第3章 第2节 遗传信息编码在DNA分子上(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第二节　遗传信息编码在DNA分子上 1.简述DNA分子结构的研究历程。 2．说明DNA分子结构及其特点。 3．认识建立物理模型是表征DNA分子结构的重要方法，通过尝试制作DNA双螺旋结构模型，学会构建物理模型的方法。 [主干知识梳理] 一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构 1．遗传物质DNA分子结构的研究 (1)DNA在细胞内含量稳定，并且在代谢上不活跃，因此设想，DNA只是为代谢提供模板，即指导代谢过程的进行。有些学者推测，DNA必定具有线性纵向结构。 (2)根据DNA的X射线衍射图像的照片成功拍摄，人们推测DNA分子是长链状结构。 (3)研究发现构成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，DNA分子是脱氧核苷酸的多聚体。 (4)奥地利生化学家卡伽夫发现在多种生物的DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶的含量相等，鸟嘌呤和胞嘧啶的含量相等。 2．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型 (1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成的双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架，排列在主链的外侧，碱基则位于主链内侧。 (2)DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对，由氢键连接。其中，腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连，这就是碱基互补配对原则。 (3)在DNA分子中，A和T的数目相等，G和C的数目相等，但A＋T的量不一定等于C＋G的量，这就是DNA中碱基含量的卡伽夫法则。 3．制作DNA双螺旋结构模型 (1)选取材料时，注意用不同形状、大小和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。 (2)选好支架和连接的材料，注意各种化合物的位置关系和连接方式。 二、碱基排列顺序编码了遗传信息 1．DNA分子的特性 多样性 在自然界中，每个DNA分子的碱基有成千上万个，它们的排列方式就构成了巨大的数字 特异性 每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序 2.DNA分子是信息分子 含义 DNA分子中碱基的不同排列顺序可以存储不同的遗传信息 特点 ①同一种生物DNA的核苷酸序列极为接近；②两种生物的亲缘关系越近，它们细胞内DNA的核苷酸序列也越相似 DNA中核 苷酸序列 分析的应用 ①判断不同生物在进化中的亲缘关系；②推测人的血缘关系；③对犯罪嫌疑人的身份鉴定等 [预习效果自评] 1．判断下列叙述的正误 (1)DNA分子的基本骨架由核糖和磷酸基团交替连接形成。(×) 提示：DNA中含有的是脱氧核糖。 (2)DNA分子的任意一条链中，嘌呤数和嘧啶数相等。(×) 提示：DNA分子中嘌呤数和嘧啶数相等，但在一条链中不一定相等。 (3)DNA分子具有规则的双螺旋结构，决定了其结构的稳定性。(√) (4)卡伽夫法则中腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连。(×) 提示：卡伽夫法则指DNA分子中碱基比例关系，不涉及氢键的数量。 (5)不同生物DNA的核苷酸序列越接近，亲缘关系越近。(√) 2．某同学欲制作脱氧核苷酸结构模型，其中表示脱氧核糖、表示碱基、表示磷酸基团，下列制作正确的是(　 ) 解析：选D　一个脱氧核苷酸由一个脱氧核糖、一个磷酸分子、一个含氮碱基构成，其中含氮碱基和磷酸分子均与脱氧核糖相连，DNA分子中不含有U。 3．思考题 阅读教材第61页“课外读”，回答下列问题： (1)英国化学家富兰克林拍摄出DNA衍射图像的照片，为破解DNA的结构作出了突出贡献。其中她发现碱基和磷酸基团是怎么排布的？ 提示：碱基在螺旋结构的内侧、磷酸基团在外侧。 (2)最先提出DNA分子的双螺旋结构模型的是谁？他们主要借鉴了哪些科学家的重要发现？ 提示：最先提出DNA分子双螺旋结构模型的是沃森、克里克。古伦德发现碱基间以氢键相连，富兰克林发现了碱基和磷酸基团的排布方式，卡伽夫碱基的数量关系等，都促成了DNA分子的双螺旋结构模型的最终提出。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1．科学家运用X衍射技术和模型构建方法，确定了DNA的双螺旋结构，揭示了生物界遗传物质DNA分子的统一性特点。 2．DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成的双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架，排列在主链的外侧，碱基则位于主链内侧。 3．DNA分子中碱基排列顺序编码了遗传信息。在碱基排列顺序方面DNA分子表现出多样性和特异性。 [任务驱动] 20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。1951年，鲍林(1954年诺贝尔化学奖得主)发现蛋白质的长链结构。由此启发：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。1952年，富兰克林获得较好的DNA衍射图谱，并指出了DNA双链同