2019高中生物第3章第2节DNA分子的结构教案新人教版.docx

DNA分子的结构一、DNA双螺旋结构模型的构建1模型名称：DNA双螺旋结构模型。2构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。3模型构建历程二、DNA分子的结构1DNA的结构层次基本组成元素：C、H、O、N、P 基本组 成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 基本组 成单位：脱氧核苷酸(4种) DNA脱氧核苷酸链 两条DNADNA双螺旋结构2DNA分子双螺旋结构的特点(1)两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)碱基互补配对原则：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。一、DNA双螺旋结构模型的构建1仔细阅读教材P4748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？提示：当时科学界已发现的证据；英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的X射线衍射图谱；奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。(2)沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？提示：将碱基置于螺旋外部。以相同碱基进行配对连接双链。2判断正误(1)在DNA模型构建过程中，沃森和克里克曾尝试构建三螺旋结构模型。()(2)沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。()二、DNA分子的结构1观察教材P49图311，结合制作模型体验，探讨下列问题：(1)DNA分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？提示：同一条链中连接相邻两个碱基的结构是脱氧核糖磷酸脱氧核糖；两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。(2)运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA分子中，(AG)/(CT)的值相同吗？在DNA分子的一条链中是否存在同样的规律？提示：相同。在双链DNA分子中，由于AT，GC，所以嘌呤数等于嘧啶数，即AGTC，可得(AG)/(TC)1，因此双链DNA分子中(AG)/(TC)的值相同。在单链DNA分子中不存在同样的规律，因为A与T，G与C不一定相等。(3)结合DNA分子结构特点，归纳DNA分子结构稳定性的原因。提示：DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。2连线(将下列能组成核苷酸的分子进行连线)DNA分子中的碱基计算规律1碱基互补配对原则2碱基间的数量关系3.碱基比例与DNA分子的共性和特异性(1)共性：1；1；1(2)特异性：的比值是多样的，是DNA分子多样性和特异性的主要表现。特别提醒(1)在DNA单链中，A与T、G与C也可能相等。(2)(AT)/(GC)的比值虽然能体现DNA分子的特异性，但不同的DNA分子中该值有可能相同。例1如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答：(1)从主链上看，两条单链_平行；从碱基关系看，两条单链_。(2)_和_相间排列，构成了DNA分子的基本骨架。(3)图中有_种碱基，_种碱基对。(4)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：该DNA片段中共有腺嘌呤_个，C和G构成的碱基对共_对。在DNA分子稳定性的比较中，_碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。解析(1)从主链上看，两条单链是反向平行的；从碱基关系看，两条单链遵循碱基互补配对原则。(2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。(3)图中涉及4种碱基，4种碱基之间的配对方式有两种，但碱基对的种类有4种，即AT、TA、GC、CG。(4)假设该DNA片段只有A、T两种碱基，则200个碱基，100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即GC或CG碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为1/2(200260)40个，C和G共60对。由于G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G与C构成的碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。答案(1)反向碱基互补配对(2)脱氧核糖磷酸(3)44(4)4060G与C例2一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子上碱基总数的24%，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链上碱基数目的()A44%B24% C14% D28%解析画出DNA简图(如图所示)，依题意，列出等量关系：(A1G1)/G140%A11.4G1而在整个DNA分子中：(A1G1)/20024%A1G148联立得：A128。整个DNA分子中A1T2，因此正确答案是D。答案D双链DNA分子中碱基数量关系的归纳(1)碱基互补配对原则的应用：在双链DNA分子中，四种碱基的比例和为1。(2)AT，CG，AGCTACGT总碱基数的1/2。(3)互补碱基之和的比值(AT)(CG)在已知链、互补链和整个DNA分子中相等；非互补碱基之和的比值如(AC)(TG)在已知链与互补链间互为倒数，在整个DNA分子中该比值为1。(4)在一个双链DNA分子中，某种碱基的比例等于其在每条链上所占比例的平均值。课堂归纳网络构建填充：双螺旋反向平行交替连接互补配对关键语句1DNA分子的双螺旋结构(1)两条链反向平行；(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列于外侧，构成基本骨架；(3)碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。2双链DNA分子中，嘌呤碱基数嘧啶碱基数，即AGTC。3互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。4在DNA分子中，含GC碱基对越多的DNA分子相对越稳定。5非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，而在整个DNA分子中比值为1。知识点一、DNA双螺旋结构模型的构建1下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是()A沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA以4种脱氧核苷酸(碱基为A、T、G、C)为单位连接而成的长链的基础上B威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构C沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学D沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出了科学的模型解析：选B沃森和克里克依据威尔金斯和富兰克林提供的 DNA衍射图谱及有关数据，推出DNA分子呈螺旋结构。2制作DNA分子的双螺旋结构模型时，发现制成的DNA分子的平面结构很像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”之间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键以及遵循的原则依次是()磷酸和脱氧核糖氢键 碱基对 碱基互补配对A BC D解析：选B“扶手”代表DNA的骨架，即磷酸和脱氧核糖交替连接形成的长链，排列在内侧的碱基对相当于“阶梯”，连接“阶梯”的化学键是氢键，碱基间遵循碱基互补配对原则。3(上海高考)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：选AA和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是AT，GC，依题意，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，则DNA的粗细相同。4(广东高考)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于()证明DNA是主要的遗传物质确定DNA是染色体的组成成分发现DNA如何储存遗传信息为DNA复制机制的阐明奠定基础A B C D解析：选DDNA双螺旋结构模型中，碱基排列在内侧，碱基对的排列顺序代表遗传信息，正确；DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制，DNA双螺旋结构模型为DNA复制机制的阐明奠定基础，正确。知识点二、DNA分子结构5关于DNA分子双螺旋结构特点的叙述，错误的是()ADNA分子由两条反向平行的链组成B脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧C碱基对构成DNA分子的基本骨架D两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对解析：选CDNA分子中，脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。6有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是()A三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶B两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶C两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶解析：选C据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。知识点三、DNA分子结构中相关碱基计算7DNA的一条单链中(AG)/(TC)0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为()A0.4、0.6 B2.5、1.0C0.4、0.4 D0.6、1.0解析：选B根据碱基互补配对原则，在整个DNA分子中，因AT，GC，所以(AG)/(TC)比值为1.0。在双链DNA分子中，一条链上的(AG)/(TC)与另一条链上的(TC)/(AG)相等为0.4，因而互补链中(AG)/(TC)2.5，互为倒数。8以下四个双链DNA分子中，稳定性最差的是()AA占25% BT占30%CG占25% DC占30%解析：选BDNA分子结构稳定性表现在相对稳定的双螺旋结构；碱基对通过氢键连接，氢键含量越高，稳定性越强。根据碱基互补配对原则可计算四个双链DNA分子中含GC碱基对最少的稳定性最差。A项中GC50%；B项中GC40%；C项中GC50%；D项中GC60%。9如图表示某大肠杆菌DNA分子结构的片段，请据图回答：(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与4是通过_连接起来的。(4)DNA被彻底氧化分解后，能产生含N废物的是_。解析：图示为DNA片段，1代表磷酸，2是脱氧核糖，3、4代表含氮碱基。两条链之间通过碱基对间的氢键相连。答案：(1)磷酸脱氧核糖脱氧核糖核苷酸(2)两鸟嘌呤、胞嘧啶(3)氢键(4)含氮碱基(时间：30分钟；满分：50分)一、选择题(每小题5分，共30分)1下列哪项不是沃森和克里克构建过的模型()A碱基在外侧的双螺旋结构模型B同种碱基配对的三螺旋结构模型C碱基在外侧的三螺旋结构模型D碱基互补配对的双螺旋结构模型解析：选B沃森和克里克最先提出了碱基在外侧的双螺旋和三螺旋结构模型，后来又提出了碱基在内侧的双螺旋结构模型，并且同种碱基配对。最后提出了碱基互补配对的双螺旋结构模型。2下列关于核酸的叙述中，正确的是()ADNA和RNA中的五碳糖相同B组成DNA与ATP的元素种类不同CT2噬菌体的遗传信息储存在RNA中D双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数解析：选DDNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖；DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成的。T2噬菌体的遗传物质为DNA，故其遗传信息也储存在DNA中。双链DNA分子中嘌呤和嘧啶碱基互补配对，故两者数量相等。3下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是()ADNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧BDNA分子中的两条链反向平行CDNA分子中只有4种碱基，所以实际上只能构成44种DNADDNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则解析：选C在DNA分子中，AT，GC，脱氧核糖与磷酸交替排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架。DNA分子多样性取决于碱基种类、数量及排列顺序。4在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。下列连接中错误的是()解析：选B脱氧核苷酸之间是通过每个脱氧核苷酸的脱氧核糖上的3碳位的羟基与相邻脱氧核苷酸的5碳位的磷酸之间脱水缩合形成3，5磷酸二酯键相连。5现有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个数统计和计算得到下列结果：(AT)(GC)(AG)(TC)1。根据此结果，该样品()A无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸B可被确定为双链DNAC无法被确定是单链DNA还是双链DNAD可被确定为单链DNA解析：选C由于核酸样品检测得到碱基A、T、C、G，所以该核酸一定是DNA，而不是RNA。据题意可知四种碱基相等，即ATGC，这样就无法确定是单链DNA还是双链DNA。6噬菌体X174是单链DNA生物，当它感染宿主细胞时，首先形成复制型(RF)的双链DNA分子。如果该生物DNA的碱基构成是：27%A，31%G，22%T和20%C。那么，RF中的碱基构成情况是()A27%A，31%G，22%T和20%CB24.5%A，25.5%G，24.5%T和25.5%CC22%A，20%G，27%T和31%CD25.5%A，24.5%G，25.5%T和24.5%C解析：选B双链DNA中A与T配对，可算出AT(27%22%)1/224.5%，那么GC25.5%。二、非选择题(共20分)7(12分)如图是DNA分子片段的结构图，请据图回答：(1)图甲是DNA分子片段的_结构，图乙是DNA分子片段的_结构。(2)写出图中部分结构的名称：2_、5_。(3)从图中可以看出DNA分子中的两条长链是由_和_交替连接的。(4)碱基配对的方式为：_与_配对；_与_配对。(5)从图甲中可以看出，组成DNA分子的两条链的方向是_的，从图乙中可以看出，组成DNA分子的两条链相互缠绕成_的_结构。解析：(1)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子片段的平面结构，而乙表示的是DNA分子片段的立体(空间)结构。(2)图中2表示的是一条脱氧核苷酸长链的片段，而5表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架