1、庖丁巧解牛知识巧学一、DNA双螺旋结构模型的构建DNA双螺旋结构模型是在1953年由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克最先提出的。早在1951年之前人们已经认识到，DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。在DNA分子结构的研究过程中，沃森和克里克首先构建了“磷酸核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双螺旋”模型。1952年春天，他们又通过奥地利著名生物化学家查哥夫认识到DNA分子中“腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量”。结合他人的经验和成果，加上两人的研究，1953年，沃森和克里克终于提出了DNA分子的
2、双螺旋结构模型。方法点拨 DNA双螺旋结构模型的构建，可以根据课本所给出的相关资料，尝试做DNA的模型，体会科学家在做模型的时候，出现了问题是如何解决的，以便更好地理解科学家探索的艰辛。二、DNA分子的结构1.DNA分子双螺旋结构的主要特点（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基对有一定的规律：A与T配对；G与C配对。疑点突破 DNA分子结构的特性稳定性（1）基因骨架（脱氧核糖和磷酸的交替排列）固定不变。（2）两条链间碱基互补
3、配对的原则严格不变。（3）每个DNA分子中的碱基对的数量和排列顺序稳定不变。2.碱基互补配对的原则DNA分子中，碱基之间的一一对应关系，如A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，叫做碱基互补配对原则。碱基互补配对使四种脱氧核苷酸组成的DNA在结构上具有稳定性，而且能确保DNA的自我复制准确无误地完成。要点提示 DNA分子中碱基比例为1的比值为：，这是所有DNA分子的共性；（A+T）/（C+G）=任何一个比值，这是DNA分子的特异性所在，由于这个比值是多种多样的，这也是DNA分子的多样性所在。问题探究问题1我们不妨大胆想象一下，怎样搭建这个双链DNA模型呢？探究
4、：在制作DNA模型的过程中，沃森和克里克当时也遇到同样的问题，他们无法把碱基放到模型中他们任意选择的位置上，这些碱基不得不用一种特殊的方式连在一起。每一个梯级必须由两个碱基组成。问题在于嘌呤是长的，而嘧啶是短的。如果把这两个“长”的连接起来，那么做出来的“梯级”就太宽，不适合这个“楼梯扶手”的两个链之间的空间。在另一头，如果把两个“短”的连接在一起，其结果是“梯级”又太狭窄，同样无法填满两个“扶手”之间的空间。可是天然形成的结构总是十分合理而完善的，如果是你该怎样解决？问题2 只要是双链结构的DNA分子，其稳定性就相同吗？探究：组成DNA分子的四种脱氧核苷酸中的四种碱基的配对是一定的，A与T配
5、对；G与C配对。并且A与T之间有两个氢键连接，G与C之间有三个氢键连接。比较有相同个数但由不同种类的脱氧核苷酸组成的DNA分子的稳定性高低，由此可知不同的DNA分子，其稳定性不同。典题热题例1 假设一个DNA分子片段中含碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是_解析：DNA的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即DNA中有一个A，必须有一个和其互补的T，有一个C，必然有一个G，据这个原理可知G=（1-26%2）/2=24%，又知T共312个，占26%，则可知DNA中共有碱基312/26%=1200，前面已计算出G占24%，则G的数目是120024%
6、=288个。答案：24%288个方法归纳 解此类题关键在于充分运用碱基互补配对原则。运用，的原理，只要告知任何一种碱基的比例，就可求出任意一种或几种碱基的比例。例2 某双链分子中，占全部碱基的40，在其中的一条链中占该链碱基的20%,另一条链中的含量为（）.20%B.40%.50%D.80%解析：这类题的做法最好是图形结合，因为DNA是双链结构，并且两条链遵循碱基互补配对原则，通过图形，在理解的基础上做题。答案：巧妙变式 已知在分子中的一条单链中，（）（）m，求：(1)在另一互补链中这种比例是1/m；(2)这个比例关系在整个DNA分子中是1。当在一条单链中，（A+T）/（G+C）=n时，在另一互补链中这种比例是n。（3）这个比例关系在整个DNA分子中是n。例3 下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是()A.DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧B.DNA分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同C.DNA分子中只有四种碱基，所以实际上只能构成44种DNAD.DNA分子中碱基之间一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则解析：尽管DNA分子中只有四种碱基，但由于DNA分子含许多个碱基，其排列顺序是多种多样的，所以可以构成若干种，不仅仅只有44种，因此DNA具有多样性。答案：C