精品教案 可编辑 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 精品教案 可编辑 (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。 (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)A T 不一定等于G C。 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 精品教案 可编辑 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)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)A T 碱基对和G C 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A T，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 主链上对应碱基以氢键连接成对，对应 碱基之间互补(A T， G C)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 精品教案 可编辑 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1 1 1。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？ 精品教案 可编辑 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_ 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。 精品教案 可编辑 答案(1)反向碱基互补配对(2)脱氧核糖磷酸(3)4 4 (4) 40 60 G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 A T、 T A、G C、 C G。(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 G C 或 CG 碱基对共 60 个，所以该 DNA 中腺嘌呤 数为： (200 2 60)/240 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。 A T T A 1； G C C G1； AC TG A G T C 1 (2) 特异性： AT GC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分子中的一条链上A1T1n%，因为 A1T2，A2T1，则： A1T1T2 A2n%。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： 精品教案 可编辑 A1 G1 T1 C1 m，则： A1G1 T1C1 T2C2 A2G2 m，所以互补链上 A2G2 T2C2 1 m 。 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(A T)/(G C)m，则在另一条链中(A T)/(G C) 的比值是多少？在整个DNA 分子中 (A T)/(G C)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DNA分子中，若某一条链中(AG)/(T C)n，则在另一条链中(A G)/(T C) 的比值是多少？在整个DNA 分子中 (A G)/(T C)的比值是多少？ 答案在另一条链中 (AG)/(T C)的比值为1/n，在整个DNA 分子中 (A G)/(T C) 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 精品教案 可编辑 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% D 32% 和 18% 答案A 1下列能正确表示DNA 片段的示意图的是( )。 答案D 2由 50 个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列顺序不同，决定了 DNA 的种类及特性分别是( )。 504种4 50 种4 25 种遗传性多样性 特异性 AB CD 答案D 精品教案 可编辑 解析50 个脱氧核苷酸共构成了25 个碱基对，共有排列顺序4 25 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% D 11% 答案A 4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 精品教案 可编辑 _