,限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于________部位。
(2)图1中两个相邻的碱基是怎样连接的?答案:(1)①③①(2)①氢键;②脱氧核糖—磷酸-脱氧核糖。
[助学巧记]借图记忆“3”→三种物质:○、、。
“4”→四种碱基对应四种脱氧核苷酸。
“5"→五种元素:含C、H、O;○一定含P;一定含N。
2.DNA分子的特性(1)稳定性:磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架。
(2)多样性:碱基对多种多样的排列顺序,如n个碱基对组成的DNA分子,排列顺序有4n种(其中n代表碱基对数)。
专题06 遗传的分子基础1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷高考中考查的主要内容是遗传信息的转录和翻译,DNA的结构和复制也曾考到。
2.在命题形式上,题目信息以文字或表格形式呈现,考查学生的获取信息和理解能力。
3.本专题为识记和理解性知识,因此复习本专题的重点是理解DNA的结构和DNA复制、转录和翻译过程。
【知识网络】一、遗传物质探究的经典实验1.肺炎双球菌转化和噬菌体侵染细菌两实验的比较2.生物的遗传物质总结(1)“DNA是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后得出的,而不是由肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验得出的。
(2)R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中,从变异类型看属于基因重组。
(3)噬菌体侵染细菌的实验中,两次用到大肠杆菌,第一次是对噬菌体进行同位素标记,第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养,观察同位素的去向。
二、DNA分子的复制、转录和翻译1.基因对性状的控制 (1)中心法则解读:①以DNA 为遗传物质的生物(绝大多数生物)的中心法则。
②以RNA 为遗传物质的生物的中心法则(如RNA 病毒等)。
a .具有RNA 复制功能的RNA 病毒(如烟草花叶病毒)。
b .具有逆转录功能的RNA 病毒(如艾滋病病毒)。
(2)基因与性状间的关系:基因与性状并非简单的一一对应的关系,可存在如下情况。
①一个基因――→控制一种或多种性状; ②多个基因――――――→共同控制一种性状; ③基因之间可相互作用、相互影响,从而改变生物性状。
如蚕茧的黄色(A)对白色(a)是显性,与蚕茧颜色有关的基因还 有B 、b ,且只有基因型为A bb 时,才表现黄色。
2.与碱基互补配对或DNA 复制相关的计算(1)据T 或U 可判断核酸种类,DNA 中含T ,RNA 中含U ,双链DNA 分子中嘌呤之和=嘧啶之和,即A +G =T +C 。
(2)在双链DNA分子中,已知某碱基的百分含量,求其他碱基的百分含量,可用A=T,G=C,A+G=T+C =50%求解。
《遗传的分子基础》教学设计一、教学目标1.知识目标(1)证实DNA为主要遗传物质的过程;(2)理解DNA分子双螺旋结构的特点。
(3)掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方法。
(4)能概述DNA分子半保留复制的过程及意义。
(5)掌握DNA指导蛋白质合成的过程及其中的数量关系2.能力目标通过对科学家研究、实验过程的回忆,使学生进一步领会科学研究思路、遵循实验的设计原则和采用一些科学方法;通过对知识点的归类、分析,培养学生勤于思考、自觉对所学知识进行总结、归纳的习惯和能力。
3.情感目标培养学生积极科学的思维方法,严谨的学习态度,勤于思考,善于对所学知识进行及时、准确的归纳、应用的能力。
三、教学的重点和难点1.教学重点(1)验证DNA是主要遗传物质的几个主要实验;(2)DNA指导蛋白质的合成过程2.教学难点(1)几种与遗传有关的物质之间的相互关系;(2)在DNA 指导蛋白质合成过程中RNA 所处的位置;(3)在DNA 指导蛋白质合成过程中出现的计算问题。
四、教学流程教学流程(见图1)图1教学过程(一)导入 通过学生课前的准备,给出本内容的考点和相应知识点,学生思考讨论回答相应的问题 逐一分析讨论各考点对应的知识点和由学生分析回答相应的练习巩固提出问题:在本章所学的内容中提及的与遗传有关的物质是哪些?它们之间的关系又是怎样的?学生活动:结合所学的知识,进行讨论,并回答所学遗传相关物质的种类,作出它们之间的关系图。
(二)复习对基因的本质和基因的表达内容进行简要的重温目的:让学生在填表、看图的过程中,对大纲要求的识记、理解的内容作进一步的回忆。
复习内容:(1)证明DNA是主要遗传物质的两个经典实验过程;(2)DNA、RNA的分子结构;(3)DNA的复制、转录和翻译过程。
学生活动:根据投影内容,填写图表并回答。
(1)肺炎双球菌转化实验实验过程和结果结论(根据实验现象填写) (a) R型肺炎双球菌感染,小鼠不死亡R型菌无毒性(b) S型肺炎双球菌感染,小鼠死亡S型菌有毒性(c) 灭活S型肺炎双球菌感染小鼠,小鼠不死亡灭活的S型菌无毒性(d) R型活细菌+灭活S型细菌感染小鼠,小鼠死亡灭活的S型菌含有“转化因子”,使R型活细菌转化成S型菌(e) R型活细菌+S型细菌DNA→有S 型细菌DNA是使R型菌产生稳定性遗传变化的物质,所以DNA是遗传物质(f) R型活细菌+S型细菌蛋白质→只有R型细菌(g) R型活细菌+S型细菌荚膜多糖→只有R型细菌菌噬菌体侵染细菌实验(看图填空)(3)DNA的复制过程和转录、翻译过程之间的比较(填写表格)(三)练习巩固对本章节出现的常见题型分类、整理。
高中生物人教版《遗传的分子基础》教案遗传的分子基础教案一、教学目标1.了解遗传的基本概念和研究内容;2.理解DNA和RNA在遗传中的作用;3.掌握DNA的结构和复制过程;4.分辨常见的遗传模式。
二、教学准备1.教材:高中生物人教版《遗传的分子基础》2.教具:投影仪、幻灯片、实验器材、模型三、教学过程第一节:遗传的基本概念和研究内容遗传是生物学的一门重要分支,研究了性状在后代中的传递方式和规律。
通过对遗传物质的研究,可以揭示生物的遗传规律和进化规律。
1. 遗传的基本概念遗传是指性状在后代中的传递和变异。
遗传的基本单位是基因,基因位于染色体上,决定了生物的遗传性状。
2. 遗传的研究内容(1)遗传物质的结构和功能:DNA和RNA是生物体内的遗传物质,它们在遗传中起着重要作用。
(2)遗传性状的表现和传递方式:遗传性状可以通过基因的不同组合方式来表现和传递。
第二节:DNA和RNA在遗传中的作用DNA和RNA是生物体内的遗传物质,它们在遗传中起着重要作用。
DNA负责存储并传递遗传信息,而RNA则参与基因的表达和蛋白质的合成。
1. DNA的结构(1)DNA由核苷酸组成,每个核苷酸由糖、碱基和磷酸组成。
(2)DNA的双螺旋结构:DNA由两条互补的链缠绕而成,形成双螺旋结构。
2. DNA的复制过程(1)半保留复制:DNA的复制过程是通过DNA聚合酶在酶的辅助下进行的,每条模板链作为新合成的DNA的模板,使得新合成的DNA分子保留了原有DNA分子的一部分序列信息。
(2)复制的特点:复制是半保留的、半连续的、半保守的。
3. RNA的类型和功能(1)mRNA:负责将DNA的信息传递到细胞质中,参与蛋白质的合成。
(2)tRNA:将氨基酸与mRNA上的密码子匹配,参与蛋白质的合成。
(3)rRNA:组成核糖体,参与蛋白质的合成。
第三节:常见的遗传模式遗传模式是指某个性状在后代中的传递方式和规律。
常见的遗传模式包括显性遗传、隐性遗传、多基因遗传、基因突变等。
高二生物教案:探究遗传的分子基础一、教学目标1.了解DNA的结构和功能;2.掌握DNA复制的过程和控制机制;3.了解RNA的结构和功能;4.掌握基因的表达过程和调控机制;5.发掘遗传信息,理解遗传信息的传递和变异;6.探究分子遗传学的未来发展趋势。
二、教学重点1.DNA的结构和功能;2.DNA复制的过程和控制机制;3.基因的表达过程和调控机制。
三、教学难点1.基因的表达过程和调控机制;2.遗传信息的传递和变异。
四、教学方法1.讲授法;2.实验法;3.讨论法;4.观察法。
五、教学内容1.DNA的结构和功能(1)DNA的组成DNA是由核苷酸(nucleotide)构成的。
核苷酸的组成结构分为三个部分:五碳糖,磷酸基和一种氮碱基(nitrogenous base)。
DNA的花式组合构建了著名的双螺旋结构。
(2)DNA的功能DNA是遗传信息的携带者,它的主要功能就是保存和传递信息。
DNA通过氮碱基的排列来编码蛋白质的合成指令,从而控制细胞的代谢活动。
2.DNA复制的过程和控制机制(1)DNA复制的重要性DNA复制是生物细胞生长和繁殖的基础。
在细胞分裂时,DNA会被复制并分配到新的细胞,从而确保基因的传递和稳定性。
(2)DNA复制的过程DNA复制分为三个阶段:解旋,复制和连结。
每个阶段都有特定的酶和蛋白质参与其中。
(3)DNA复制的控制机制DNA复制的控制机制是复杂的。
在复制过程中,有一系列酶和蛋白质来监测和纠正错误,从而保证基因的准确复制。
3.基因的表达过程和调控机制(1)基因的结构基因是一个指定蛋白质合成的指令。
它由三个主要部分组成:启动子,编码序列和终止序列。
(2)基因的表达过程基因的表达过程分为两个步骤:转录和翻译。
转录将DNA转化为mRNA,翻译将mRNA转化为蛋白质。
(3)基因的调控机制基因的表达可以被诱导或抑制。
调节基因表达的因素包括DNA甲基化,转录因子结合和RNA 后转录调控。
4.遗传信息的传递和变异(1)遗传信息的传递遗传信息是从一代传递到下一代的。
专题六遗传的分子基础1.说明DNA分子是主要的遗传物质。
2.概述DNA分子结构的主要特点。
3.概述多数生物的基因是DNA 分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上。
4.概述DNA 分子通过半保留方式进行复制。
5.概述遗传信息的转录和翻译。
6.概述细胞分化的实质是基因选择性表达的结果。
7.活动:(1)搜集DNA分子结构模型建立过程的资料,并进行讨论和交流。
(2)制作DNA分子双螺旋结构模型。
►[疏漏诊断]1.DNA结构与复制的正误判断(1)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质( √ )(2)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体( × )(3)32P、35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验分别说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质( × )(4)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数( × )(5)DNA复制需要消耗能量、需要解旋酶( √ )(6)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期( × )2.基因表达的正误判断(7)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程( × )(8)每种tRNA只转运一种氨基酸( √ )(9)真核细胞的转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料( × )(10)tRNA上的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息( × )(11)每种氨基酸仅由一种密码子编码( × )(12)DNA复制就是基因表达的过程( × )►[长句冲关]1.概述性知识(1)肺炎双球菌转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R 型细菌的DNA中,即实现了基因重组。
(2)DNA分子复制的时期是细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(3)DNA分子复制的意义是通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。
2019年高考生物考纲解读与热点难点突破2019届全国高考生物复习建议(1)、立足课本,巩固双基纵观高考各种题型,不管是选择题或简答题,实验题还是综合题,无论是基础题还是创新题,虽然试题对能力考查的要求各有不同,但有一点是肯定的:那就是试题必须以课本知识为载体。
高考命题“万变不离其宗”,“宗”即课本。
(2)、构建知识结构,形成知识网络将构建知识结构形成知识网络的教学工作落实到课堂复习中。
知识结构就是将包含多个知识点的内容罗列起来并明确每个知识点的具体内容。
知识结构的内容可以是一节一章,也可以几节几章。
知识结构的形式可以是框框、大括号形、表格或图解,也可以把每一章的知识点运用以点连线,以线带面的形式,建立各知识点之间的联系,使主干知识形成网络,使动态的生命活动的连续变化过程鲜活起来。
(3)、突出主干,贴近新课程新课程高考试题大量使用文字信息、图象、表格和数据,能够从这些文字信息、图象、表格和数据中提取有关信息,把握事物的特征和内在联系,是综合能力测试的重要内容。
如生物体的生命活动规律和变化的研究,往往可以用曲线图的形式表示出来。
以曲线、图表为载体的新课程试题,能够考查学生的识图、分析、理解、判断和表达等能力,以及解决相关的生物学问题的能力。
(4)、强化训练,提高解题能力在回归教材的同时,进行难题、经典题的演练,再配以变式题加以巩固和深化。
把不同章节,不同知识点,不同模块的知识组合,进行多种能力的综合训练。
把传统的好题与新题结合,把兄弟学校的信息题改造或摘录,精选适合学生的练习题,进行强化训练。
思维能力是各种能力的核心,解题能力是各种能力的落点。
教师要适时传授各种题型的规范答题方法,寻找解题的关键点和突破口,重视解题的思路和技巧,让学生模仿教师的思维过程,学习一定的解题思路和模式,有效地提高解题能力。
【2019年高考考纲解读】1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。
2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。
3.基因的概念(Ⅱ)。
专题06 遗传的分子基础
【2019年高考考纲解读】
1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。
2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。
3.基因的概念(Ⅱ)。
4.DNA分子的复制(Ⅱ)。
5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。
6.基因与性状的关系(Ⅱ)。
【网络构建】
【重点、难点剖析】
一、生物的遗传物质
1.肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的实验设计思路及结论
肺炎双球菌离体转化实验噬菌体侵染细菌实验
思路相同
设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能
处理方式的区别
直接分离:分离S型细菌的
DNA、多糖、蛋白质等,分别与R
同位素标记法:分别标记
DNA和蛋白质的特征元素(32P和
2.实验设计的原则
(1)肺炎双球菌转化实验中的相互对照
S 型细菌⎩⎪⎨⎪⎧
DNA
糖类
蛋白质
脂质DNA 分解物
+R 型细菌――→相互
对照
⎩⎪⎨⎪⎧
①DNA是遗传物质②其他物质不是遗传物质
③DNA水解后将不起遗传作用
(2)噬菌体侵染细菌实验中的自身对照
二、DNA 结构与复制相关的计算问题 (1)单、双链过渡公式:
(A +T)双%=(A +T)α%=(A +T)β%=(A +U)RNA % (G +C)双%=(G +C)α%=(G +C)β%=(G +C)RNA %
(2)若在DNA 一条链中A +G T +C =a,则在互补链中A +G T +C =1a ,而在整个DNA 分子中A +G
T +C
=1。
(3)已知DNA 分子中某碱基数为m ,则复制n 次需游离的此碱基数=m ·(2n
-1),第n 次复制需游离的此碱基数=2
n -1
·m 。
(4)亲代一个DNA 用放射性同位素标记,然后在不含放射性的培养基上培养,复制n 次后标记DNA 占总DNA 分子数=22n =12n -1,
含标记元素的DNA 链占总DNA 链的比例=22n +1=1
2
n 。
【特别提醒】注意有丝分裂、减数分裂中放射性问题,尤其是具体分裂时期的细胞与染色体或DNA 放射性问题。
三、遗传信息的传递和表达
1.观察中心法则的表达式并填充相关问题。
中心法则体现了DNA的两大基本功能:
(1)信息传递功能:Ⅰ过程体现了DNA传递遗传信息的功能,它是通过DNA复制完成的,发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
【举一反三】(2015·安徽卷,4)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制QβRNA。
下列叙述正确的是( )
A.QβRNA的复制需经历一个逆转录的过程
B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D.QβRNA复制后,复制酶基因才能进行表达
答案 B
【变式探究】在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型( )
A.粗细相同,因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B.粗细相同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C.粗细不同,因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D.粗细不同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
解析DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成规则的双螺旋结构,两条单链之间由嘌呤和嘧啶组成的碱基对相连,遵循互补配对原则。
由此可知:DNA分子双螺旋模型粗细相同,且由嘌呤环和嘧啶环构成的碱基对的空间尺寸相似。
A项符合题意。
答案 A
【变式探究】羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,导致DNA复制时发生错配(如图)。
若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,下列相关叙述正确的是(多选)( )
A.该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变
B.该片段复制后的子代DNA分子中G-C碱基对与总碱基对的比下降
C.这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变
D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配
答案BD
【变式探究】图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。
请回答下列问题:
(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是________。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是_______________________。
答案(1)细胞核(2)26% (3)T-A替换为C-G(A-T替换为G-C) (4)浆细胞和效应T细胞(5)不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达
【方法技巧】与DNA结构及复制相关的计算
解答DNA结构及复制计算类试题时,应分以下层次达成:
(1)碱基计算
①不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。
该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
②若已知双链中A占的比例为c%,则单链中A占的比例无法确定,但最大值可求出为2c%,最小值为0。
(2)水解产物及氢键数目计算
①DNA水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
②氢键数目计算:若碱基对为n,则氢键数为2n~3n;若已知A有m个,则氢键数为3n-m。
(3)DNA复制计算
在做有关DNA分子复制的计算题时,应看准是“含”还是“只含”,是“DNA分子数”还是“链数”。
题型三基因的表达
例3. (2017年海南卷,25)下列关于生物体内基因表达的叙述,正确的是()
A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
【答案】B
【解析】一种氨基酸对应有一种至多种密码子决定,A错。
HIV的遗传物质为单链RNA,可以逆转录生成DNA,B正确。
真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质,C错。
一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA,但转录是以基因一条链为模板的,D错。
【变式探究】 (2016·高考江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。
其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。
通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。
下列相关叙述错误的是( )
A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则
C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D.若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……
则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……
【变式探究】囊性纤维病的致病原因是由于基因中缺失三个相邻碱基,使控制合成的跨膜蛋白CFTR缺少一个苯丙氨酸。
CFTR改变后,其转运Cl-的功能发生异常,导致肺部黏液增多、细菌繁殖。
下列关于该病的说法正确的是( )
A.CFTR蛋白转运Cl-体现了细胞膜的信息交流功能
B.该致病基因中缺失的3个碱基构成了一个密码子
C.合成CFTR蛋白经历了氨基酸的脱水缩合、肽链的盘曲、折叠过程
D.该病例说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制性状
【答案】C
【易错提醒】有关“中心法则”五条途径的3个易错易混点
(1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径,但具体到不同细胞,情况不尽相同,如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有;叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径,只有转录和翻译两条途径;哺乳动物成熟的红细胞中三种途径都没有。
(2)RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒感染的细胞中,是后来发现的,是对中心法则的补充和完善。
(3)进行碱基互补配对的过程有DNA的复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录。