第3章 第2节 DNA的结构-【导与练】2022-2023学年新教材高中生物必修第二册同步全程学习全书word（人教版2019）

第2节　DNA的结构 学习目标 素养定位 1.说出DNA分子结构的主要特点。 2.描述DNA双螺旋结构模型的构建历程。 3.基于对DNA的结构特点分析,掌握有关的计算规律 1.尝试制作DNA双螺旋结构模型,概述DNA分子的结构及特点。(科学探究) 2.运用数学方法分析DNA分子的结构,阐述碱基多种多样的排列顺序蕴含着丰富的遗传信息。(科学思维) 一、DNA的结构及其模型构建 1.构建者 DNA双螺旋结构模型的构建者是沃森和克里克。 2.构建过程 3.DNA的结构 4.脱氧核苷酸的种类 腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。 5.DNA双螺旋结构的特点 (1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。 (3)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:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。 6.碱基互补配对原则 碱基之间的这种A与T、G与C一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。 7.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基团,这一端称作5′-端,另一端有一个羟基(—OH),称作3′-端。DNA的两条单链走向相反,从双链的一端起始,一条单链是从5′-端到3′-端的,另一条单链则是从3′-端到5′-端的。 二、DNA结构中碱基的数量关系 DNA中碱基数量的计算规律 设DNA一条链为1链,互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=T1,G1=C2,G2=C1。 (1)A1+A2=T1+T2;G1+G2=C1+C2。 即双链中A=T,G=C,A+G=T+C=A+C=T+G=1/2(A+G+T+C)。 规律一:双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 (2)A1+T1=A2+T2;G1+C1=G2+C2。 ==,==(N为相应的碱基总数)。 规律二: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。 (3)与的关系是互为倒数。 规律三:非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。 (4)若=a,=b,则=1/2(a+b)。 规律四:某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 判断正误 (1)每个DNA分子中,都是碱基数=磷酸数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数。(　√　) (2)DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸基团位于同一侧。(　×　) 提示:DNA分子中两条链游离的磷酸基团都在5′-端。 (3)双链DNA分子中的每个磷酸基团都与2个五碳糖连接。(　×　) 提示:双链DNA分子中大多数磷酸基团与2个五碳糖连接,但位于5′-端的磷酸基团只与1个五碳糖连接。 (4)一条单链中(A+C)与其互补链中(T+G)之比为 1∶1。(　√　) 探究一　DNA的结构及其模型构建 资料1:20世纪30年代,人们已经认识到DNA是以脱氧核苷酸为单位连接而成的长链;组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种,每1种含有1个特定的碱基。思考讨论下列问题。 (1)每个脱氧核苷酸是由哪些小分子组成的?组成DNA的碱基有哪几种?尝试构建脱氧核苷酸的结构模型。 提示:脱氧核糖、磷酸基团和含氮碱基。腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)。 (2)DNA中的N、P分别存在于脱氧核苷酸的哪一种成分中? 提示:N存在于含氮碱基中,P存在于磷酸基团中。 (3)脱氧核苷酸单链是如何构成具有双螺旋结构的DNA分子的?碱基配对有什么规律? 提示:两条脱氧核苷酸单链反向平行,通过碱基对连接在一起,盘旋成双螺旋结构。A与T配对,G与C配对。 资料2:某研究小组绘制了DNA分子的两种结构模型图,试回答下列问题。 (4)每个DNA分子中游离的磷酸基团有几个? 提示:2个。 (5)在DNA分子的一条单链中相邻的碱基如何连接? 提示: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。 (6)DNA的空间结构有什么特点? 提示:规则的双螺旋结构。 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。 (3)特异性:每种DNA有别于其他DNA特定的碱基排列顺序。 1.下列关于DNA分子结构的叙述中,不正确的是(　D　) A.每个DNA分子中通常都含有四种脱氧核苷酸 B.DNA分子的两条链反向平行 C.DNA两条链上的碱基以氢键相连,且A与