3.2 DNA的结构-【帮课堂】2022-2023学年高一生物同步精品讲义（人教版2019必修2）

3.2 DNA的结构 ( 目标导航 ) 教学目标 课程标准 目标解读 1. 概括 DNA 分子构造的主要特点。 2. 概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。 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。 教学重点 1. DNA结构的主要特点。 2. 制作DNA双螺旋结构模型。 教学难点 DNA结构的主要特点。 ( 知识精讲 ) 知识点01 DNA分子双螺旋结构模型的构建 构建者：沃森和克里克 构建过程： 模型的特点和意义： （1）A-T对与G-C对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径。 （2）意义： 能解释A、T、G、C的数量关系。 能解释DNA的复制。 模型与X射线衍射照片完全相符。 知识点02 DNA的结构 组成DNA的基本单位：脱氧核苷酸 组成DNA的碱基： 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T） 平面结构： 由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构； 外侧：磷酸、脱氧核糖交替连接——基本骨架； 内侧：碱基；2条链上的碱基通过氢键形成碱基对 碱基互补配对原则： A与T配对，G与C配对；A－T之间形成2个氢键；C－G之间形成3个氢键 空间结构： 小结： 知识点03 DNA分子各种碱基的数量关系 1.在双链DNA中，嘌呤＝嘧啶，即A=T、G=C；A+G=T+C，A+C=T+G； 2.双链DNA中，如果一条链中的，则另一条链中，整个DNA中 如果一条链中的,则另一条链中 3.在双链DNA中，一条链中A+T的和占该链碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。 即：(A1+T1)% = (A2+T2)% = 总(A+T)% 同理： (G1+C1)% = (G2+C2)% = 总(G+C)% 知识点04 DNA的特性 稳定性： 1.基本骨架中脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变 2.每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构，将易分解的碱基排列在内侧 3.两条链间碱基互补配对原则严格不变 多样性： 碱基排列顺序千变万化 特异性： 碱基的特定的排列顺序 双链DNA中，有碱基数为a，碱基对个数为n，则碱基对的排列方法共an ( 能力拓展 ) 考点01 DNA的结构及特性 1.DNA分子的结构 2.结构层次 DNA分子结构的几个要点： （1）数量关系： ①除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。 ②A=T，G=C ③DNA分子中之间的数量比为1∶1∶1。 （2）位置关系： ①单链中相邻的碱基连接方式：脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 ②互补链中相邻碱基的连接方式：氢键 （3）DNA结构中化学键的形成与断裂 ①氢键：配对的碱基间形成碱基对，通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。 ②磷酸二酯键：连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。 （4） DNA初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。 3.DNA特性 DNA分子的双螺旋结构能保持相对稳定，原因有以下三点： （1） 是DNA分子双螺旋结构的内侧，通过氢键形成的碱基对，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。 （2） 是碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆积力，它是芳香族碱基π电子间的相互作用引起的。现在普遍认为碱基堆积力是稳定DNA结构的最重要的因素。 （3） 双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键，可以减少双链间的静电斥力因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。 【典例1】以下为DNA分子结构探究历程中的部分资料，下列相关叙述正确的是（） 资料①：1952年，富兰克林进行了详细的衍射图片分析，提出DNA为双螺旋结构，两条链向两个相反方向伸展。 资料②：碱基是疏水性基团，脱氧核糖和磷酸是亲水性基团，细胞中的DNA处于液体环境中。 资料③：嘌呤是双环化合物，占有空间大，嘧啶是单环化合物，占有空间小，经测定DNA螺旋的直径是恒定的，约为2 nm。 A. 富兰克林分析发现DNA分子不同是由于其内部碱基对排列顺序不同 B. 根据资料①②可知，两条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖排列在外侧 C. 由资料③可知，在双链DNA分子中腺嘌呤的数量等于胸腺嘧啶的数量 D. 综合①②③可知，一