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1、DNA的分子结构和特点目标导航1.结合图例分析，概述DNA分子的双螺旋结构及特点。2.阅读教材图文，学会制作DNA双螺旋结构模型的构建过程。3.通过制作DNA双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。一、两种核酸在结构上的异同名称基本单位名称结构模式图DNA脱氧核糖核酸脱氧核苷酸RNA核糖核酸核糖核苷酸二、DNA分子的结构及主要特点1结构(1)该模型构建者：美国学者沃森和英国学者克里克。(2)写出图中的结构名称。_A_，_G_，腺嘌呤脱氧核苷酸，氢键。2DNA分子结构的三个主要特点：(1)两条链的位置及方向：反向平行。(2)主链的基本骨架：脱氧核糖与磷酸基团交替连接，排列在外侧
2、。(3)主链的内侧：碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。3卡伽夫法则：(1)在DNA分子中，A与T的分子数相等，G与C的分子数相等，有AGTC。(2)AT不一定等于GC。三、 制作DNA双螺旋结构模型1原理：DNA分子双螺旋结构的主要特点。2实验目的：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。3制作步骤：选择材料制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基连接多个脱氧核苷酸连接脱氧核苷酸长链形成一个DNA分子DNA双螺旋结构4注意事项(1)选材时，用不同形状、不同大小和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。(2)要选用有一定强度和韧性的支架和连接材料。判断正误：(1)D
3、NA分子由四种脱氧核苷酸组成，这四种脱氧核苷酸含有的碱基是A、U、C、G。()(2)AT碱基对和GC碱基对具有相同的形状和直径，使DNA分子具有稳定的直径。()(3)DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。()(4)DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。()(5)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。()(6)DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即AT，GC。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)一、DNA分子的结构及特点1DNA的分子组成2DNA的结构分类主链侧链构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则地盘旋成双螺旋主链上对应碱基以
4、氢键连接成对，对应碱基之间互补(AT，GC)配对，碱基平面之间平行排列位置双螺旋结构外侧双螺旋结构内侧动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变模型图解3.巧记DNA分子的组成及结构五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：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。4制作DNA双螺旋结构模型(1)制作原理DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。(2)制作程序使用各种材料分别“制作”若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件整合在
5、一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成DNA分子平面结构图；再“旋转”成双螺旋结构。根据设计计划，对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查，对模型的不足加以修正。1DNA分子中的碱基是如何连接的？答案 DNA单链中相邻的碱基之间通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连接，而在双链中碱基通过氢键连接。2在一个双链DNA分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例关系如何？一个DNA分子中含有多少个游离磷酸基团？答案脱氧核糖磷酸碱基111。一个DNA分子中只含有2个游离磷酸基团。3双链DNA分子中，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系？答案嘌呤碱基数嘧啶碱基数。 1如图是DNA分子的部分平面结构
6、示意图，下列有关叙述不正确的是()。A图中4的全称是腺嘌呤脱氧核苷酸B构成DNA的核苷酸种类的不同与2有关CN元素存在于图中的含氮碱基中D从主链上看，两条脱氧核苷酸链反向平行问题导析(1) 构成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸；(2) 脱氧核苷酸种类的不同与含氮碱基有关，与脱氧核糖无关，图中2为脱氧核糖，3为含氮碱基。答案B一题多变(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
7、_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。答案(1)反向碱基互补配对(2)脱氧核糖磷酸(3)44(4)4060G与C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)图中涉及到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：(200260)/24
8、0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。二、有关DNA分子结构的计算1DNA分子的共性和特异性(1)共性：不因生物种类的不同而不同。1；1；1(2)特异性：的值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。2相关计算如图是DNA分子中碱基配对的情况示意图，与碱基互补配对原则有关的规律：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。设在双链DNA分子中的一条
9、链上A1T1n%，因为A1T2，A2T1，则：A1T1T2A2n%。整个DNA分子中：ATn%。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。设双链DNA分子中，一条链上：m，则：m，所以互补链上。双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。DNA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种碱基对排列方式。1在双链DNA分子中，若某一条链中(AT)/(GC)m，则在另一条链中(AT)/(GC)的比值是多少？在整个DNA分子中(AT)/(GC)的比值是多少？答案在另一条链中及整个DNA分子中都是m。2在双链D
10、NA分子中，若某一条链中(AG)/(TC)n，则在另一条链中(AG)/(TC)的比值是多少？在整个DNA分子中(AG)/(TC)的比值是多少？答案在另一条链中(AG)/(TC)的比值为1/n，在整个DNA分子中(AG)/(TC)1。 2某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) 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%；(2) 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
11、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DNA分子碱基总数的21%。(3) 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)占整个DNA分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%。答案A一题多变已知某双链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()。A34%和16%B34%和18%C16%和34%D32%和18%答案A 1下列能正确表示DNA片段的示意图的是()。答案D2由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列顺
12、序不同，决定了DNA的种类及特性分别是()。504种450种425种遗传性多样性特异性AB CD答案D解析50个脱氧核苷酸共构成了25个碱基对，共有排列顺序425种，由此说明由于碱基对(或脱氧核苷酸对)的排列顺序的多样性，决定了DNA分子的多样性。3从某生物中提取出DNA进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的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链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()。A26%B24% C14%D11%答案A4分析以下材料，回答有关问题。材料一在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前，人们已经证实了DNA分子是由许多脱氧
13、核苷酸构成的长链，自然界中的DNA并不以单链形式存在，而是由两条链结合形成的。材料二在1949年到1951年期间，科学家查哥夫(E.Chargaff)研究不同生物的DNA时发现，DNA分子中的嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，即A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，但(AT)与(GC)的比值是不固定的。材料三根据富兰克林(R.E.Franklin)等人对DNA的X射线衍射分析表明，DNA分子由许多“亚单位”组成，每一层的间距为0.34 nm，而且整个DNA分子长链的直径是恒定的。以上科学研究成果为1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型奠定了基础。请分析回答：(1)材料一表明DNA分子是由两条_组成的，其基本单位是_。(2)嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，说明_。(3)A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，说明_。(4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明_。(5)富兰克林等人提出的DNA分子中的亚单位事实上是_；亚单位的间距都为0.34 nm，而且DNA分子的直径是恒定的，这些特征表明_
