1、生 物必修 人教版新课标导学第三章 基因的本质 第2节 DNA的分子结构返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 知 识 导 图目 标 素 养1分析和探讨科学家构建 DNA 双螺旋结构模型的过程。(进行科学探究)2结合图形分析 DNA 的结构特点，根据碱基互补配对原则进行相关计算。(体现科学思维)3根据提供的材料，制作 DNA 双螺旋结构模型。(进行科学探究)1 基础知识 3 指点迷津 4 问题释疑 5 学霸记忆 6 训练巩固 2 课内探究 7 课时作业 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 基 础 知 识返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 一、DNA双螺旋结构模型的构建1构建
2、者：美国生物学家_和英国物理学家_。2构建过程：沃森 克里克 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 二、DNA分子的结构返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 1DNA分子的结构层次：(1)基本组成元素：_。(2)组成物质：_，_，_。(3)基本组成单位：_，共_种。(4)整体结构：由_条长链反向平行按_方式盘旋而成。2DNA分子的结构特点：(1)基本骨架：由_和_交替连接组成。(2)内侧：碱基之间通过_连接，且遵循_原则。根据此原则写出各序号代表的碱基种类。：_：_：_：_C、H、O、N、P 磷酸基团 脱氧核糖 含氮碱基 脱氧核糖核苷酸
3、4 2 双螺旋 脱氧核糖 磷酸 氢键 碱基互补配对 A G C T 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 在整个双链DNA分子中，嘌呤总数是否等于嘧啶总数？在一条单链中上述关系还成立吗？提示：是；否。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 1DNA的两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构。()提示：DNA的两条主链是脱氧核糖核苷酸长链。2根据DNA分子中碱基互补配对原则可知：AU，GC。()提示：DNA的碱基组成是A、T、C、G，不含U。3DNA分子中GC碱基对含量越高，DNA分子越稳定。()判断题 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 4AT/GC的比值在不同DNA分子中
4、是不同的。()5DNA分子初步水解的产物有4种，彻底水解的产物有5种。()提示：彻底水解的产物有6种，即一分子磷酸、一分子脱氧核糖及4种碱基。6双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。()7沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。()返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 课 内 探 究返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 知识点1 DNA分子的结构1DNA的结构单位：脱氧核苷酸(4种)返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 2DNA的空间结构：规则的双螺旋结构(1)DNA双链反向平行：一条走向是53，另一条走向是35，有规则地盘绕成双螺旋。(
5、2)外侧磷酸与脱氧核糖交替排列，构成基本骨架，碱基排列在内侧。(3)碱基互补配对原则：腺嘌呤(A)通过两个氢键与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)通过三个氢键与胞嘧啶(C)配对。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 归纳总结DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：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；一个螺旋：规则的双螺旋结构。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 3双链DNA分子中碱基数量关系(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)
6、ATCG1；AT、CG、AGCTACGT总碱基数的1/2；(3)互补碱基之和的比例(AT)/(CG)在已知链、互补链和整个DNA分子中相等；非互补碱基和的比值如(AC)/(TC)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，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均值。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 知识贴士DNA分子中，A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键，因此CG对相对含量多的DNA分子热稳定性高。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 (2018江苏无锡高一期中)关于DNA分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是()ADNA分
7、子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成B脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧C碱基对构成DNA分子的基本骨架D两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对解析 DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的，A项正确。DNA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，B项正确、C项错误。DNA分子两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，D项正确。典例 1C 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 变式训练 1 右图为 DNA 分子的结构示意图，对该图的描述正确的是()A和相间排列，构成了 DNA 分子的基本骨架B构成胞嘧啶脱氧核苷酸C所指碱基对占的比例越大，DNA分子越稳定DDNA 分子一条链上相
8、邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连D 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 解析 和(或)相间排列，构成了DNA分子的基本骨架，A错误。构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误。碱基对CG中有3个氢键，CG比例越大，DNA分子越稳定，C错误。由题图可知，DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连，D正确。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 知识点2 制作DNA双螺旋结构模型1制作原理DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构；DNA分子中的磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧；两条链的碱基之间依据碱基互补配对原则通过氢键连接成碱
9、基对，排列在内侧。2材料用具曲别针、泡沫塑料、纸片、牙签、橡皮泥等常用物品都可用做模型制作的材料。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 3模型设计制作过程返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 4注意事项(1)制作模型时应按结构层次从小到大、从简单到复杂的顺序依次完成。在选择、修剪各部件时，应注意各部件的大小比例。(2)制作含氮碱基时应保证腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的接口吻合，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的接口吻合，且四种碱基的形状应具有差异性，同时两种配对模型的长度应相等，以保证DNA两条平行链之间各处的距离都相等。(3)两条互补链所包含的脱氧核苷酸个数应相等且互相对应，整体上两条
10、链的走向应保证相反。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 在制作DNA分子结构模型的实验中，若4种碱基塑料片共30个，其中6个C、10个G、6个A、8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物18个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，则()A能制作出含30个脱氧核苷酸的DNA分子片段 B所制作的DNA分子片段最多含12个碱基对C能制作出415种不同的DNA分子模型D能制作出一个含5个碱基对的DNA分子片段典例 2D 返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 解析 在双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，设制作的DNA分子片段含有
11、n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n1，制作的DNA分子片段需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为(2n1)2，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有18个，则n5，又4种碱基数目均大于5，其他材料充足，所以题干提供的材料最多能制作出一个含5个碱基对的DNA分子片段，B错误、D正确。含5个碱基对的DNA分子片段，含10个脱氧核苷酸，最多能制作出45种不同的DNA分子模型，A、C错误。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 变式训练2(2019江西师大附中考试)用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是()B 卡片类型脱氧核糖磷酸碱基
12、ATGC卡片数量10102332A最多可构建4种脱氧核苷酸，5个碱基对B构成的双链DNA片段最多有10个氢键CDNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D一条链上相邻的碱基通过氢键相连返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 解析 根据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是10，所以最多可构建10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多构建4种脱氧核苷酸，4个碱基对；构成的双链DNA片段中可含2个AT碱基对和2个GC碱基对，故最多可含有氢键数222310(个)；DNA分子结构中，与脱氧核糖直接连接的一般是2个磷酸，但最末端的脱氧核糖只连接1个磷酸；一条链上相邻的碱基不通过氢键相连
13、。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 指 点 迷 津返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 双链DNA分子中碱基互补配对的相关计算1双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即AT、CG，且嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。2双链DNA分子中，任意两个不互补的碱基之和恒等，即AGTCACTG；并且任意两个不互补的碱基之和占碱基总量的50%，即(AC)%(TG)%50%(ATCG)。3双链 DNA 分子中，任意两个不互补碱基之和的比值：一条链与互补链互为倒数，双链中为 1。即：一条链上：AC/TGa互补链上：AC/TG1/a双链中：AC/TG1返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 4双链
14、 DNA 分子中，任意两个互补碱基之和的比值：一条链与互补链以及双链中皆相等。即一条链上：AT/CGb互补链上：AT/CGb双链中：AT/CGb5某种碱基在双链中所占的比例等于其在每一条链中所占比例的平均值。6不同生物的 DNA 分子中，互补配对的碱基之和的比值不同，即(AT)/(CG)的值不同。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 知识贴士区分核酸种类的方法(1)若含T，AT或嘌呤嘧啶，则为单链DNA。因为双链DNA分子中AT、GC，嘌呤(AG)嘧啶(TC)。(2)若嘌呤嘧啶，肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤嘧啶，则可能既有双链DNA又
15、有RNA。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 某DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤共占碱基总量的46%，其中一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的28%，则另一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的比例为()A46%B26%C54%D24%典例 3B 解析 根据题意画图，如图所示：返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 解题思路一：根据碱基互补配对原则，列出：(GHCH)%(GLCL)%总(GC)%，故GLCL46%。同理，(AHTH)%(ALTL)%总(AT)%，ALTL54%，AHTL28%，故AL54%28%26%。解题思路二：假设这段DNA共包含100对碱基，则H链和L链各有100个碱基，根据题意
16、：GC46%，即GC20046%92个。则AT108个，AT54个。又已知：AH28%，即AH28个，则ALAAH26个，所以AL26/100100%26%。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 知识贴士DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤解答DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：(1)弄清楚题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。(2)画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。(3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 问 题 释 疑返回导航第三章 基因的本质 生物
17、必修人教版(一)问题探讨提示：本节的问题探讨主要是培养学生收集资料，讨论交流的能力。(二)思考与讨论1提示：主要涉及物理学(主要是晶体学)、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法、建构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。2提示：要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。返回导航第三章 基因的本质
18、 生物必修人教版(三)模型建构1提示：DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。2提示：(1)靠DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；(2)在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力(该点可不作为对学生的要求)。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 学 霸 记 忆返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 1DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。2DNA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。3DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 训 练 巩 固返回导航第三章 基因的本质 生物必修人教版 课 时 作 业