3.2DNA的结构 学案【新教材】原创 - 副本

3.2DNA的结构学习目标1.概述DNA结构的主要特点。2.通过对DNA双螺旋结构模型的构建过程的讨论和交流，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。学习过程探究新知[自主学习]DNA双螺旋结构模型的构建DNA是以4种为单位连接而成的长链，这4种基本单位分别含有4种碱基。英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用技术获得了DNA衍射图谱。从而沃森和克里克推算出DNA呈结构。沃森和克里克从化学家查哥夫那里获得重要信息：在DNA中，腺嘌呤的量总是等于的量；鸟嘌呤的量总是等于的量。沃森和克里克构建了一个将安排在双链螺旋内部，骨架安排在螺旋外部的模型。在这个模型中A与配对，G与配对，DNA两条链的方向是。探究一:DNA的结构DNA双螺旋结构的主要特点DNA是由条链组成的，这两条链按方式盘旋成双螺旋结构。DNA中的交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。两条链上的碱基通过连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律，碱基之间这种一一对应的关系，叫作原则。A（腺嘌呤）与（）；G（鸟嘌呤）与（）。脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作，与磷酸基团相连的碳叫作；DNA的一条单链具有两个末端。一端有一个游离的磷酸集团，这一段称作，另一端有一个羟基（-OH），称作。[自主练习]如图是DNA片段的结构图，请据图回答问题：（1）图甲表示DNA片段的________结构，图乙表示DNA片段的________结构。（2）填出图中部分结构的名称：[2]________________、[5]________________。（3）从图中可以看出DNA分子的两条链是由__________和____________交替连接形成的。（4）连接碱基对的化学键是________。（5）从图甲中可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成规则的________结构。探究二:DNA分子的结构特点（1）DNA分子的多样性取决于的排列方式，理论上具n个碱基对的DNA可以具有种碱基对排列顺序。（2）DNA分子的特异性是指每一个DNA都有排列顺序。（3）DNA分子的稳定性由DNA分子规则的结构和严格的配对决定，此外，占比越高的DNA稳定性越高。[自主练习]1.在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。其生物学依据是（）A.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中B.DNA分子具有多样性C.碱基的特定排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性D.DNA能够储存足够量的遗传信息2.DNA分子具有多样性的主要原因是（）A.磷酸和脱氧核糖的排列顺序千变万化 B.空间结构千变万化C.碱基种类有许多种 D.碱基对的排列顺序千变万化[能力提升]DNA分子中的碱基数量的计算（1）在双链DNA中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即。（2）互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中（A+T）/（G+C）＝m，在互补链及整个DNA分子中（A+T）/（G+C）＝。非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA分子的一条链中（A+G）/（T+C）＝a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）＝，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）＝。[自主练习]某双链DNA分子中共有含氮碱基700对，其中一条单链上(A＋T)/(C＋G)＝2/5，问该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）A．500个 B．200个 C．300个 D．400个一个DNA分子中腺嘌呤占全部碱基的比例为23%，其中一条链中腺嘌呤占该链碱基的比例为18%，那么另一条链中腺嘌呤占该链碱基的比例是（）A.28% B.18% C.9% D.5%从某一生物的组织中提取DNA进行分析，其中C+G=46%，又知该DNA分子的一条链中A为28%，问另一条链中A占该链全部碱基的（）A.14% B.24% C.26% D.11%【答案】[自主学习]DNA双螺旋结构模型的构建1、DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种基本单位分别含有AGCT4种碱基。2、英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱。从而沃森和克里克推算出DNA呈双螺旋结构。3、沃森和克里克从化学家查哥夫那里获得重要信息：在DNA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。4、沃森和克里克构建了一个将碱基安排在双链螺旋内部，磷酸-脱氧核糖骨架安排在螺旋外部的模型。在这个模型中A与T配对，G与C配对，DNA两条链的方向是相反的。探究一:DNA的结构DNA双螺旋结构的主要特点DNA是由2条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA中的磷酸-脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律，碱基之间这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。A（腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）；G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）。（4）脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1-C，与磷酸基团相连的碳叫作5-C；DNA的一条单链具有两个末端。一端有一个游离的磷酸集团，这一段称作5-端，另一端有一个羟基（-OH），称作3-端。[自主练习]如图是DNA片段的结构图，请据图回答问题：（1）图甲表示DNA片段的__平面______结构，图乙表示DNA片段的__空间_____结构。（2）填出图中部分结构的名称：[2]_DNA的一条链_______________、[5]__腺嘌呤脱氧核糖核苷酸______________。（3）从图中可以看出DNA分子的两条链是由__磷酸________和___脱氧核糖_________交替连接形成的。（4）连接碱基对的化学键是_氢键_______。（5）从图甲中可以看出组成DNA分子的两条链的方向是_相反_______的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成规则的__双螺旋______结构。探究二:DNA分子的结构特点（1）DNA分子的多样性取决于碱基的排列方式，理论上具n个碱基对的DNA可以具有4n种碱基对排列顺序。（2）DNA分子的特异性是指每一个DNA都有特定的碱基排列顺序。（3）DNA分子的稳定性由DNA分子规则的结构和严格的配对决定，此外，G、C占比越高的DNA稳定性越高。[自主练习]1、在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。其生物学依据是（）A.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中B.DNA分子具有多样性C.碱基的特定排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性D.DNA能够储存足够量的遗传信息2、DNA分子具有多样性的主要原因是（）A.磷酸和脱氧核糖的排列顺序千变万化 B.空间结构千变万化C.碱基种类有许多种 D.碱基对的排列顺序千变万化[能力提升]DNA分子中的碱基数量的计算（1）在双链DNA中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A+G=T+C。（2）互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中（A+T）/（G+C）＝m，在互补链及整个DNA分子中（A+T）/（G+C）＝m。（3）非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA分子的一条链中（A+G）/（T+C）＝a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）＝1\a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）＝1。[自主练习]1、某双链DNA分子中共有含氮碱基700对，其中一条单链上(A＋T)/(C＋G)＝2/5，问该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）A．500个 B．200个 C．300个 D．400个2、一个DNA分子中腺嘌呤占全部碱基的比例为23%，其中一