DNA的结构-2026年高一下学期生物人教版必修2

第2节DNA的结构人教版

必修二1.通过史料分析，能概述DNA双螺旋结构模型的构建历程2.能概述DNA结构的主要特点，尝试制作DNA分子双螺旋结构模型DNA雕塑请同学们阅读教材第48-51页，回答下列问题：1.DNA的基本组成单位是什么?有几种?分别是哪些?2.英国科学家威尔金斯和美国的科学家富兰克林做了什么贡献?3.奥地利生物化学家查哥夫指出碱基的数量关系是怎样的?4.DNA是由几条链组成的?它具有怎样的立体结构?组成DNA的碱基有4种：腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)碱基种类资料1：20世纪30年代，科学家认识到：DNA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。脱氧(核糖)核苷酸1分子的脱氧核苷酸是由1分子的脱氧核糖、1分子的磷酸1分子含氮的碱基组成。成分任务一：DNA双螺旋结构模型的构建“X”形意味着DNA分子是螺旋的资料2：1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯(M.Wilkins)和同事富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。M.WilkinsR.E.Franklin碱基组成碱基比例AGCTA/TG/C(A+G)/(T+C)(A+T)/(G+C)人30.919.919.829.41.051.011.031.52鸡28.820.521.529.20.990.950.971.38海胆32.817.717.332.11.021.021.021.85酵母菌31.318.717.132.90.951.091.001.79大肠杆菌24.72625.723.61.051.011.030.93资料3：20世纪40年代，测定几种生物DNA分子中4种碱基的数量关系奥地利生物化学家查哥夫查哥夫法则：在DNA中，腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量；

鸟嘌呤(G)的量=胞嘧啶(C)的量。资料4：1953年，美国科学家沃森（J．D.Watson，1928——2025）和英国科学家克里克（F.Crick，1916—2004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构。沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型富兰克林发现，将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。①A-T与G-C具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。②能够解释A=T、G=C的数量关系。③模型与X射线衍射照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。讨论1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。(1)DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？(2)DNA的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？(3)DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对。它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。反向平行方式盘旋成双螺旋结构两条DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧讨论2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？①要善于利用他人的研究成果和经验；②要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；③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。两个脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接。链接的化学键两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则即:A与T配对(2个氢键);G与C配对(3个氢键)。链间的连接两条链反向平行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。结构特点3',5'一磷酸二酯键氢键任务二：DNA的结构巧记：利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构五种元素:四种碱基:三种物质:两条长链:一种结构:A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链规则的双螺旋结构C、H、O、N、P注意：DNA初步水解产物是：脱氧核苷酸

DNA彻底水解产物是：磷酸、脱氧核糖和含氮的碱基活动：思考讨论并回答下列问题1.A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA分子哪个结构更稳定？G与C含量越多，氢键就越多，DNA结构就越稳定。2.一个脱氧核糖连接几个磷酸？3.一个DNA分子有几个游离的磷酸？1个或2个2个游离的磷酸4.一条链上相邻的两个碱基通过什么连接？脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖5.DNA遗传信息是什么？碱基对的排列顺序就代表了遗传信息任务二：DNA的结构探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片几个？(2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？(3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？(4)可组装出几种该DNA片段模型？202020410脱氧(核糖)核苷酸1.DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？2.DNA是如何维系它的稳定性？3.为什么每个DNA结构模型都与众不同？4.你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制方式吗？思考与讨论：碱基（对）/脱氧核苷酸的数量不同、排列顺序的千变万化DNA具多样性①外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成②内部碱基对稳定——通过氢键连接，遵循碱基互补配对原则③空间结构稳定——规则的双螺旋结构DNA具稳定性每个DNA碱基（对）排列顺序是特定的DNA具特异性DNA的结构特性碱基互补配对原则；半保留复制探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型任务三：碱基互补配对原则的应用A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链设DNA的一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则:A1=T2,T1=A2,G1=C2，C1=G2且在DNA双链中：A=T，G=C

A+G＝T+CA+C＝T+G(DNA中非互补碱基之和相等)

（A+G）/（A+T+G+C）=1/2(两链中非互补碱基之和占两链碱基总数的1/2)即:A+C=T+G=A+G=T+C=50%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链设DNA的一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则:A1=T2,T1=A2,G1=C2，C1=G2且在DNA双链中：A=T，G=C

（A1+G1）/（T1+C1）=a，则（A2+G2）/（T2+C2）=1/a(两链间非互补碱基的和之比互为倒数)

（A+T）/（A+T+G+C）=a，则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=a(DNA中某互补碱基和占碱基总数的比值，与任意一条链的这种比值相等)任务三：碱基互补配对原则的应用一、概念检测✔✔1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。(1)DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基。()(2)在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A+G)/(T+C)=1。（）2.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（）A.b≦0.5

B.b≧0.5C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个D.胞嘧啶为b(1/2a-1)个3.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3',那么它的互补链的序列是()A.5'-CTATGG-3'B.5'-GATACC-3'C.5'-GGTATC-3'D.5'-CCATAG-3'CC1

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一、概念检测4.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸