高中生物第3章第2节DNA分子的结构名师精选教案新人教版必修2

1、名校名 推荐dna分子的结构一、 dna双螺旋结构模型的构建1模型名称：dna双螺旋结构模型。2构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。3模型构建历程二、 dna分子的结构1 dna的结构层次基本组成元素：c、 h、 o、 n、 p基本组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基基本组成单位：脱氧核苷酸(4 种 )dna单链： 脱氧核苷酸链两条dna双链： dna双螺旋结构2 dna分子双螺旋结构的特点1名校名 推荐(1) 两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2) 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) 碱基互补配对原则： a( 腺嘌呤 ) 一定与

2、t( 胸腺嘧啶 ) 配对；g(鸟嘌呤 ) 一定与 c( 胞嘧啶 ) 配对。一、 dna双螺旋结构模型的构建1仔细阅读教材p47 48 沃森和克里克构建dna双螺旋结构模型的故事，探究下列问题：(1) 沃森和克里克在构建模型的过程中，借鉴利用了他人的哪些经验和成果？提示： 当时科学界已发现的证据；英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的x 射线衍射图谱； 奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果， 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。(2) 沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？提示：将碱基置于螺旋外部。以相同碱基进行配对连接双链。

3、2判断正误(1) 在 dna模型构建过程中，沃森和克里克曾尝试构建三螺旋结构模型。( )(2) 沃森和克里克在构建 dna双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。 ( )二、 dna分子的结构1观察教材p49 图 3 11，结合制作模型体验，探讨下列问题：(1)dna 分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？提示：同一条链中连接相邻两个碱基的结构是脱氧核糖磷酸脱氧核糖；两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。(2) 运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链dna 分子中， (a g)/(c t) 的值相同吗？在 dna分子的一条链中是否存在同样的

4、规律？提示：相同。在双链dna分子中，由于a t， g c，所以嘌呤数等于嘧啶数，即ag t c，可得 (a g)/(t c) 1，因此双链dna分子中 (a g)/(t c)的值相同。在单链 dna分子中不存在同样的规律，因为a 与 t， g与 c 不一定相等。(3) 结合 dna分子结构特点，归纳 dna分子结构稳定性的原因。提示：dna分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。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。dna分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。dna分子之间对应碱2名校名 推荐基严格按照碱基互

5、补配对原则进行配对。2连线 ( 将下列能组成核苷酸的分子进行连线)dna分子中的碱基计算规律1碱基互补配对原则2碱基间的数量关系3. 碱基比例与 dna分子的共性和特异性(1) 共性：atgca ca g ta 1； c g 1； t g t c 1(2) 特异性：a tg c的比值是多样的，是dna分子多样性和特异性的主要表现。 特别提醒 (1) 在 dna单链中， a 与 t、 g与 c 也可能相等。(2)(a t)/(g c)的比值虽然能体现 dna分子的特异性， 但不同的 dna分子中该值有可能相同。3名校名 推荐 例 1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：

6、(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：该 dna片段中共有腺嘌呤_个， c 和 g构成的碱基对共_对。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

7、对的种类有4 种，即 at、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 cg 碱基对共60 个，所以该dna中腺嘌呤数为 1/2 (200 260) 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)44(4) 4060g与 c 例 2一个 dna分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占dna分子

8、上碱基总数的24%，则这个dna分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链上碱基数目的()a 44%b 24%c 14%d 28% 解析 画出 dna简图 ( 如图所示 ) ，依题意，列出等量关系：(a 1 g1)/g 140%a11.4g1而在整个 dna分子中：(a 1 g1)/200 24%a1 g148联立得：a128。整个 dna分子中 a1 t2，因此正确答案是d。 答案 d双链 dna分子中碱基数量关系的归纳(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)a t， c g， a g c t a c g t总碱基数的1/2 。(3) 互补碱基之和的比值(a t

9、) (c g) 在已知链、互补链和整个dna分子中相等；非互补碱基之和的比值 如 (ac)(t g) 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名校名 推荐(4) 在一个双链 dna分子中，某种碱基的比例等于其在每条链上所占比例的平均值。 课堂归纳 网络构建 填充：双螺旋反向平行交替连接互补配对 关键语句 1 dna分子的双螺旋结构(1) 两条链反向平行；(2) 脱氧核糖和磷酸交替连接，排列于外侧，构成基本骨架；(3) 碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。2双链 dna分子中，嘌呤碱基数嘧啶碱基数，即a g tc。3互补碱基之和的比例在dna的任何一条链及整个dna分子中

10、都相等。4在 dna分子中，含gc 碱基对越多的dna分子相对越稳定。5非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，而在整个dna分子中比值为1。知识点一、 dna双螺旋结构模型的构建1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()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 ( 碱基为 a、t、 g、 c)为单位连接而成的长链的基础上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)

11、 的量总是等于胞嘧啶 (c) 的量的启发，构建出了科学的模型解析：选 b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，推出 dna分子呈螺旋结构。2制作 dna分子的双螺旋结构模型时，发现制成的dna分子的平面结构很像一架“梯子”， 那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”之间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键以及遵循的原则依次是()磷酸和脱氧核糖氢键碱基对碱基互补配对abcd解析：选 b“扶手”代表dna的骨架，即磷酸和脱氧核糖交替连接形成的长链，排列在内侧的碱基对相当于“阶梯”，连接“阶梯”的化学键是氢键，碱基间遵循碱基互补配对5名校名 推荐原则。3 ( 上海高考 )

12、在 dna分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表a 和 g，用另一长度的塑料片代表c 和 t，那么由此搭建而成的dna双螺旋的整条模型()a粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补b粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似c粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补d粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同解析：选 aa 和 g都是嘌呤碱基， c 和 t 都是嘧啶碱基，在dna分子中，总是a t，gc，依题意，用一种长度的塑料片代表a 和 g，用另一长度的塑料片代表c 和 t，则 dna的粗细相同。4 ( 广东高考 )1953 年 watson 和 crick构建了 dna双螺旋结构模型，

13、其重要意义在于()证明 dna是主要的遗传物质确定 dna是染色体的组成成分发现 dna如何储存遗传信息为 dna复制机制的阐明奠定基础abcd解析：选ddna双螺旋结构模型中，碱基排列在内侧，碱基对的排列顺序代表遗传信息，正确； dna复制的特点是边解旋边复制和半保留复制，dna双螺旋结构模型为dna复制机制的阐明奠定基础，正确。知识点二、 dna分子结构5关于 dna分子双螺旋结构特点的叙述，错误的是()a dna分子由两条反向平行的链组成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：选 c dna分子中，脱氧核糖和磷酸交替连

14、接，排列在外侧，构成 dna分子的基本骨架。6有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是 ()a三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶b两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶c两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶d两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶解析：选c据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为t，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。知识点三、 dna分子结构中相关碱基计算7 dna的一条单链中 (a g)/(t c) 0.4 。上述比例在其互补单链和整个dna分子中分别为 ()a 0.4 、 0.6b2.5 、 1.0c 0.4 、 0.4d0.6 、 1.0

15、解析：选 b根据碱基互补配对原则，在整个 dna分子中，因 a t，g c，所以 (a g)/(t c) 比值为 1.0 。在双链 dna分子中，一条链上的 (a g)/(t c) 与另一条链上的 (t c)/(a g)相等为 0.4 ，因而互补链中 (a g)/(t c) 2.5 ，互为倒数。8以下四个双链dna分子中，稳定性最差的是()a a 占 25%bt 占 30%6名校名 推荐c g占 25%dc 占 30%解析：选 bdna分子结构稳定性表现在相对稳定的双螺旋结构；碱基对通过氢键连接，氢键含量越高，稳定性越强。根据碱基互补配对原则可计算四个双链dna分子中含gc碱基对最少的稳定性最

16、差。a 项中 g c 50%；b 项中 g c 40%；c 项中 gc 50%；d项中 gc 60%。9如图表示某大肠杆菌dna分子结构的片段，请据图回答：(1) 图中 1 表示 _， 2 表示 _。1、 2、 3 结合在一起的结构叫_。(2)3 有 _种，中文名称分别是_ 。(3)dna 分子中 3 与 4 是通过 _连接起来的。(4)dna 被彻底氧化分解后，能产生含n废物的是 _。解析：图示为 dna片段， 1 代表磷酸， 2 是脱氧核糖， 3、4 代表含氮碱基。两条链之间通过碱基对间的氢键相连。答案： (1) 磷酸脱氧核糖脱氧核糖核苷酸(2) 两鸟嘌呤、胞嘧啶(3) 氢键(4)含氮碱基

17、( 时间： 30 分钟；满分：50 分 )一、选择题 ( 每小题 5 分，共 30 分)1下列哪项不是沃森和克里克构建过的模型()a碱基在外侧的双螺旋结构模型b同种碱基配对的三螺旋结构模型c碱基在外侧的三螺旋结构模型d碱基互补配对的双螺旋结构模型解析：选 b沃森和克里克最先提出了碱基在外侧的双螺旋和三螺旋结构模型，后来又提出了碱基在内侧的双螺旋结构模型， 并且同种碱基配对。 最后提出了碱基互补配对的双螺旋结构模型。2下列关于核酸的叙述中，正确的是()a dna和 rna中的五碳糖相同b组成 dna与 atp的元素种类不同c t2 噬菌体的遗传信息储存在rna中d双链 dna分子中嘌呤数等于嘧啶

18、数解析：选 d dna含有脱氧核糖， rna含有核糖； dna和 atp都是由 c、h、o、n、p 五种元素组成的。 t2 噬菌体的遗传物质为 dna，故其遗传信息也储存在 dna中。双链 dna分子中嘌呤和嘧啶碱基互补配对，故两者数量相等。3下面对dna结构的叙述中，错误的一项是()a dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧b dna分子中的两条链反向平行7名校名 推荐c dna分子中只有 4 种碱基，所以实际上只能构成 44 种 dna d dna分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则解析：选 c 在 dna分子中， at，g c，脱氧核糖与磷酸交替排列在 dna外侧

19、，共同构成 dna分子的基本骨架。 dna分子多样性取决于碱基种类、数量及排列顺序。4在制作dna 双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。下列连接中错误的是()解析：选b脱氧核苷酸之间是通过每个脱氧核苷酸的脱氧核糖上的3碳位的羟基与相邻脱氧核苷酸的5碳位的磷酸之间脱水缩合形成3， 5磷酸二酯键相连。5现有一待测核酸样品，经检测后， 对碱基个数统计和计算得到下列结果：(a t) (gc) (a g)(t c) 1。根据此结果，该样品()a无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸b可被确定为双链dnac无法被确定是单链dna还是双链dnad可被确定为单链dna解析：选 c由于核酸样品检测得到碱基a

20、、t、 c、 g，所以该核酸一定是dna，而不是rna。据题意可知四种碱基相等，即 a t g c，这样就无法确定是单链dna还是双链dna。6噬菌体 x174 是单链 dna生物，当它感染宿主细胞时，首先形成复制型(rf) 的双链dna分子。如果该生物dna的碱基构成是：27%a， 31%g， 22%t和 20%c。那么， rf中的碱基构成情况是 ()a 27%a， 31%g， 22%t和 20%cb 24.5%a， 25.5%g， 24.5%t 和 25.5%cc 22%a， 20%g， 27%t和 31%cd 25.5%a， 24.5%g， 25.5%t 和 24.5%c解析：选 b 双

21、链 dna中 a 与 t 配对，可算出 a t(27%22%)1/2 24.5%，那么 g c 25.5%。二、非选择题( 共 20 分 )7 (12 分 ) 如图是 dna分子片段的结构图，请据图回答：(1) 图甲是 dna分子片段的 _结构，图乙是 dna分子片段的 _结构。(2) 写出图中部分结构的名称： 2_ 、 5_ 。(3) 从图中可以看出 dna分子中的两条长链是由 _和 _交替连接的。8名校名 推荐(4) 碱基配对的方式为： _ 与 _配对； _ 与 _ 配对。(5) 从图甲中可以看出，组成 dna分子的两条链的方向是 _的，从图乙中可以看出，组成 dna分子的两条链相互缠绕成 _的 _结构。解析： (1) 从图中可以看出：甲表示的是dna分子片段的平面结构，而乙表示的是dna分子片段的立体( 空间 ) 结构。 (2) 图中 2 表示的是一条脱氧核苷酸长链的片段，而5 表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3) 从图甲的平面结构可以看出：dna 分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)dna 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律： a 与 t 配对， g