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1、8888 第一高级中学导学案 生物-遗传与进化模块 编号：11第 1 页第三章第二节第三章第二节 DNADNA 分子的结构分子的结构导学案导学案高一生物组 撰稿人：8888 审稿人：9999 2009 年 3 月 12 日 【 【自学自学导导航航】 】1.1.学习目标：学习目标：（1）理解 DNA 分子的结构特点；（2）通过制作 DNA 双螺旋结构模型理解 DNA 分子结构的特点。2.2.学习重点：学习重点：（1）理解 DNA 分子的结构特点；（2）制作 DNA 双螺旋结构模型。3.3.学习难点：学习难点：（1）理解 DNA 分子的结构特点；（2）掌握 DNA 分子中关于碱基互补配对原则的相关
2、计算。4.4.学习建议：学习建议：学习 DNA 分子结构时，要明确构成 DNA 的化学元素、基本单位、化学结构和空间立体结构。要区别构成 DNA 的基本单位四种脱氧核苷酸。一分子脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基构成。结合教科书中 DNA 的化学组成平面图和双螺旋结构的空间立体图，明确 DNA 的结构。理解碱基互补配对原则。要理解 DNA 结构多样性和特异性的原因，构成 DNA 主链的磷酸和脱氧核糖的排列顺序是固定不变的，尽管构成 DNA 的碱基只有四种，碱基配对方式只有两种，然而，不同 DNA 的碱基数量不同，碱基对的排列顺序千变万化，构成了 DNA 的多样性。由于每个
3、DNA 具有特定的碱基排列顺序，决定了 DNA结构的特异性。关于碱基互补配对的计算题需要在理解的基础上推导出相关公式并加强练习。5.5.学习内容：学习内容：（1 1）DNADNA 双螺旋模型结构的构建过程：双螺旋模型结构的构建过程：DNA 是由四种脱氧核苷酸（含 、 、 、 四种碱基）形成的长链根据 DNA 衍射图谱推算出螺旋结构，尝试构建双螺旋或三螺旋结构 （特点：碱基位于螺旋外侧） 模型被否定，重新构建（ 骨架在外侧， 在内部的双链螺旋，但相同碱基相互配对）碱基配对方式违背化学规律，模型再次被否定获取信息（ 量等于 量， 量等于 量），重新构建模型模型与照 片比较相符，合理解释了碱基之间的
4、数量关系及 DNA 的复制，模型构建成功。问题问题 1 1：通过沃森和克里克构建：通过沃森和克里克构建 DNADNA 结构模型的过程，想一想科学家在研究过程中运用了哪些学结构模型的过程，想一想科学家在研究过程中运用了哪些学科知识与方法？他们是如何借鉴其他科学家的研究成果的？科学家的协作精神对你有何启示？科知识与方法？他们是如何借鉴其他科学家的研究成果的？科学家的协作精神对你有何启示？（2 2）DNADNA 分子结构的主要特点：分子结构的主要特点：DNA 分子由两条链构成，按 的方式盘旋成 结构；DNA 分子中 和 交替连接排列在 侧，构成了 ， 排在内侧；两条链上的碱基通过 连接成碱基对，并按
5、照碱基互补配对的原则一一对应（即 一定和配对， 一定和 配对）。问题问题 2 2：你是如何理解：你是如何理解 DNADNA 分子的特性的？（分子的特性的？（空间构型相对稳定具有稳定性、稳定性、不同的 DNA 分子具有多样性、多样性、每种 DNA 分子具有特异性）特异性）（3 3）制作）制作 DNADNA 双螺旋结构模型：双螺旋结构模型：熟悉各种组件所代表的物质制作脱氧核苷酸模型制作多核苷酸长链模型制作 DNA 分子平面结构模型制作 DNA 分子立体结构模型（双螺旋结构模型）8888 第一高级中学导学案 生物-遗传与进化模块 编号：11第 5 页（4 4）碱基互补配对原则的有关计算）碱基互补配对
6、原则的有关计算 最根本原则：碱基互补配对原则（最根本原则：碱基互补配对原则（A=TA=T、G=CG=C）。在双链在双链 DNADNA 中，嘌呤总数等于嘧啶总中，嘌呤总数等于嘧啶总数（数（A+G=T+CA+G=T+C）。（注：以下规律需自己尝试或小组合作推导）1. 在双链 DNA 中，两个非互补碱基之和占非互补碱基之和占 DNA 碱基总数的一半总数的一半；即（A+G）/总=（T+C）/总=50%。2. 在双链 DNA 中，一条一条链中两个互补互补碱基之和占该链的比值与另一条比值与另一条链中、双链双链中该比值相比值相等等。如（A1+T1）/总1=（A2+T2）/总2=（A+T）/总3. 在双链 D
7、NA 中，一条一条链中两个不互补不互补碱基之和与另外另外两个不互补不互补碱基之和的比值与另一条比值与另一条链中该比值互为倒数关系比值互为倒数关系。如（A1+C1）/（G1+T1）=a,则（A2+C2）/（G2+T2）=1/a你还能做出更多推论吗？问题问题 3 3：在双链：在双链 DNADNA 分子中，（分子中，（A+TA+T）/ /（G+CG+C）一定等于）一定等于 1 1 吗？你是如何理解吗？你是如何理解“其比值为特定其比值为特定值代表着值代表着 DNADNA 分子的特异性分子的特异性”的？的？4.自然界的 DNA 有单双链之分。可根据碱基种类判断是 DNA 还是 RNA（DNA 的碱基有
8、T 无U，RNA 相反）；可根据碱基数量关系判断是单链还是双链（若存在着碱基互补配对的数量关系，则为双链）。 【 【自我自我测评测评】 】 A A 级：级：（ ）1.马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是（ ）。A.生活环境不同 B.DNA 分子中碱基对排列顺序不同C.着丝点数目不同 D.DNA 分子中碱基配对方式不同（ ）2.在下图的各小图中，正确代表脱氧核苷酸的结构是（ ）。（ ）3.DNA 分子中，两条链上排列顺序不变的是（ ）。A.碱基对排列 B.四种脱氧核苷酸 C.脱氧核糖和磷酸 D.碱基和磷酸 B B 级：级：（ ）4.对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴
9、别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是（ ）。8888 第一高级中学导学案 生物-遗传与进化模块 编号：11第 4 页A.蛋白质 B.DNA C.RNA D.核苷酸（ ）5.下列各项中，决定 DNA 遗传特异性的是（ ）。A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B.碱基互补配对原则C.嘌呤总数与嘧啶总数的比值 D.碱基对排列顺序（ ）6.在双链 DNA 分子中，每条脱氧核苷酸链中连接两个相邻的脱氧核苷酸之间的键为（ ）。A.肽键 B.氢键 C.磷酸二脂键 D.高能磷酸键7.在制作 DNA 一条链时，将每个脱氧核苷酸的 和 相间排列依次连接起来。在制作另一条单链时，
10、一是两条长链的脱氧核苷酸 必须相同；二是两条长链并排时必须保证 间互相配对；三是两条长链的方向是 。若制作含 100 个碱基的一段 DNA分子模型，现已有 20 个碱基 A 部件，还需准备 T 部件 个，C 部件 个，G 部件 个。 C C 级级: :（ ） 8.分析一段双链 DNA 的组成表明，下列的相关比值中，哪一个是可变的（ ）。A.A/T B.G/C C.(A+T)/(G+C) D.(A+G)/(T+C) （ ）9.某一 DNA 分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤二者共占碱基总量的 46%，其中一条链上腺嘌呤占此链碱基量的 28%，则另一条链上腺嘌呤占此链碱基量的百分比为（ ）。A.46% B.2
11、6% C.54% D.24%10.右图是 DNA 分子结构模式图，请写出至的名称，并按要求回答下面的问题。（1）填写名称： ； ； ； ； ； ； ； 。（2）连接 G 与 C，A 与 T 之间的化学键名称是 。（3）决定 DNA 分子结构特异性的是 。（4）DNA 分子的这种结构称为 。（5）有人形象的将 DNA 的平面结构比喻为一架“梯子”，那么组成这个“梯子”“扶手”的物质是 和 ，它形成了 DNA 分子的基本骨架；相当于两个“扶手”间“阶梯”的物质是 ，它的形成靠 相连，并严格遵循 原则。11.分析下图，回答下面的问题。（1）图中 A 是 ，F 是 ，B 是 。（2）一般来说，一个 G
12、 中含有 个 E，在细胞有丝分裂的中期，G 和 E 的比例是 。8888 第一高级中学导学案 生物-遗传与进化模块 编号：11第 4 页（3）E 的组成单位是图中的 ，共有 种。DNA 结构多样性的原因是图中的 决定的。（4）DNA 分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成 结构。 D D 级级: :（ ） 12.在含有四种碱基的 DNA 区段中，有腺嘌呤 a 个，占该区段全部碱基的比例为 b，则（ ）。（ ）13.若 DNA 分子一条链中（A+G）/（T+C）=a，则其互补链中该比值为（ ）。A.a B.1 C.1a D.1-1a（ ） 14.下列有关 DNA 的叙述中，正确的是（
13、 ）。A.同一生物个体各种体细胞核中的 DNA,具有相同的碱基组成 B.DNA 只存在于细胞核中C.细胞缺水和营养不足将影响 DNA 碱基组成 D.单链 DNA 分子的碱基含量的 A+G=C+T 或A+C=G+T （ ）15.下列的碱基比例关系一定是双链 DNA 的是（ ）。（ ）16.若 DNA 分子中一条链中碱基比值为 A:C:G:T=1: 1.5:2:2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的比值为（ ）。A.5:4 B.4:3 C.3:2 D. 5:2 【 【自我感悟自我感悟】 】【 【参考答案参考答案】 】 A A 级级: : 1-3: B C C B B 级级: : 4-6: D D
14、 C 7. 磷酸 脱氧核糖 数量 碱基 相反的 20 30 30 C C 级级: : 8-9: C B 10. （1）胸腺嘧啶 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶（2）氢键（3）碱基对的排列顺序（或脱氧核苷酸的排列顺序）（4）双螺旋结构（5）磷酸 脱氧核糖 碱基对 氢键 碱基互补配对11. （1）含氮碱基 蛋白质 脱氧核糖（2）一 12（3）D 4 D（脱氧核苷酸）的排列顺序（4）双螺旋 D D 级级: : 12-16: C C A D B 【 【反思提高反思提高】 】1.DNA 分子的结构层次依次为：元素（C、H、O、N、P）、化合物（脱氧核糖、磷酸、四种含氮碱基）、基本单位（四种脱氧核苷酸）、平面结构、立体结构。8888 第一高级中学导学案 生物-遗传与进化模块 编号：11第 4 页2.DNA 的空间结构：双螺旋结构外侧由磷酸和脱氧核糖交替连接，形成的两条反向平行的双链结构相对稳定；而双螺旋结构内侧的对应碱基由氢键连接且互补配对，并且碱基比率和序列是可变的。3.DNA 的结构特点：空间构型具有稳定性（是相对的）；不同不同的 DNA 分子具有多样性；每种每种 DNA分子具有特异性。4.DNA 分子中碱基配对的方式只有两种：A-T、C-G，但排列次序有 4n种（n 为碱基对数，不是碱基数)。5
