第二节 DNA的结构和DNA的复制
第一课时 DNA的结构
问题导学
一、DNA结构的探索历程 活动与探究
1．阅读教材第59页的“回眸历史”，思考下列问题。 （1）DNA分子的直径是多少？是如何测定的？
（2）查戈夫通过定量分析DNA分子的碱基组成，发现了碱基的何种等量规律？ （3）查戈夫的科学发现对科学家们的启发是什么？
（4）英国化学家富兰克琳借助何种技术确认了DNA有什么结构特点？ 2．谈谈DNA双螺旋结构的发现对你的启发。 迁移与应用
DNA分子中A等于T、G等于C的发现者是（ ） A．德国科学家鲁斯卡 B．美国科学家查戈夫 C．英国化学家富兰克琳 D．美国科学家卡尔文 DNA双螺旋结构模型的构建 时间 科学家
科研成果 发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶1951年 美国生物化学家查戈夫 （T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量 1952年 富兰克琳等 确认 DNA 分子具有螺旋结构 1953 年 沃森和克里克 提出DNA分子的双螺旋结构模型 沃森、克里克和威尔金三人因为这一研究成果而共同获得了诺贝1962 年 斯 尔生理学或医学奖 二、DNA分子的结构 活动与探究
1．结合构成DNA的碱基种类，思考组成DNA分子的基本单位有几种，分别是什么？ 2．根据教材第60页图4－6分析一段DNA分子含有几个游离的磷酸基。 3．DNA含有G—C和A—T两种碱基对，不同DNA分子中G—C和A—T两种碱基对的比例相同吗？不同碱基对含量的多少与DNA分子的稳定性有何关系？
4．请思考小麦DNA分子中
A+G＝1吗？试分析原因。 T+C迁移与应用
下图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是（ ）
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．当DNA复制时，⑨的形成需要解旋酶
D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 DNA分子中碱基计算
解题时先画出简图，根据碱基互补配对原则推知规律。
规律1：在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
规律2：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如A＋T或C＋G）占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。（单双链转化公式）
规律3：DNA分子一条链中（A＋G）/（C＋T）的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值，在整个DNA分子中该比值等于1。（不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数）
规律4：DNA分子一条链中（A＋T）/（C＋G）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。（配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值都相等）
规律5：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A＋T）/（C＋G）的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
规律6：若
A1Ab=b%，则1=%。 单链双链2规律7：若已知A占双链的比例＝c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为
2c%，最小值为0。
三、DNA分子的特性 活动与探究
1．组成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，思考为什么DNA分子能储存大量的遗传信息呢？
2．讨论由120个碱基组成的DNA分子片段，最多可携带多少种遗传信息？ 3．DNA亲子鉴定利用了DNA的什么性质？ 迁移与应用
地球上的生物多种多样，不同生物的DNA不同，每一种生物的DNA又具有特异性。决定DNA遗传特异性的是（ ）
A．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B．嘌呤总数与嘧啶总数的比值 C．碱基互补配对的原则 D．碱基排列顺序
DNA分子结构的特性 （1）稳定性
影响DNA分子结构稳定性的因素主要有以下几点：
①DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变，且双螺旋外侧带负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键，可以减少双链间的静电斥力。
②DNA分子双螺旋结构中间为碱基对，碱基与碱基之间形成氢键，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并连起来，从而维持了双螺旋结构的稳定。另外，碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆积力。现在普遍认为碱基堆积力是DNA结构稳定最重要的因素。
③DNA分子两条链间碱基互补配对的原则严格不变。
④每个特定的DNA分子中碱基对的数量和排列顺序稳定不变。 （2）多样性
组成DNA分子的碱基虽然只有四种，配对方式只有两种（即A与T配对，G与C配对），但碱基对的排列顺序却千变万化，从而构成了DNA分子的多样性。
DNA分子多样性的决定因素：碱基的数量和碱基对的排列顺序。 （3）特异性
每种DNA分子都有自己特定的碱基对排列顺序，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。不同的DNA分子具有不同的特异性，所以DNA的多样性也就意味着DNA分子的特异性。DNA分子的多样性与特异性，从分子水平上说明了生物界的多样性和生物个体之间存在差异的原因。
答案： 课前·预习导学 【预习导引】 一、1．不对称的
2．胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C） 3．螺旋结构 一条 4．双螺旋结构
二、1．C、H、O、N、P 脱氧核糖 脱氧核苷酸 双螺旋 预习交流：（1）提示：DNA分子中的腺嘌呤和胸腺嘧啶的量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的量相等，而RNA中的碱基组成没有以上等量关系。
（2）提示：核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是含氮碱基、五碳糖和磷酸。
（3）提示：DNA与RNA的不同有：①DNA中的五碳糖为脱氧核糖，而RNA中的五碳糖为核糖；②DNA含碱基T，不含U，而RNA含碱基U，不含T。
2．（1）脱氧核糖 磷酸 （2）氢键 （3）A C
（4）反向平行 双螺旋结构 三、1．双螺旋
2．脱氧核糖 碱基 模型大小 立体构型方式 配件 四、1．碱基对 2．碱基对的特定 课堂·合作探究 【问题导学】 一、活动与探究： 1．（1）提示：DNA分子的直径约为2 nm，是科学家们用电子显微镜测定的。
（2）提示：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。
（3）提示：查戈夫的科学发现使科学家认识到：DNA分子中的碱基可能存在配对关系即数量相等的碱基可能存在配对现象。
生物必修2学案：第四章第二节 DNA的结构和DNA的复制第一课时 精品
