1、第第 7 课时课时 DNA 贮存遗传信息贮存遗传信息() 目标导读 1.回顾 DNA 分子的结构特点， 制作 DNA 分子双螺旋结构模型。 2.归纳有关 DNA 分子结构的计算规律。3.结合教材内容，概述 DNA 与遗传信息的关系。 重难点击 有关 DNA 分子结构的计算规律。 一 制作 DNA 分子双螺旋结构模型 根据所学的 DNA 双螺旋结构的知识， 结合提供的材料和工具制作 DNA 分子的双螺旋结构模 型，进一步体会 DNA 分子的结构特点。 1材料用具：高粱秆、麦秆、薏米、细绳、火柴棍、水彩笔、竹签。 2方法步骤 (1)把高粱秆去皮留心，剪成小块，做成五边形的柱状体，代表脱氧核糖；将麦
2、秆剪成等长， 用水彩笔涂上四种不同的颜色，分别代表四种不同的碱基；薏米代表磷酸。 (2)用两条等长的细绳将做好的五边形柱状体和薏米交替地穿在一起，再用牙签穿好上色的麦 秆，将牙签的两端分别插入两条细绳穿起的相应的五边形柱状体中。 (3)用细竹签将两条细绳的前端穿好，双手抓起竹签，旋转一下，就得到 DNA 分子的双螺旋 结构模型了。 归纳提炼 制作模型应注意的问题 (1)熟悉制作模型用的各种零件所代表的物质，写出四种碱基的字母名称。 (2)两条多核苷酸链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。 (3)磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。 (4)制作中各零件连接应牢固，避免在旋转中脱落
3、。 (5)各组模型制作以不同数量和顺序的 AT、CG、TA、GC 四种碱基对排列，领悟 DNA 分子的多样性。 (6)制作 DNA 分子双螺旋结构模型的材料也可用其他替代材料，因地制宜，就地取材。 活学活用 1在制作 DNA 双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。下图连接中错误的是( ) 答案 B 解析 同一条脱氧核糖核苷酸链中，相邻脱氧核糖核苷酸之间的连接是通过脱氧核糖上的 3 号碳原子上的羟基与另一个脱氧核糖核苷酸的 5 号碳原子上的磷酸基团之间脱水聚合连接而 成的。 二 有关 DNA 分子结构的计算 根据制作的 DNA 双螺旋结构模型，结合图示，总结与碱基互补配对原则有关的规律： 1
4、腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即 AT，GC。因此，嘌呤总数与嘧啶 总数相等，即 AGTC。一条链中的 A 和另一条链中的 T 相等，可记为 A1T2，同样： T1A2，G1C2，C1G2。 2设在双链 DNA 分子中的一条链上 A1T1n%，因为 A1T2，A2T1，则：A1T1T2 A2n%。整个 DNA 分子中：ATn%。 即在双链 DNA 分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相等。 3设双链 DNA 分子中，一条链上： A1G1 T1C1m，则： A1G1 T1C1 T2C2 A2G2m，所以互补链 上A2G2 T2C2 1 m。 即双链 DNA
5、 分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。 4DNA 分子中共有 4 种类型的碱基对，若某个 DNA 分子具有 n 个碱基对，则 DNA 分子可 有 4n种组合方式。 归纳提炼 1碱基比例与双链 DNA 分子的共性及特异性 (1)共性：不因生物种类的不同而不同 A T T A1； G C C G1； AC TG AG TC1。 (2)特异性：AT GC的值在不同 DNA 分子中一般是不同的，是 DNA 分子多样性和特异性的表 现。 2若已知 A 占双链的比例c%，则 A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为 2c%，最 小值为 0。 3氢键数目计算：若碱基对为 n，则氢键数为
6、2n3n；若已知 A 有 m 个，则氢键数为 3n m。 4进行碱基计算要注意以下几点 (1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。 (2)注意提供的数据是 DNA 双链还是 DNA 的一条单链。 (3)解题时最好画一下简图，比较直观，可减少因思路不清引起的错误。 活学活用 2某双链 DNA 分子中 AT 占整个 DNA 分子碱基总数的 44%，其中一条链(a)上的 G 占该 链碱基总数的 21%。那么，对应的另一条互补链(b)上的 G 占该链碱基总数的比例是( ) A35% B29% C28% D21% 问题导析 (1)DNA 分子中互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 D
7、NA 分子中都相等， (AT)/(ATGC)44%，因此(A1T1)/(A1T1G1C1)44%，在整条单链中 A TGC1，可以得出(G1C1)/(A1T1G1C1)56%。 (2)题干中 G1/(A1T1G1C1)21%，在互补链中 G2C1，所以 G2/(A1T1G1C1) 56%21%35%。 答案 A 解析 整个 DNA 中的 AT 占整个 DNA 碱基总数的 44%，则 GC 占整个 DNA 碱基总数 的 56%，又因为其中一条链(a)上的 G 占该链碱基总数的 21%，所以与 G 对应的互补链(b)上 的 C 占 b 链碱基总数的 21%， 则 G(a 链上)C(b 链上)占 D
8、NA 分子碱基总数的 21%。 因为总 的 GC 占整个 DNA 分子碱基总数的 56%，所以 G(b 链上)C(a 链上)占 DNA 整个分子碱 基总数的 35%，推得 G 占 b 链碱基总数的 35%，所以答案选 A。 三 DNA 分子的遗传信息多样性 生物体的多样性和差异性是由其内部因素与外部环境共同决定的，其中遗传信息起着决定性 的作用。阅读教材 P28内容，结合提供的材料思考。 1遗传信息的概念 生物的遗传信息是指 DNA 上的核苷酸的排列顺序，从 DNA 的化学结构来看，决定核苷酸差 异的是碱基，也就是说碱基的排列顺序决定了遗传信息的功能和蛋白质的种类与特性。 2遗传信息的多样性
9、组成 DNA 分子的碱基只有 4 种，配对方式只有 2 种，但是碱基对的数目却可以成千上万， 形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化。(如一个由 1 000 个碱基对组成的 DNA 分子，它 的碱基对可能的排列方式就有 41_000种)，从而构成了 DNA 分子的多样性，也决定了遗传信 息的多样性。 3DNA 分子的特异性 不同生物含有的 DNA 分子的种类和数目都不相同；不同生物含有的遗传信息的种类数目各 不相同。因此，每一个 DNA 分子具有特定的碱基排列顺序，构成了 DNA 分子的特异性。 小贴士 生物多样性与 DNA 分子多样性的关系：DNA 分子的多样性和特异性是生物体多样 性和特异性
10、的物质基础，生物界多样性的直接原因是蛋白质的多样性；生物界多样性的根本 原因是核酸的多样性。 归纳提炼 1遗传信息是基因中的脱氧核糖核苷酸的排列顺序，但并不是 DNA 分子上所有的脱氧核糖 核苷酸的排列顺序都叫遗传信息。 2遗传信息蕴藏在 DNA 分子的 4 种碱基的排列顺序中，所以 DNA 分子的多样性和特异性 必然导致基因中遗传信息的多样性和特异性。 活学活用 3由 50 个脱氧核糖核苷酸构成的 DNA 分子，按其碱基的排列顺序不同，可分为多少种， 说明了 DNA 分子的什么特性( ) 504种 450种 425种 遗传性 多样性 特异性 A B C D 问题导析 (1)50 个脱氧核糖核
11、苷酸构成的 DNA 分子，每条单链有 25 个脱氧核糖核苷酸， 第一个脱氧核糖核苷酸有 4 种可能，第二个脱氧核糖核苷酸同样有 4 种可能，以此类推，形 成的 DNA 分子共有 425种。 (2)存在多种多样的 DNA 分子，说明了 DNA 分子的多样性。 (3)自然界中不同生物的 DNA 分子不同，说明了 DNA 分子的特异性。 答案 D 解析 50 个脱氧核糖核苷酸共构成了 25 个碱基对，共有排列顺序 425种，由此说明由于碱基 对(或脱氧核糖核苷酸对)的排列顺序的多样性，决定了 DNA 分子的多样性。 四 基因和遗传信息的关系 阅读教材 P28内容，分析材料，归纳基因与遗传信息的关系。
12、 材料一 大肠杆菌细胞的拟核有 1 个 DNA 分子，长度约为 4 700 000 个碱基对，在 DNA 分 子上分布着大约 4 400 个基因，每个基因的平均长度约为 1 000 个碱基对。 材料二 生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇的 DNA 分子上有 一段长度为 5 170 个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的 绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。 1由材料一说明基因是 DNA 的片段。 2由材料二说明基因具有特定的遗传效应。 3由上述探究可得：基因是 DNA 分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列。不同基因的碱基
13、排列顺序不同，所蕴藏的遗传信息也不同，因此控制着不同性状的表达。 归纳提炼 活学活用 4染色体、DNA、基因三者关系密切，判断下列说法的正误。 (1)正常细胞中每条染色体有一个 DNA 分子，每个 DNA 分子有很多个基因( ) (2)复制、分离和传递，三者能相伴而行( ) (3)三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用( ) (4)在生物的传种接代过程中，染色体行为决定后两者( ) (5)基因是 DNA 分子中的任意片段( ) 问题导析 (1)正常情况下，每条染色体上只有一个 DNA 分子，只有在细胞分裂间期 DNA 复制后， 着丝粒分裂之前， 一条染色体上才有两个 DNA 分子。 基因
14、在染色体上呈线性排列。 (2)基因是有遗传效应的 DNA 片段，基因和 DNA 的行为存在一致性；DNA 与蛋白质结合形 成染色体，染色体的行为决定着 DNA 的变化。 (3)DNA 是遗传物质，染色体为遗传物质的主要载体。 (4)基因是 DNA 中能够决定生物性状的片段。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 解析 (3)染色体中含有蛋白质，不是遗传物质。(5)基因是有遗传效应的 DNA 片段，而不是 DNA 分子中的任意片段。 1下列关于双链 DNA 分子的叙述，不正确的是( ) A若一条链中的 A 和 T 的数目相等，则另一条链中的 A 和 T 数目也相等 B若一条链中的 G 的
15、数目为 C 的 2 倍，则另一条链中的 G 的数目为 C 的 0.5 倍 C若一条链中 ATGC1234，则另一条链中相应碱基比为 2143 D若一条链中 GT12，则另一条链中 CA21 答案 D 2假设一个 DNA 分子片段中，碱基 T 共 312 个，占全部碱基的 26%，则此 DNA 片段中碱 基 G 所占百分比和数目分别是( ) A26%,312 个 B24%,288 个 C24%,298 个 D12%,144 个 答案 B 解析 DNA 分子的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即 DNA 分子中有一个 A， 必须有一个和其互补的 T； 有一个 C， 必有一个 G。 根据这个原
16、理可知 G126%2 2 24%； 又知 T 共 312 个，占 26%，则可知该 DNA 分子片段中共有碱基 312 26%1 200(个)；前面 已计算出 G 占 24%，则 G 的数目是 1 20024%288 个。 3下列关于染色体、DNA、基因三者之间的关系的叙述，不正确的是( ) A三者行为一致 B三者都是生物细胞内的遗传物质 C每条染色体上含有 1 个或 2 个 DNA 分子，DNA 分子上含有多个基因 D在生物的繁衍过程中，染色体的行为决定着 DNA 和基因的行为 答案 B 解析 生物细胞内的遗传物质只能是 DNA，基因是具有遗传效应的 DNA 片段，染色体是 DNA 的主要载
17、体。 4大肠杆菌 DNA 分子结构示意图(片段)如图所示。请据图回答下列问题： (1)图中 1 表示_，2 表示_，1、2、3 结合在一起的结构叫 _。 (2)3 有_种，中文名称分别是_。 (3)DNA 分子中 3 和 4 是通过_连接起来的。 (4)DNA 被彻底地氧化分解后，能产生含氮物质的是_(用序号表示)。 (5)若 DNA 分子的一条单链中(AT)/(ATCG)k，则另一条互补链中这种比例是 _，而在整个 DNA 分子中是_。如果 DNA 分子一条链中的 A 占 15%，互补链中的 A 占 25%，则整个 DNA 分子中 A 占_。 答案 (1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核糖核苷酸 (2)2 鸟嘌呤、胞嘧啶 (3)氢键 (4)3、4 (5)k k 20% 解析 (2)中 3 的种类易出错，据图中氢键数可知为 GC 碱基对，3 代表 G 或 C；(4)DNA 中只有碱基含氮，图中显示序号的碱基只有 3 与 4。