2023学年完整公开课版《DNA分子的结构》7

DNA分子的结构要点探究探究一DNA双螺旋结构模型的构建DNA双螺旋结构模型的提出是多个科学家不懈努力的结果，阅读教材内容，完成下面的内容并思考。DNA双螺旋结构模型的建立过程的启示(1)科学研究需要协作精神。(2)科学研究需要不断提升技术手段来获得相应的知识。(3)科学研究需要不懈的努力和不断修正自己错误的发展思想。1．非同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是(D)A．碱基序列B．碱基数目C．(A＋T)/(G＋C)的值D．碱基种类解析：A项中，非同源染色体上的DNA不同，碱基序列一定不同。B项中，不同的DNA，碱基数目一般不同。C项中，(A＋T)/(G＋C)的值具有特异性，不同的DNA不同。D项中，不同的DNA碱基种类一般都含有四种：A、T、G、C。2．下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是(B)A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链的基础上，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(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)的量的启发，构建出科学的模型解析：沃森和克里克依据威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱及有关数据，推算出DNA分子呈螺旋结构。探究二DNA分子的结构如图为DNA分子的双螺旋结构模型图。1．DNA分子的结构。(1)图中各部分的名称：①胸腺嘧啶(T)；②脱氧核糖；③磷酸；④碱基对；⑤腺嘌呤(A)；⑥鸟嘌呤(G)；⑦胞嘧啶(C)。(2)从图中可以看出，和A配对的一定是T，和G配对的一定是C。(3)碱基对之间靠氢键连接，其中A－T之间是2个氢键，G－C之间是3个氢键，因此DNA分子中G－C含量越高，DNA分子稳定性越高。(4)图中表示DNA的基本组成单位的是①②③。2．双螺旋结构特点。(1)DNA分子是由两条链构成的，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；碱基对排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是：A与T配对，G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。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，相应地有四种脱氧核苷酸。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。一种螺旋：规则的双螺旋结构。3．某学生制作的以下碱基对模型中，正确的是(B)解析：解答本题的关键是熟悉DNA分子的结构。根据DNA分子结构“两条链反向平行”的特点，可判断出选项B正确。4．如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答下列问题：(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：(200－2×60)/2＝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探究三DNA分子中碱基的计算规律(1)腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。因此，嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。一条链中的A和另一条链中的T相等，可记为A1＝T2，同样：T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2。(2)设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝T2＋A2＝n%。整个DNA分子中：A＋T＝n%。即在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。2．进行碱基计算要注意以下几点。(1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。(2)注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。(3)解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。5．某DNA分子中，G＋C之和占全部碱基的35.8%，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(B)A．32.9%和17.1%B．31.3%和18.7%C．18.7%和31.3%D．17.1%和32.9%解析：由于DNA分子中(G＋C)之和在整体中的比例与在单链DNA中该比例均相等，可推出该已知链中G＋C＝35.8%，又因T与C分别占32.9%与17.1%，可求出该链中的A为1－(G＋C＋T)＝1－(35.8%＋32.9%)＝31.3%，G＝35.8%－17.1%＝18.7%。其互补链中T和C应与该链中A与G的含量相等。6．某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是(A)A．35%B．29%C．28%D．21%解析：整个DNA中的A＋T占整个DNA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的