第3章 第2节 DNA的结构(配套Word教参)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中生物必修2 遗传与进化(人教版)

第2节　DNA的结构 课程内容标准 核心素养对接 1.概述DNA结构的主要特点。 2．通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。 3．制作DNA双螺旋结构模型。 1.了解科学家构建模型的研究历程，领悟模型建构在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。(社会责任) 2．通过动手制作模型，培养观察能力，动手能力及空间想象能力等，形成结构与功能观。(科学探究) 3．理解并掌握DNA分子的结构特点，并掌握有关的计算规律。(科学思维) 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1．构建者：沃森和克里克。 2．构建过程 二、DNA的结构 1．结构图示 2．图示解读 基本组成元素 C、H、O、N、P 组成物质 [①]碱基，[②]脱氧核糖，[③]磷酸 基本组成单位 [④]脱氧核苷酸，共4种 整体结构 由两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 结构特点 外侧 由脱氧核糖和磷酸交替连接组成基本骨架 内侧 碱基之间通过氢键连接；遵循碱基互补配对原则，即T(胸腺嘧啶)一定与[⑥]腺嘌呤配对，C(胞嘧啶)一定与[⑦]鸟嘌呤配对 三、制作DNA双螺旋结构模型 1．目的要求：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。 2．制作程序 (1)制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基 　↓整合 (2)若干个脱氧核苷酸 　↓连接 (3)脱氧核苷酸链 　↓两条 (4)DNA分子的平面结构 　↓旋转 (5)DNA分子双螺旋结构 1．判正误 (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)DNA分子由两条方向相反的脱氧核苷酸链盘旋而成。(√) (3)组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所含的碱基是A、U、G、C。(×) (4)在DNA分子中一定存在如下关系：C＝T，A＝G。(×) (5)双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。(×) 2．微思考 在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗体的鉴定等。下图是DNA指纹图谱，你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？ 提示　1号是罪犯。 任务驱动一　 DNA的结构 1．沃森和克里克构建的DNA的双螺旋模型属于哪一类模型？ 提示　物理模型。 2．DNA的空间结构有什么特点？一共由几条链构成？其方向如何？构成DNA的基本单位有几种？每个基本单位的化学组成如何？ 提示　DNA是双螺旋结构；由两条链构成；方向相反；4种脱氧核苷酸；每个脱氧核苷酸都由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分脱氧核糖构成。 3．为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强？ 提示　G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键。因此G与C所占比例越大，DNA分子的稳定性越强。 1．DNA分子的结构 (1)DNA单链：脱氧核苷酸分子连接成脱氧核苷酸链(如图)。 (2)DNA双链：两条脱氧核苷酸单链以氢键相连形成(如图)。 ①每个DNA片段中之间的数量比为1∶1∶1，游离的磷酸基团有2个； ②一条核苷酸链中相邻两个核苷酸通过磷酸二酯键相连；连接双链之间的化学键为碱基对之间的氢键； ③每个脱氧核糖(除两端外)连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接； ④在DNA分子的一条单链中相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接； ⑤若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n；若已知A有m个，则氢键数为3n－m。 2．DNA分子的结构特性 (1)稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。 (2)多样性：DNA分子中碱基对(脱氧核苷酸对)的排列顺序多种多样，构成了DNA的多样性，也决定了遗传信息的多样性，从而形成了生物多样性。 (3)特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。 下面为含有四种碱基的DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是(　　) A．③有可能是碱基A B．②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架 C．①②③中特有的元素分别是P、C和N D．与⑤有关的碱基对一定是A—T D　[该DNA分子含有四种碱基，且A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，与③有关的碱基对一定是G—C，但无法确定③⑤具体是哪一种碱基。DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，应为图中的①②。①中特有的元素是P，③中特有的元素是N，而C并不是②所特有的，③中也含有C。] 从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是(　　) A．碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分