3.2 DNA的结构的导学案-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

3.2 DNA的结构学案 【学习目标】 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的结构特点，并掌握有关的计算规律。(科学思维) 【学习重难点】 1、教学重点 （1）DNA分子结构的主要特点。 2、教学难点 （1）DNA分子结构的主要特点。 （2）运用碱基互补原则进行DNA碱基计算。 【预习新知】 DNA双螺旋结构模型的构建 1．构建者：美国生物学家__沃森__和英国物理学家__克里克__。 2．构建过程： DNA的结构 1．基本单位：组成DNA分子的基本单位是④脱氧核苷酸，其由一分子①磷酸，一分子②脱氧核糖和一分子③含氮碱基组成。 2．结构分析 (1)整体结构：由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)基本骨架：DNA分子中的①磷酸和②脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本 骨架。 (3)碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。依据此原则写出上图各序号代表的碱基种类⑤：A ⑥：C ⑦：T。 【易错提示】 碱基数量计算的两个易错点 (1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例。 (2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基。 （1）脱氧核苷酸分子中，碱基连接在五碳糖的1'-C上，磷酸基团连接在五碳糖的5'-C上； （2）核苷酸脱水缩合形成多核苷酸长链时，一个核苷酸五碳糖3'-C与另一个核苷酸磷酸基团之间通过形成磷酸二酯键相连； （3）如果DNA的一条单链上的碱基序列为5'—GGTATC—3'，那么与其互补的另一条单链的碱基序列就为3'—CCATAG—5'。 【深化探究】 探究点一　DNA的结构 一、DNA双螺旋结构模型的构建 仔细阅读教材P48～49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？ (2)沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？ 二、如图是DNA片段的结构图，请据图思考下列问题： (1)DNA的基本单位是什么？四种基本单位的主要区别是什么？ (2)写出图中数字的名称。 (3)为什么“G—C”含量越多的DNA越耐高温？ (4)乙比甲结构更稳定，为什么？ (5)不同的DNA分子哪些方面会有所不同？(供选：脱氧核苷酸的数量、碱基种类、基本骨架、碱基对的排列顺序) (6)DNA中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？ (7)DNA中，互补链之间相邻两个脱氧核苷酸靠什么连接？ 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构 “三看法”判断DNA结构 1．DNA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→遗传信息的多样性→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。 探究点二　制作DNA双螺旋结构模型及碱基比率的计算 一、以下为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，请找出图中的错误有几处？分别是什么？ 二、结合DNA双螺旋结构模型的特点思考下列问题： 1．为什么DNA中嘌呤和嘧啶数量相等？ 2．为什么“A＋T”或“G＋C”在整个双链上所占的比例与在每一条单链上所占的比例相等？ 3．如果一条链上，则其互补链上比值是多少？ 4．DNA中共有4种类型的碱基对，若某个DNA具有n个碱基对，则该DNA可能有多少种排列方式？ 5．运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA中，(A＋G)/(C＋T)的值相同吗？在DNA的一条链中是否存在同样的规律？ 6．DNA的两条链之间，哪些比例是相等的？哪些比例互为倒数？ 三步解决DNA中有关碱基比率的计算 第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA碱基的比例，还是占DNA一条链上碱基的比例。 第二步：画一个DNA模式图，并在图中标出已知的