2019高中生物第3章第2节DNA分子的结构教案新人教版

由天下分享时间：2024/9/16 4:38:14 加入收藏我要投稿点赞

DNA分子的结构

一、DNA双螺旋结构模型的构建

1．模型名称：DNA双螺旋结构模型。

2．构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 3．模型构建历程

二、DNA分子的结构 1．DNA的结构层次

基本组成元素：C、H、O、N、P ↓

基本组成物质：磷酸、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 ↓两条

DNA双链：DNA双螺旋结构 2．DNA分子双螺旋结构的特点

(1)两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

(2)②脱氧核糖和①磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 (3)碱基互补配对原则：⑤A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与⑦C(胞嘧啶)配对。

一、DNA双螺旋结构模型的构建

1．仔细阅读教材P47～48沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的故事，探究下列问题：

(1)沃森和克里克在构建模型的过程中，借鉴利用了他人的哪些经验和成果？提示：①当时科学界已发现的证据；②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的X射线衍射图谱；③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果，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。

(2)沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？提示：①将碱基置于螺旋外部。 ②以相同碱基进行配对连接双链。 2．判断正误

(1)在DNA模型构建过程中，沃森和克里克曾尝试构建三螺旋结构模型。(√)

(2)沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。(√)

二、DNA分子的结构

1．观察教材P49图3－11，结合制作模型体验，探讨下列问题：

(1)DNA分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？提示：同一条链中连接相邻两个碱基的结构是—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—；两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。

(2)运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的值相同吗？在DNA分子的一条链中是否存在同样的规律？

提示：①相同。在双链DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤数等于嘧啶数，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此双链DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同。

②在单链DNA分子中不存在同样的规律，因为A与T，G与C不一定相等。 (3)结合DNA分子结构特点，归纳DNA分子结构稳定性的原因。提示：①DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。③DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。④DNA分子之间对应碱

基严格按照碱基互补配对原则进行配对。

2．连线(将下列能组成核苷酸的分子进行连线)

DNA分子中的碱基计算规律

1．碱基互补配对原则

2．碱基间的数量关系

3.碱基比例与DNA分子的共性和特异性 (1)共性：

ATGCA＋CA＋G①＝＝1；②＝＝1；③＝＝1 TACGT＋GT＋C(2)特异性：

A＋T

的比值是多样的，是DNA分子多样性和特异性的主要表现。 G＋C

[特别提醒]

(1)在DNA单链中，A与T、G与C也可能相等。

(2)(A＋T)/(G＋C)的比值虽然能体现DNA分子的特异性，但不同的DNA分子中该值有可能相同。

[例1] 如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答：

(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：

①该DNA片段中共有腺嘌呤________个，C和G构成的碱基对共________对。

②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。 [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C—G碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为1/2×(200－2×60)＝40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。

[答案] (1)反向碱基互补配对 (2)脱氧核糖磷酸 (3)4 4 (4)①40 60 ②G与C

[例2] 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( )

A．44% B．24% C．14% D．28%

[解析] 画出DNA简图(如图所示)，依题意，列出等量关系： (A1－G1)/G1＝40%→A1＝1.4G1① 而在整个DNA分子中：

(A1＋G1)/200＝24%→A1＋G1＝48② 联立①②得：A1＝28。

整个DNA分子中A1＝T2，因此正确答案是D。 [答案] D

双链DNA分子中碱基数量关系的归纳

(1)碱基互补配对原则的应用：在双链DNA分子中，四种碱基的比例和为1。 (2)A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T＝A＋C＝G＋T＝总碱基数的1/2。

(3)互补碱基之和的比值[(A＋T)∶(C＋G)]在已知链、互补链和整个DNA分子中相等；非互补碱基之和的比值[如(A＋C)∶(T＋G)]在已知链与互补链间互为倒数，在整个DNA分子中该比值为1。

(4)在一个双链DNA分子中，某种碱基的比例等于其在每条链上所占比例的平均值。 ————————————————[课堂归纳]——————————————————

[网络构建]

填充：①双螺旋 ②反向平行 ③交替连接 ④互补配对 [关键语句]