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1、第四章第二节DNA分子的结构和复制第1课时DNA分子的结构1.阅读教材P67，了解DNA双螺旋结构模型的构建过程。2.结合教材P6869，概述DNA分子的双螺旋结构模型的特点。3.通过制作DNA双螺旋结构模型，理解DNA分子的结构特点及相关计算。学习导航重难点击1.DNA分子的双螺旋结构模型的特点。2.DNA分子结构的有关计算规律。通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA。那么DNA究竟具有怎样的结构呢？上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程，这就是科学家模拟的DNA模型，下面就让我们重温科学家构建D
2、NA模型的研究历程，分析DNA的结构特点。一、DNA分子结构的认识过程及结构特点二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律当堂检测一、DNA分子结构的认识过程及结构特点知识梳理答案1.对DNA分子结构的认识过程时期科学家成果20世纪30年代后期瑞典科学家证明DNA分子是的1951年查哥夫(奥地利)定量分析DNA分子的碱基组成，发现腺嘌呤(A)的量总是等于 的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于 的量不对称胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)答案1952年富兰克琳(英)确认DNA为 结构，而不是由 构成1953年沃森(美)和克里克(英)提出DNA分子的 模型螺旋一条链双螺旋结构2.DNA分子的结构(1)写出图中各
3、部分的名称。答案胸腺嘧啶(T)脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)(2)从图中可以看出，和A配对的一定是T，和G配对的一定是C，碱基对之间靠 连接。其中AT之间是 个氢键，GC之间是 个氢键。(3)双螺旋结构特点DNA分子是由两条链构成的，这两条链按照 的方式盘旋成双螺旋结构。DNA分子中的 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。两条链上的碱基通过 连接成碱基对。碱基配对的规律是： 与T配对， 与C配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做 原则。答案氢键23反向平行脱氧核糖和磷酸碱基氢键AG碱基互补配对如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：
4、合作探究合作探究1.图中的1、2、5、7的名称分别是什么？答答案案1为碱基对、2为一条脱氧核苷酸单链片段、5为腺嘌呤脱氧核苷酸、7为氢键。答案2.DNA分子结构的基本骨架是怎样构成的？答答案案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。3.碱基对之间是怎样结合的？配对有什么规律？答答案案DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。4.该片段中，游离的磷酸基有几个？答案答案2个。答案5.DNA分子具有多样性的原因是什么？答答案案不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目存在差异，排列顺序多种多样。n对脱氧核苷酸可构成4n种排列次序(n为脱氧核苷酸
5、“对”数)。答案活学活用1.下面对DNA结构的叙述中，错误的是()A.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧B.DNA分子中的两条链反向平行C.DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等D.DNA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答案解解析析在DNA分子中，AT、GC，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子两条链反向平行；AT间是2个氢键，GC间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。C一题多变一题多变判断正误：(1)DNA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
6、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A与T配对，G与C配对()答案方法链接方法链接DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸；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。返回二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律知识梳理1.制作DN
7、A双螺旋结构模型(1)材料用具：硬塑方框2个(长约10 cm)，细铁丝2根(长约0.5 m)，球形塑料片(代表磷酸)若干，双层五边形塑料片(代表脱氧核糖)若干，4种不同颜色的长方形塑料片(代表4种不同碱基)若干，粗铁丝2根(长约10 cm)，订书钉。(2)实验步骤组装“脱氧核苷酸模型”：利用材料制作若干个、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。答案脱氧核糖答案制作“多核苷酸长链模型”：按照一定的碱基排列顺序，将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成一条多核苷酸长链。在组装另一条多核苷酸长链时，方法相同，但要注意两点：一是两条长链的单核苷酸数目必须 ；二是两条长链并排时，必须保证碱基之间能够，不能随意组
8、装。制作DNA分子平面结构模型：按照 的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向 。制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)：把DNA分子的平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。相同互补配对碱基互补配对相反答案胸腺胞嘧啶TC相等TC不同111合作探究合作探究结合DNA分子双螺旋结构模型的特点，分析：1.设在双链DNA分子中的1号链上A1T1n%，则2号链上A2T2的比例为多少？整个DNA分子中AT的比例又是多少？据此，你有什么结论？分分析析因为A1T2，A2T1，则：A1T1T2A2n%。整个DNA分子中：ATn%。即在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任
9、意一条链及整个DNA分子中都相等。答答案案T2A2n%；整个DNA分子中：ATn%；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。分析答案分析答案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()A.35% B.29%C.28% D.21%活学活用解解析析整个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%，又因为其中一条链(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)
10、占DNA分子碱基总数的21%。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DNA整个分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%，所以答案选A。解析答案A易错提醒易错提醒进行碱基计算时要注意以下几点(1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。(2)注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。(3)解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。答案反向平行磷酸脱氧核糖互补配对返回当堂检测1.下列关于沃森和克里克、富兰克琳、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是()A.富兰克琳提供了DNA分子的电子显微
11、镜图像B.沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D.富兰克琳和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量12345B答案解析答案123452.在制作DNA双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型，圆代表磷酸，下列叙述正确的是()A.方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基B.两个圆可用别针(代表共价键)连接，以形成DNA的侧链C.别针(代表共价键)应连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同3.右下面为DNA分子的结构示意图，对该图的正确描述是()A.和相间排列，构成了DNA分子
12、的 基本骨架B.构成胞嘧啶脱氧核苷酸C.占的比例越大，DNA分子越稳定D.DNA分子中依次代表A、G、 C、T12345解析答案4.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答案12345解解析析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。C5.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分子是由许多脱氧核
13、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。1234512345材料三根据富兰克琳(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_。12345(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_。(6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各对应碱基之间的关系是_，并成功地构建了DNA分子的双螺旋结构模型。解析答案返回
