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1、第第 2 2 节节DNADNA 分子的结构分子的结构 1 1体验 DNA 分子双螺旋结构模型的制作过程，学会制作DNA 分子的模型。 2 2掌握 DNA 分子的结构特点并会进行相应的碱基计算。(重、难点) DNA 双 螺 旋 结 构 模 型 的 构 建 1 1构建者 美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 2 2模型构建历程 3 3制作模型 (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: 制作若干个磷酸、脱氧核糖和碱基 若干个脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链 1 DNA 分子的平面结构 DNA
2、 分子立体结构 合作探讨 探讨1 1：写出脱氧核苷酸的化学元素组成、结构和种类。 提示：脱氧核苷酸的基本组成元素是C、H、O、N、P，每一分子脱氧核苷酸又是由一分 子磷酸、一分子含氮碱基和一分子脱氧核糖构成的，由于碱基的不同，脱氧核苷酸有4 种。 探讨2 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什么？ 提示：磷酸和脱氧核糖、碱基对、氢键、碱基互补配对原则。 思维升华 理清 DNA 分子结构层次 基本组成元素：C、H、O、N、P 基本组成物质：磷
3、酸、脱氧核糖、含氮碱基 基本组成单位：脱氧核苷酸(4 种) DNA 单链：脱氧核苷酸链 DNA 双链 空间结构：DNA 分子双螺旋结构 1 1下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、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威尔金斯和富兰克林提供了DNA 分子的电子显微镜图像 B沃森和克里克提出了DNA 分子的双螺旋结构模型 2 C查哥夫提出了 A 与 T 配对、C 与 G 配对的正确关系 D富兰克林和查哥夫发现A 的量等于 T 的量、C 的量等于 G 的量 【解析】根据发展史可知，沃森和克里克提出了DNA 分子的双螺旋结构模型。 【答案】B 2在制作 DNA
4、 双螺旋结构模型时， 如图为两个脱氧核苷酸的模型， 其中圆圈代表磷酸。 下列说法中正确的是()【导学号：10090087】 A方形可能代表 A、T、C、U 四种含氮碱基 B两个圆圈可用曲别针(代表化学键)连接，以形成 DNA 的单链 C曲别针(代表化学键)应该连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆圈上 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 【解析】方形代表含氮碱基，在DNA 中有 A、T、C、G 四种，没有 U，A 错误；DNA 中 一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆圈相连接以形成DNA 单链，而不是两个圆圈之间， B 错误、C 正确；两条 DNA 单链的位置关系是反向
5、平行，D 错误。 【答案】C 识读 DNA 分子的平面结构，并填充下面表格中有关内容： DNA 分 子 的 结 构 基本组成元素 组成物质 基本组成单位 整体结构 结构外侧 C、H、O、N、P 磷酸，脱氧核糖，碱基 脱氧核苷酸，共 4 种 由两条链按反向平行 方式盘旋成双螺旋结构 由脱氧核糖和磷酸交替连接组成基本骨架 3 特点 内侧 碱基之间通过氢键连接； 遵循碱基互补配对原则， 即 A(腺嘌呤) 一定与胸腺嘧啶配对，C(胞嘧啶)一定与鸟嘌呤配对 合作探讨 探讨1 1：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？ 提示：脱氧核糖磷酸碱基111。 探讨2 2：已知 A
6、T 之间有 2 个氢键，GC 之间有 3 个氢键，有什么特点的 DNA 分子相 对稳定？ 提示：GC 对数越多，DNA 分子越稳定。 探讨3 3：在整个双链 DNA 分子中，嘌呤总数是否等于嘧啶总数？在DNA 分子一条单链中 呢？ 提示：整个双链 DNA 分子中，嘌呤总数等于嘧啶总数，因为AT，GC，所以AGT C。在 DNA 分子一条单链中，上述关系一般不成立。 思维升华 1 1碱基比例与双链 DNA 分子的共性及特异性 (1)共性：不因生物种类的不同而不同 ATGCACAG 1； 1；1。 TACGTGTC AT (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
7、特异性的表现。 CG 2 2DNA 分子中碱基的相关计算 (1)基本规则: 碱基互补配对原则为 A 与 T 配对，G 与 C 配对。 总的碱基数量为两条单链的碱基之和。 (2)计算规律 规律一：DNA 双链中的两条互补链的碱基数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占 碱基总数的 50%，即 AGTCACTG50%。 结论：DNA 中非互补碱基之和总相等。 AGAG 规律二：DNA 双链中的一条单链的的值与其互补链的的值互为倒数关系。 TCTC 结论：DNA 两条链间非互补碱基和之比互为倒数。 ATAT 规律三：DNA 双链中，一条单链的的值与其互补链的的值是相等的，也与整个 GCGC 4 AT
8、 DNA 分子中的的值相等。 GC 结论：在同一 DNA 中，双链和单链中互补碱基和之比相等。 规律四：DNA 一条链中 A 占的比例为a1，另一条链中A 占的比例为a2，则整个DNA 分子 中 A 占的比例为(a1a2)/2。 结论：某碱基占双链 DNA 碱基总数的百分比数等于相应碱基占相应单链比值和的一半。 1 1某双链 DNA 分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中 链的碱基中， 22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则 链中胞嘧啶占整个 DNA 分子碱基的比例是() A13% C27% B26% D28% 【解析】整个 DNA 中的 GC 占整个 DNA 碱基总数的 54%，则
9、链上的 GC 占该链 碱基总数的比例也为 54%，又知 链中胞嘧啶占该链碱基总数比为28%，则 链中 G 占该 链的比例为 54%28%26%， 则与之互补的 链中胞嘧啶占 链碱基总数的比例也为26%， 而 链碱基总数为双链 DNA 总碱基数的一半， 由此推出 链中胞嘧啶占 DNA 分子总碱基的 比例为：26%/213%。 【答案】A 2 2在一个 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() 【导学号：10090088】 A44% C14% B24% D28% 【解析】画出 D
10、NA 分子简图(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 1 1如图表示某同学在制作 DNA 双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表 5 述不正确的是() A能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a 或 b B图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1 个 C相邻脱氧核苷酸之间通过化学键连接起来 D从碱基上看，缺少的碱基是T 【解析】 图中所示 a 表示的是一个完整的脱氧核苷酸； 图中与五碳糖直接相连的
11、碱基 只有 1 个；表示的是磷酸二酯键， 相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接； 脱氧核苷酸中的碱 基共有 4 种，即 A、G、C、T。 【答案】A 2 2如图是一个 DNA 分子的片段，从图中不能得到的信息是() ADNA 是双螺旋结构 B碱基严格互补配对 C嘌呤数等于嘧啶数 D两条脱氧核苷酸链反向平行 【解析】由图示可以看出，DNA 是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即 嘌呤数等于嘧啶数；从图中不能看出两条链的方向。 【答案】D AG 3 3DNA 分子的一条单链中0.4，上述比例在其互补链和整个 DNA 分子中分别是 TC () A0.4，1 C0.4，0.4 B2.5，1 D0.6
12、，1 AG 【解析】可直接套用推论：DNA 分子的一条单链中a，上述比例在其互补链和 TC 6 1 整个 DNA 分子中分别是 和 1。 a 【答案】B 4 4某 DNA 分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤共占碱基总量的 46%，其中一条链上腺嘌呤占此链 碱基总数的 28%，则另一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的百分比为() A46% C54% B26% D24% 【解析】 假设该 DNA 分子的两条链分别为H 链和 L 链。 根据碱基互补配对原则， 列出： (GHCH)%(CLGL)%总(GC)%，故 GLCL46%。 同理，(AHTH)%(ALTL)%总(AT)%，即 ALTL54%， AHTL28%，故
13、 AL54%28%26%。 【答案】B 5 5在一个双链 DNA 分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述不正确 的是 () A脱氧核苷酸数磷酸数碱基总数m 3m2n B碱基之间的氢键数为 2 C一条链中 AT 的数量为n DG 的数量为mn 【解析】DNA 分子的组成单位是脱氧核苷酸，由1 分子磷酸，1 分子脱氧核糖与 1 分 子含氮碱基组成；DNA 分子中的碱基按照碱基互补配对原则进行配对，其中G 与 C 之间形成 3 个氢键，A 与 T 之间形成 2 个氢键，所以该 DNA 分子中氢键数为：2nm2n 2 3m2n 3； 2 该 DNA 分子中， ATn， AT2n， 所以
14、一条链中 ATn。 该 DNA 分子中 G 的数量为 n。 2 【答案】D m2n 2 m 7 课堂小结： 网络构建核心回扣 1.1.DNA 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。 2.2.双链 DNA 分子中，嘌呤碱基数嘧啶碱基 数，即 AGTC。 3.3.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。 4.4.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。 5.5.在 DNA 分子中，含 GC 碱基对越多的 DNA 分子相对越稳定。 8