2019高中生物第3章第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)教案新人教版.docx

DNA分子的結(jié)構(gòu)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1模型名稱：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。2構(gòu)建者：美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克。3模型構(gòu)建歷程二、DNA分子的結(jié)構(gòu)1DNA的結(jié)構(gòu)層次基本組成元素：C、H、O、N、P 基本組 成物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 基本組 成單位：脫氧核苷酸(4種) DNA脫氧核苷酸鏈 兩條DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)2DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(1)兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)堿基互補(bǔ)配對原則：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1仔細(xì)閱讀教材P4748沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的故事，探究下列問題：(1)沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中，借鑒利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？提示：當(dāng)時(shí)科學(xué)界已發(fā)現(xiàn)的證據(jù)；英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的X射線衍射圖譜；奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果，腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。(2)沃森和克里克在構(gòu)建模型過程中，出現(xiàn)了哪些錯(cuò)誤？提示：將堿基置于螺旋外部。以相同堿基進(jìn)行配對連接雙鏈。2判斷正誤(1)在DNA模型構(gòu)建過程中，沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建三螺旋結(jié)構(gòu)模型。()(2)沃森和克里克在構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型過程中，堿基配對方式經(jīng)歷了相同堿基配對到嘌呤與嘧啶配對的過程。()二、DNA分子的結(jié)構(gòu)1觀察教材P49圖311，結(jié)合制作模型體驗(yàn)，探討下列問題：(1)DNA分子中同一條鏈和兩條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)有何不同？提示：同一條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)是脫氧核糖磷酸脫氧核糖；兩條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)是氫鍵。(2)運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對原則分析，在所有的雙鏈DNA分子中，(AG)/(CT)的值相同嗎？在DNA分子的一條鏈中是否存在同樣的規(guī)律？提示：相同。在雙鏈DNA分子中，由于AT，GC，所以嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)，即AGTC，可得(AG)/(TC)1，因此雙鏈DNA分子中(AG)/(TC)的值相同。在單鏈DNA分子中不存在同樣的規(guī)律，因?yàn)锳與T，G與C不一定相等。(3)結(jié)合DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，歸納DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的原因。提示：DNA分子由兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋成粗細(xì)均勻、螺距相等的規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的中間為堿基對，堿基之間形成氫鍵，從而維持雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。DNA分子之間對應(yīng)堿基嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行配對。2連線(將下列能組成核苷酸的分子進(jìn)行連線)DNA分子中的堿基計(jì)算規(guī)律1堿基互補(bǔ)配對原則2堿基間的數(shù)量關(guān)系3.堿基比例與DNA分子的共性和特異性(1)共性：1；1；1(2)特異性：的比值是多樣的，是DNA分子多樣性和特異性的主要表現(xiàn)。特別提醒(1)在DNA單鏈中，A與T、G與C也可能相等。(2)(AT)/(GC)的比值雖然能體現(xiàn)DNA分子的特異性，但不同的DNA分子中該值有可能相同。例1如圖為DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，虛線表示堿基間的氫鍵。請據(jù)圖回答：(1)從主鏈上看，兩條單鏈_平行；從堿基關(guān)系看，兩條單鏈_。(2)_和_相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架。(3)圖中有_種堿基，_種堿基對。(4)含有200個(gè)堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個(gè)。請回答：該DNA片段中共有腺嘌呤_個(gè)，C和G構(gòu)成的堿基對共_對。在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，_堿基對的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高。解析(1)從主鏈上看，兩條單鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?；從堿基關(guān)系看，兩條單鏈遵循堿基互補(bǔ)配對原則。(2)脫氧核糖與磷酸交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架。(3)圖中涉及4種堿基，4種堿基之間的配對方式有兩種，但堿基對的種類有4種，即AT、TA、GC、CG。(4)假設(shè)該DNA片段只有A、T兩種堿基，則200個(gè)堿基，100個(gè)堿基對，含有200個(gè)氫鍵，而實(shí)際上有260個(gè)氫鍵，即GC或CG堿基對共60個(gè)，所以該DNA中腺嘌呤數(shù)為1/2(200260)40個(gè)，C和G共60對。由于G與C之間有三個(gè)氫鍵，A與T之間有兩個(gè)氫鍵，因此，G與C構(gòu)成的堿基對的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高。答案(1)反向堿基互補(bǔ)配對(2)脫氧核糖磷酸(3)44(4)4060G與C例2一個(gè)DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多40%，兩者之和占DNA分子上堿基總數(shù)的24%，則這個(gè)DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈上堿基數(shù)目的()A44%B24% C14% D28%解析畫出DNA簡圖(如圖所示)，依題意，列出等量關(guān)系：(A1G1)/G140%A11.4G1而在整個(gè)DNA分子中：(A1G1)/20024%A1G148聯(lián)立得：A128。整個(gè)DNA分子中A1T2，因此正確答案是D。答案D雙鏈DNA分子中堿基數(shù)量關(guān)系的歸納(1)堿基互補(bǔ)配對原則的應(yīng)用：在雙鏈DNA分子中，四種堿基的比例和為1。(2)AT，CG，AGCTACGT總堿基數(shù)的1/2。(3)互補(bǔ)堿基之和的比值(AT)(CG)在已知鏈、互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中相等；非互補(bǔ)堿基之和的比值如(AC)(TG)在已知鏈與互補(bǔ)鏈間互為倒數(shù)，在整個(gè)DNA分子中該比值為1。(4)在一個(gè)雙鏈DNA分子中，某種堿基的比例等于其在每條鏈上所占比例的平均值。課堂歸納網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建填充：雙螺旋反向平行交替連接互補(bǔ)配對關(guān)鍵語句1DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)兩條鏈反向平行；(2)脫氧核糖和磷酸交替連接，排列于外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；(3)堿基通過氫鍵連接成堿基對，排列在內(nèi)側(cè)。2雙鏈DNA分子中，嘌呤堿基數(shù)嘧啶堿基數(shù)，即AGTC。3互補(bǔ)堿基之和的比例在DNA的任何一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等。4在DNA分子中，含GC堿基對越多的DNA分子相對越穩(wěn)定。5非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，而在整個(gè)DNA分子中比值為1。知識點(diǎn)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1下列關(guān)于沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述，錯(cuò)誤的是()A沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是建立在DNA以4種脫氧核苷酸(堿基為A、T、G、C)為單位連接而成的長鏈的基礎(chǔ)上B威爾金斯和富蘭克林通過對DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)C沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建了多種模型，但都不科學(xué)D沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量的啟發(fā)，構(gòu)建出了科學(xué)的模型解析：選B沃森和克里克依據(jù)威爾金斯和富蘭克林提供的 DNA衍射圖譜及有關(guān)數(shù)據(jù)，推出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)。2制作DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，發(fā)現(xiàn)制成的DNA分子的平面結(jié)構(gòu)很像一架“梯子”，那么組成這架“梯子”的“扶手”、“扶手”之間的“階梯”、連接“階梯”的化學(xué)鍵以及遵循的原則依次是()磷酸和脫氧核糖氫鍵 堿基對 堿基互補(bǔ)配對A BC D解析：選B“扶手”代表DNA的骨架，即磷酸和脫氧核糖交替連接形成的長鏈，排列在內(nèi)側(cè)的堿基對相當(dāng)于“階梯”，連接“階梯”的化學(xué)鍵是氫鍵，堿基間遵循堿基互補(bǔ)配對原則。3(上海高考)在DNA分子模型搭建實(shí)驗(yàn)中，如果用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型()A粗細(xì)相同，因?yàn)猷堰虱h(huán)必定與嘧啶環(huán)互補(bǔ)B粗細(xì)相同，因?yàn)猷堰虱h(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似C粗細(xì)不同，因?yàn)猷堰虱h(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補(bǔ)D粗細(xì)不同，因?yàn)猷堰虱h(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同解析：選AA和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是AT，GC，依題意，用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細(xì)相同。4(廣東高考)1953年Watson和Crick構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，其重要意義在于()證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)確定DNA是染色體的組成成分發(fā)現(xiàn)DNA如何儲存遺傳信息為DNA復(fù)制機(jī)制的闡明奠定基礎(chǔ)A B C D解析：選DDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型中，堿基排列在內(nèi)側(cè)，堿基對的排列順序代表遺傳信息，正確；DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為DNA復(fù)制機(jī)制的闡明奠定基礎(chǔ)，正確。知識點(diǎn)二、DNA分子結(jié)構(gòu)5關(guān)于DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是()ADNA分子由兩條反向平行的鏈組成B脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)C堿基對構(gòu)成DNA分子的基本骨架D兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對解析：選CDNA分子中，脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架。6有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個(gè)腺嘌呤，則它的其他組成應(yīng)是()A三個(gè)磷酸、三個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶B兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胞嘧啶C兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶D兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)尿嘧啶解析：選C據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，另一個(gè)堿基為T，兩個(gè)脫氧核苷酸含有兩個(gè)磷酸和兩個(gè)脫氧核糖。知識點(diǎn)三、DNA分子結(jié)構(gòu)中相關(guān)堿基計(jì)算7DNA的一條單鏈中(AG)/(TC)0.4。上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整個(gè)DNA分子中分別為()A0.4、0.6 B2.5、1.0C0.4、0.4 D0.6、1.0解析：選B根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，在整個(gè)DNA分子中，因AT，GC，所以(AG)/(TC)比值為1.0。在雙鏈DNA分子中，一條鏈上的(AG)/(TC)與另一條鏈上的(TC)/(AG)相等為0.4，因而互補(bǔ)鏈中(AG)/(TC)2.5，互為倒數(shù)。8以下四個(gè)雙鏈DNA分子中，穩(wěn)定性最差的是()AA占25% BT占30%CG占25% DC占30%解析：選BDNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性表現(xiàn)在相對穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)；堿基對通過氫鍵連接，氫鍵含量越高，穩(wěn)定性越強(qiáng)。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可計(jì)算四個(gè)雙鏈DNA分子中含GC堿基對最少的穩(wěn)定性最差。A項(xiàng)中GC50%；B項(xiàng)中GC40%；C項(xiàng)中GC50%；D項(xiàng)中GC60%。9如圖表示某大腸桿菌DNA分子結(jié)構(gòu)的片段，請據(jù)圖回答：(1)圖中1表示_，2表示_。1、2、3結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)叫_。(2)3有_種，中文名稱分別是_。(3)DNA分子中3與4是通過_連接起來的。(4)DNA被徹底氧化分解后，能產(chǎn)生含N廢物的是_。解析：圖示為DNA片段，1代表磷酸，2是脫氧核糖，3、4代表含氮堿基。兩條鏈之間通過堿基對間的氫鍵相連。答案：(1)磷酸脫氧核糖脫氧核糖核苷酸(2)兩鳥嘌呤、胞嘧啶(3)氫鍵(4)含氮堿基(時(shí)間：30分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題5分，共30分)1下列哪項(xiàng)不是沃森和克里克構(gòu)建過的模型()A堿基在外側(cè)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型B同種堿基配對的三螺旋結(jié)構(gòu)模型C堿基在外側(cè)的三螺旋結(jié)構(gòu)模型D堿基互補(bǔ)配對的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型解析：選B沃森和克里克最先提出了堿基在外側(cè)的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，后來又提出了堿基在內(nèi)側(cè)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并且同種堿基配對。最后提出了堿基互補(bǔ)配對的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。2下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是()ADNA和RNA中的五碳糖相同B組成DNA與ATP的元素種類不同CT2噬菌體的遺傳信息儲存在RNA中D雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)解析：選DDNA含有脫氧核糖，RNA含有核糖；DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五種元素組成的。T2噬菌體的遺傳物質(zhì)為DNA，故其遺傳信息也儲存在DNA中。雙鏈DNA分子中嘌呤和嘧啶堿基互補(bǔ)配對，故兩者數(shù)量相等。3下面對DNA結(jié)構(gòu)的敘述中，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是()ADNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)BDNA分子中的兩條鏈反向平行CDNA分子中只有4種堿基，所以實(shí)際上只能構(gòu)成44種DNADDNA分子中堿基之間一一對應(yīng)配對的關(guān)系是堿基互補(bǔ)配對原則解析：選C在DNA分子中，AT，GC，脫氧核糖與磷酸交替排列在DNA外側(cè)，共同構(gòu)成DNA分子的基本骨架。DNA分子多樣性取決于堿基種類、數(shù)量及排列順序。4在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，各“部件”之間需要連接。下列連接中錯(cuò)誤的是()解析：選B脫氧核苷酸之間是通過每個(gè)脫氧核苷酸的脫氧核糖上的3碳位的羥基與相鄰脫氧核苷酸的5碳位的磷酸之間脫水縮合形成3，5磷酸二酯鍵相連。5現(xiàn)有一待測核酸樣品，經(jīng)檢測后，對堿基個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算得到下列結(jié)果：(AT)(GC)(AG)(TC)1。根據(jù)此結(jié)果，該樣品()A無法被確定是脫氧核糖核酸還是核糖核酸B可被確定為雙鏈DNAC無法被確定是單鏈DNA還是雙鏈DNAD可被確定為單鏈DNA解析：選C由于核酸樣品檢測得到堿基A、T、C、G，所以該核酸一定是DNA，而不是RNA。據(jù)題意可知四種堿基相等，即ATGC，這樣就無法確定是單鏈DNA還是雙鏈DNA。6噬菌體X174是單鏈DNA生物，當(dāng)它感染宿主細(xì)胞時(shí)，首先形成復(fù)制型(RF)的雙鏈DNA分子。如果該生物DNA的堿基構(gòu)成是：27%A，31%G，22%T和20%C。那么，RF中的堿基構(gòu)成情況是()A27%A，31%G，22%T和20%CB24.5%A，25.5%G，24.5%T和25.5%CC22%A，20%G，27%T和31%CD25.5%A，24.5%G，25.5%T和24.5%C解析：選B雙鏈DNA中A與T配對，可算出AT(27%22%)1/224.5%，那么GC25.5%。二、非選擇題(共20分)7(12分)如圖是DNA分子片段的結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答：(1)圖甲是DNA分子片段的_結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA分子片段的_結(jié)構(gòu)。(2)寫出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：2_、5_。(3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條長鏈?zhǔn)怯蒧和_交替連接的。(4)堿基配對的方式為：_與_配對；_與_配對。(5)從圖甲中可以看出，組成DNA分子的兩條鏈的方向是_的，從圖乙中可以看出，組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成_的_結(jié)構(gòu)。解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子片段的平面結(jié)構(gòu)，而乙表示的是DNA分子片段的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸長鏈的片段，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結(jié)構(gòu)可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架