山东省枣庄市第八中学高中生物 3 习题课 DNA分子中的计算类型归纳教案 新人教版必修2

DNA分子中的计算类型归纳目标展示：出示习题导学案，展示本节课的知识目标、能力目标、情感态度和价值观目标。阅读教学目标展示教学目标，让学生了解本节课教学内容。温故知新：复习提问：1．DNA分子的基本单位是什么？2．DNA分子的复制方式和过程？3．DNA分子精确复制的原因？学生思考回答问题教学反馈教学目标知识目标1.理解DNA分子的结构特性。2．掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方法。3．用碱基互补配对原则分析DNA复制相关问题。4．掌握基因表达过程中和蛋白质有关的相关计算。5．掌握在细胞分裂中的DNA复制过程。能力目标1.通过学习DNA分子的结构，发展学生的空间想象能力。2.通过对综合题目的分析和解答，从而提高学生分析有机大分子结构的能力和解决问题的能力。3.通过探索求知、讨论交流激发学生独立思考、主动获取新知识的能力。情感态度和价值观目标1.认同DNA作为遗传物质结构和功能的统一，初步形成结构与功能，多样性与特异性相统一的观点。2.通过学习，培养和树立合作意识。重点DNA分子结构的主要特点难点细胞分裂中的DNA复制过程知识点1．DNA分子的结构2．DNA分子的复制过程3．基因的表达过程4．细胞的有丝分裂和减数分裂过程考试点1、DNA分子中的碱基计算2、基因表达和蛋白质脱水缩合过程中的计算3、细胞分裂中的DNA复制过程能力点运用碱基互补配对原则分析问题、解决问题自主探究点DNA分子中的碱基计算规律易错易混点1、碱基比例的计算2、DNA复制与细胞分裂结合的计算训练点运用碱基互补配对原则分析问题拓展点DNA分子中的碱基计算规律教学流程教学环节教师活动学生活动设计意图题型一：碱基互补配对原则的基础应用——基础知识引导学生合作探究：应用碱基互补配对原则，总结导学案上的碱基规律。在黑板上画出DNA的两条链，标出1链、2链。如下图规律一：DNA双链中的两种互补的碱基相等。即A=T，G=C。(最基本的规律)规律二：DNA双链中，嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和相等，任意两个不互补的碱基之和相等，占碱基总数的50%。即A+G=T+C=A+C=T+G=50%规律三：按照碱基互补原则，DNA分子一条链中腺嘌呤A1在该链中的比例等于互补链中的互补碱基胸腺嘧啶T2在互补链中的比例。即A1=T2T1=A2G1=C2C1=G2规律四：在DNA双链中，每条单链上任意两个互补的碱基和之比相等，与DNA双链中的此比值相等。即（A1+T1）／单链=（A2+T2）／单链=（A+T）／双链（C1+G1）／单链=（C2+G2）／单链=（C+G）／双链思考导学案上的问题理解、掌握DNA分子结构中碱基的主要特点和数量规律通过模型讲解，便于学生理解和掌握DNA分子中碱基的数量规律例题讲解例1：已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（）A．34%和16%B．34%和18%C．16%和34%D．32%和18%解析：解此题目时，应先绘出两条链碱基符号，并注明含量，这样非常直观，便于推导和分析来理清解题思路，寻求解决方法。明确DNA的两条链中含碱基数目相同，且A＝T，G＝C，一条链中的A1、T1、G1、C1数量等于另一条链中的T2、A2、C2、G2数量。第一步，整理已知条件。G+C=34%，T1=32%，C1=18%。第二步，借助规律推导所需公式。所以A+T=66%，A1+T1=A2+T2=66%，G1+C1=G2+C2=34%。第三步，计算。在它的互补链中，T2=A1=66%-32%=34%，C2=G1=34%-18%=16%。故A正确。例2：分析某生物的双链DNA,发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占听老师的讲解并配合老师回答熟练理解、掌握做题技巧加深学生对DNA分子碱基数量规律的理解和掌握12全部碱基的64%,其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则对应链中腺嘌呤占整个DNA碱基的比例是()A、17%B、32%C、34%D、50%解析：因为A+T是两个互补碱基和，所以无论单链和双链之间的比值都相等，所以题目重视表述“腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64％”，也可以是占“其中一条链上”的64%，则可求出这条链中胸腺嘧啶占该链全部碱基的比例是64%—30%=34%，即对应链中腺嘌呤占对应链全部碱基的34%，而问占整个DNA碱基的比例除2即可。[总结做题方法]：1.仔细读题，搞清题中所给的和所求的碱基比例是占整个DNA分子的碱基比例，还是占DNA分子一条链的碱基比例。2.画一个DNA分子的模式图，并在图中标出已知的和所要求的碱基。3．根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。拓展训练引导学生做导学案的拓展训练,让两位同学爬黑板做。训练1、从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是：鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A．42%B．27%C．26%D．14%训练2、若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总数的44%，在其中的一条链中A和C分别占该链碱基总数的22%和30%，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基总数的比例为()A．34%、14%B．22%、30%C．14%、34%D．20%、28%计算导学案上的题目并总结规律。拓展学生思维，更好理解新知识题型二：DNA复制中碱基数计算————基础知识DNA复制其方式是半保留复制，具体过程如图所示：每个子代DNA分子中的碱基含量和亲代DNA分子中的碱基含量相同。从图可看出无论复制几次，子代DNA分子中始终有两条链是原亲代DNA的两条模板链，也就是相当于始终有一个DNA分学生在组与组比较交流过程中回顾DNA的复制过程，并自己动手绘出DNA复充分利用模型，发挥教师的主导作用，精心点拔，引导学生观察讨论，归纳引导学生从感性到理性，从抽象到形象，子不是复制而来的。因此，复制过程所需要的原料——碱基量，应该是所有子代DNA分子中的碱基量减去一个DNA分子中的碱基量。而DNA复制所得子代DNA分子数是成指数增加的，那么一个DNA分子复制过程中，所需的原料——碱基量与复制次数（n）间可建立如下数学模型：复制n次所需某碱基量=（2n－1）×一个DAN中所含某碱基量第n次复制时，已经复制完2n-1，是由2n-1个增加到2n个，所以新增加的DNA分子数量为：2n－2n-1=2n-1，所以第n次复制所需的原料与复制次数（n）间可建立如下数学模型：第n次复制所需某碱基量=（2n-1）×一个DAN中所含某碱基量制模式图在掌握碱基计算的基础上理解模型中的数学公式层层深入准确掌握知识要点。拓宽学生的视野例题讲解例3：具有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含60个腺嘌呤，如果连续复制2次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数为（）A.60B.80C.120D.180解析：第一步，求出一个DNA分子中鸟嘌呤的数目。具有100个碱基对（碱基数为200个）的一个DNA分子片段，内含60个腺嘌呤，则含鸟嘌呤40个。第二步，根据公式：需要的游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数＝DNA分子中该碱基数×（2n-1）＝40×（22-1）＝120个，式中n为复制次数。例4：有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个()A．40n－1B．40nC．40×2n－1D．40×2n解析：第一步，求出一个DNA分子中胸腺嘧啶的数目。共有100个碱基对即200个碱基，其中C有60个，则T为40个。第二步，在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸40×2n－1个。答案：C以小组为单位进行讨论，交流，合作完成。培养和训练学生的分工合作能力拓展训练：训练3：某DNA分子有碱基200对，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的60％，则该DNA连续复制二次所需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为（）A．80B．160C．240D．320训练4：某DNA分子含有m对碱基，其中腺嘌呤有A个。此DNA在连续复制时，对所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，不正确的是（）A、在第一次复制时，需要（m－A）个B、在第二次复制时，需要3（m－A）个C、在第n次复制时，需要2n－1（m－A）个D、在n次复制过程中，总共需要（2n－1）（m－A）个计算导学案上的题目并总结规律。理解、掌握让学生自己计算、推导，使他们在自己的努力下解决问题，体会探索成功的愉悦感，增强学生在学习中的自主探究意识，提高学生的观察、分析、归纳能力。题型三：基因表达中碱基计算——基础知识基因表达包括转录和翻译两个阶段。转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。由于DNA是双链，RNA是单链，因此，合成的RNA上的碱基数是DAN上碱基数的一半。翻译是指以RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。此过程中RNA上相邻的三个碱基（即一个遗传密码）决定一个氨基酸，合成的蛋白质上的氨基酸数是RNA上碱基数的三分之一，DNA上碱基数的六分之一。由此可见，蛋白质合成过程中DNA上的碱基数、RNA上的碱基数以及蛋白质上的氨基酸数间可建立如下数学模型：DNA上的碱基数﹕RNA上的碱基数﹕蛋白质上的氨基酸数=6：3﹕1要注意的是，在蛋白质合成过程中在RNA上有一个终止密码，因此这样算出来的碱基数是最少碱基数。回顾与蛋白质脱水缩合有关的规律，并与基因的表达结合培养学生的综合能力，是学生形成相应的知识体系例题讲解例5：某条多肽的相对分子质量为2778,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是（）?A．75对碱基B．78对碱基C．90对碱基D．93对碱基解析：第一步，求出氨基酸的数目。设氨基酸有X个，则：110X-18(X-1)=2778，得X=30。第二步，依据数量关系求解。根据6:3:1得，基因中的碱基对数为30*3，再考虑终止密码对应的三对碱基得：93对碱基。例6：已知某多肽链的平均相对分子质量为10320，氨基酸的平均相对分子质量为120，脱氧核苷酸的平均相对分子质量为300．那么，合成该多肽化合物的基因的相对分子质量约为（）A、12120B、90900C、181800D、170928解析：第一步，求出氨基酸的数目。设多肽链由n个氨基酸脱水缩合形成，根据蛋白质的分子量=氨基酸分子量×氨基酸分子数-18×水的分子数，肽键数=水分子数=氨基酸数-肽链数，可得：10320=120×n-18×（n-1），求出n＝101。第二步，依据数量关系求解。因此控制该多肽链的基因中，含脱氧核苷酸606个，脱氧核苷酸形成双链的DNA片段脱去n-2个水，则合成该多肽化合物的基因的相对分子质量约为606×300-（606-2）×18=170928。故选：D．找两位同学到黑板上完成题目的解答，其余同学在草纸上完成计算过程培养学生分析综合型问题、解决复杂问题的能力拓展训练训练5：一条肽链上有100个肽键，控制这条肽链合成的基因所含的碱基至少有（）A、100个B、101个C、303个D、606个训练6：已知一个蛋白质由两条多肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共250个，则转录该mRNA的基因中C和T不少于（）A．200个B．400个C．600个D．800个利用学到的解题方法解决问题巩固所学知识题型四：与DNA复制、细胞分裂有关的综合计算细胞无论进行有丝分裂还是减数分裂，首先都要进行DNA的复制，然后DNA再分配到子细胞中去。这一过程中要涉及到DNA的半保留复制、姐妹染色单体和同源染色体等染色体形为变化、有丝分裂与减数分裂的区别等知识，在碰到具体问题时，通过画简图的办法就可以疏清脉络，化难为易。回顾有丝分裂和减数分裂的过程，并将其融入DNA的复制过程帮助学生形成知识体系例题讲解例7：取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中DNA，然后放在含14N的