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1、第第2节节DNA分子的结构分子的结构课标解读课标解读1概概述述DNA分分子子结结构构的的主主要要特特点点。2.制制作作DNA分分子子双双螺螺旋旋结构模型。结构模型。3.讨论讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。双螺旋结构模型的构建历程。1构建者构建者美国生物学家美国生物学家 和英国物理学家和英国物理学家 。DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 沃森沃森克里克克里克2构建过程构建过程3新模型的特点及意义新模型的特点及意义(1)特特点点：AT碱碱基基对对与与GC碱碱基基对对具具有有相相同同的的形形状状和和直径，这样组成的直径，这样组成的DNA分子具有分子具有 。(2)意义：意义：能解释能解
2、释A、T、G、C的数量关系；的数量关系；能解释能解释DNA的的 ；模型与模型与X射线衍射照片完全相符。射线衍射照片完全相符。稳定的直径稳定的直径复制复制思思维维激激活活1 DNA分分子子模模型型构构建建过过程程中中有有哪哪些些科科学学成成果果为为沃沃森和克里克提供了支持？森和克里克提供了支持？提提示示(1)威威尔尔金金斯斯和和富富兰兰克克林林提提供供的的DNA衍衍射射图图谱谱表表明明DNA分子呈螺旋结构。分子呈螺旋结构。(2)查查哥哥夫夫测测定定DNA的的分分子子组组成成，发发现现腺腺嘌嘌呤呤(A)的的量量总总是是等等于于胸胸腺腺嘧嘧啶啶(T)的的量量；胞胞嘧嘧啶啶(C)的的量量总总是是等等于
3、于鸟鸟嘌嘌呤呤(G)的量。的量。DNA分子结构层次和模型建立的对应性分子结构层次和模型建立的对应性比较比较项目项目DNA分子结构层次分子结构层次模型构建模型构建层次层次或过或过程程基本组成元素：基本组成元素：C、H、O、N、P基本组成物质：磷酸、基本组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基脱氧核糖、含氮碱基基本组成单位：脱氧核苷基本组成单位：脱氧核苷 酸酸(4种种)DNA单链：脱氧核苷酸链单链：脱氧核苷酸链DNA双链双链空间结构：空间结构：DNA分子双分子双 螺旋结构螺旋结构制作若干个磷酸、制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基脱氧核糖、碱基若干个脱氧核苷酸若干个脱氧核苷酸 连接连接脱氧核苷酸单链脱氧核苷酸
4、单链 两条两条DNA分子的平面结构分子的平面结构 旋转旋转DNA分子的分子的双螺旋结构双螺旋结构【强强化化训训练练1】 下下列列关关于于威威尔尔金金斯斯、沃沃森森和和克克里里克克、富富兰兰克克林林、查查哥哥夫夫等等人人在在DNA分分子子结结构构构构建建方方面面的的突突出出贡贡献献的的说法中，正确的是说法中，正确的是()。A威威尔尔金金斯斯和和富富兰兰克克林林提提供供了了DNA分分子子的的电电子子显显微微镜镜图图像像B沃森和克里克提出了沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型分子的双螺旋结构模型C查哥夫提出了查哥夫提出了A与与T配对、配对、C与与G配对的正确关系配对的正确关系D富兰克林和查哥
5、夫发现富兰克林和查哥夫发现A量等于量等于T量、量、C量等于量等于G量量解解析析在在DNA分分子子结结构构构构建建方方面面，威威尔尔金金斯斯和和富富兰兰克克林林提提供供了了DNA的的衍衍射射图图谱谱；查查哥哥夫夫发发现现了了A量量等等于于T量量、C量量等等于于G量量。沃沃森森和和克克里里克克在在以以上上基基础础上上提提出出了了DNA分分子子的的双双螺螺旋旋结结构。构。答案答案B1填图填图右图为右图为DNA分子的双螺旋结构模型图，试着完成相关内分子的双螺旋结构模型图，试着完成相关内容。容。(1)写出图中各部分的名称：写出图中各部分的名称： ； ； ； ； ； ； ； 。DNA分子的结构分子的结构
6、胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对碱基对腺嘌呤腺嘌呤(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G)胞嘧啶胞嘧啶(C)(2)图中可以看出，和图中可以看出，和A配对的一定是配对的一定是T，和，和G配对的一定是配对的一定是C，碱基对之间靠，碱基对之间靠 连接。其中连接。其中AT之间是之间是 个氢键，个氢键，GC之间是之间是 个氢键。个氢键。 氢键氢键232双螺旋结构特点双螺旋结构特点(1)DNA分子是由两条链构成的，这两条链按分子是由两条链构成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的分子中的 交替连接，排列在交替连接，排列在外侧
7、，构成基本骨架；外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过两条链上的碱基通过 连接成碱基对。碱基配对的连接成碱基对。碱基配对的规律是：规律是： 与与T配对，配对， 与与C配对。碱基之间的这种一一配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做对应的关系，叫做 原则。原则。反向平行反向平行脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对碱基对氢键氢键AG碱基互补配对碱基互补配对3DNA分子的结构分子的结构判断正误判断正误(1)DNA的的两两条条核核糖糖核核苷苷酸酸链链反反向向平平行行盘盘旋旋成成双双螺螺旋旋结结构构。 ()(2)DNA双双螺螺旋旋结结构构的的基基本本骨骨架架是是由由脱脱氧氧
8、核核糖糖和和磷磷酸酸交交替替连接而成的。连接而成的。 ()(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。 ()(4)DNA上上碱碱基基对对的的形形成成遵遵循循碱碱基基互互补补配配对对原原则则，即即AT，GC。 ()思思维维激激活活2 在在一一个个双双链链DNA分分子子中中，脱脱氧氧核核糖糖、磷磷酸酸和和含含氮氮碱碱基基的的数数量量比比例例关关系系如如何何？一一个个DNA分分子子中中含含有有多多少少个个游离磷酸基团？游离磷酸基团？提提示示脱脱氧氧核核糖糖 磷磷酸酸 碱碱基基1 1 1。一一个个DNA分分子子中中只只含有含有2个游离磷酸基团。个游离磷酸基团。1DNA
9、分子的空间结构分析分子的空间结构分析分类分类主链主链内侧内侧构成构成方式方式磷酸和脱氧核糖交替连磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平接，两条主链呈反向平行，有规则盘旋成双螺行，有规则盘旋成双螺旋旋主链上对应碱基以氢键连主链上对应碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互接成对，对应碱基之间互补补(AT，GC)配对，碱配对，碱基平面之间平行基平面之间平行动态动态变化变化相对稳定相对稳定碱基比率和碱基序列可变碱基比率和碱基序列可变模模型型图图解解2DNA分子结构的特性分子结构的特性(1)稳定性稳定性原原因因：DNA分分子子中中脱脱氧氧核核糖糖和和磷磷酸酸交交替替连连接接排排列列在在外外侧侧，构成基本骨
10、架。构成基本骨架。DNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构的的中中间间为为碱碱基基对对，碱碱基基之之间间形形成成氢氢键键，从而维持双螺旋结构的稳定。从而维持双螺旋结构的稳定。DNA分分子子之之间间对对应应碱碱基基严严格格按按照照碱碱基基互互补补配配对对原原则则进进行行配配对。对。(2)多样性多样性不不同同的的DNA分分子子中中脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的数数目目有有差差异异，排排列列顺顺序序多多种种多多样样，n对对脱脱氧氧核核苷苷酸酸可可构构成成4n种种排排列列次次序序(n为为脱脱氧氧核核苷苷酸酸“对对”数数)。(3)特异性特异性每每一种一种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序。分子都有特定的碱基对排列顺
11、序。名师点睛名师点睛DNA结构的结构的“五、四、三、二、一五、四、三、二、一”记忆记忆五种元素：五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；，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；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；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。一种螺旋：规则的双螺旋结构。【强化训练【强化训练2】 如如图是图是DNA分子的部分平面结构示意图，下分子的部分平面结构示意图，下列有关叙述不正确的是列有关叙述不正确的是()。A图中图中4的全称是腺嘌呤脱氧核苷酸的
12、全称是腺嘌呤脱氧核苷酸B构成构成DNA的核苷酸种类的不同与的核苷酸种类的不同与2有关有关CN元素存在于图中的含氮碱基中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从主链上看，两条脱氧核苷酸链反向平行解解析析构构成成DNA分分子子的的基基本本单单位位是是脱脱氧氧核核苷苷酸酸，脱脱氧氧核核苷苷酸酸种种类类的的不不同同与与含含氮氮碱碱基基有有关关，与与脱脱氧氧核核糖糖无无关关，图图中中2为为脱脱氧核糖，氧核糖，3为含氮碱基。为含氮碱基。答案答案B【例【例1】 在在制作制作DNA双螺旋结构模型时，各双螺旋结构模型时，各“部件部件”之间需要之间需要连接。下图连接中错误的是连接。下图连
13、接中错误的是()。 构建构建DNA双螺旋结构模型，感悟双螺旋结构模型，感悟DNA的的结构结构深深度度剖剖析析同同一一条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链中中，相相邻邻脱脱氧氧核核苷苷酸酸之之间间的的连连接接是是通通过过脱脱氧氧核核糖糖上上的的3号号碳碳原原子子上上的的羟羟基基与与另另一一个个脱脱氧氧核苷酸的核苷酸的5号碳原子上的磷酸基团之间脱水聚合连接而成的。号碳原子上的磷酸基团之间脱水聚合连接而成的。答案答案B方法提炼方法提炼(1)制作原理制作原理DNA的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸双双链链反反向向平平行行，磷磷酸酸与与脱脱氧氧核核糖糖交交替替连连接接，排排列列在在外外侧侧。碱碱基基排排列列在在内内侧侧，
14、碱碱基基对对通通过过氢氢键键连连接接，碱碱基基互补配对。互补配对。(2)制作程序制作程序使使用用各各种种材材料料分分别别“制制作作”若若干干个个磷磷酸酸、脱脱氧氧核核糖糖、碱碱基基；将将各各种种配配件件整整合合在在一一起起，并并连连接接成成脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链；连连接接两两条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链，拼拼成成DNA分分子子平平面面结结构构图图；再再“旋旋转转”成成双双螺螺旋结构。旋结构。根根据据设设计计计计划划，对对制制作作的的DNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构模模型型进进行行检检查，对模型的不足加以修正。查，对模型的不足加以修正。【例例2】 假假设设一一个个DNA分分子子片片段段中中，
15、碱碱基基T共共312个个，占占全全部部碱碱基基的的26%，则则此此DNA片片段段中中碱碱基基G所所占占百百分分比比和和数数目目分别是分别是()。A26%,312个个 B24%,288个个C24%,298个个 D12%,144个个DNA分子结构中的碱基计算分子结构中的碱基计算 课堂小结课堂小结 1下列能正确表示下列能正确表示DNA片段的示意图的是片段的示意图的是()。 答案答案D2由由50个个脱脱氧氧核核苷苷酸酸构构成成的的DNA分分子子，按按其其碱碱基基的的排排列列顺顺序不同，决定了序不同，决定了DNA的种类及特性分别是的种类及特性分别是()。504种种450种种425种种遗遗传传性性多多样样
16、性性特特异性异性A B C D解解析析50个个脱脱氧氧核核苷苷酸酸共共构构成成了了25个个碱碱基基对对，共共有有排排列列顺顺序序425种种，由由此此说说明明由由于于碱碱基基对对(或或脱脱氧氧核核苷苷酸酸对对)的的排排列列顺序的多样性，决定了顺序的多样性，决定了DNA分子的多样性。分子的多样性。答案答案D3某某DNA分分子子中中AT占占整整个个DNA分分子子碱碱基基总总数数的的44%，其其中中一一条条链链(a)上上的的G占占该该链链碱碱基基总总数数的的21%，那那么么，对对应应的另一条互补链的另一条互补链(b)上的上的G占该链碱基总数的比例是占该链碱基总数的比例是()。A35% B29% C28
17、% D21%4下图是制作下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，请回答下面双螺旋结构模型的过程图，请回答下面的问题。的问题。(1)在在制制作作模模型型前前进进行行的的设设计计中中，甲甲处处应应考考虑虑具具备备_种种材材料，它们分别是料，它们分别是_；其中五边形材料表示；其中五边形材料表示_。(2)乙乙表表示示的的物物质质是是_，a位位置置的的元元素素是是_。制制作一个乙用到了作一个乙用到了_种材料。种材料。(3)由由乙乙连连接接成成丙丙的的过过程程，需需考考虑虑的的主主要要有有：两两条条链链中中五五边边形形材材料料的的顶顶角角应应呈呈_(填填“同同向向”或或“反反向向”)关关系系；若若一一条条
18、链链的的下下端端是是磷磷酸酸，则则另另一一条条链链的的上上端端应应该该是是_，这这样样制制作的目的是体现作的目的是体现DNA双链双链_的特点。的特点。(4)随随机机将将班班里里某某两两位位同同学学制制作作的的单单链链连连接接成成双双链链，不不合合理理的的地方最可能是地方最可能是_。(5)丙丙到到丁丁过过程程体体现现了了DNA分分子子_的的特特点点，丁丁中中排排在在外外侧的物质是侧的物质是_。答案答案(1)6磷磷酸、脱氧核糖、四种碱基脱氧核糖酸、脱氧核糖、四种碱基脱氧核糖(2)脱脱氧氧核核苷苷酸酸氧氧3(3)反反向向磷磷酸酸反反向向平平行行(4)双双链链间间的的碱碱基基配配对对不不遵遵循循碱碱基基互互补补原原则则(5)螺螺旋旋交交替替连连接接的的脱脱氧核糖和磷酸氧核糖和磷酸
