3.2DNA的结构导学案-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

3.2 DNA的结构 【学习目标】 (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 结构双螺旋结构模型 【重点与难点】 (1)DNA结构的主要特点 (2）制作 DNA 双螺旋结构模型 (3）运用碱基互补原则进行DNA碱基计算 知识导航 一、DNA双螺旋结构模型的构建 （一）构建者： 沃森和克里克 （二）构建过程 1、1951年，科学界已经认识到：DNA是以4种 脱氧核苷酸 为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 A、T、G、C 4种碱基。但不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的。 2、英国威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的 DNA衍射图谱 →沃森和克里克推算处DNA呈螺旋结构。 1952年， 查哥夫 提出：在DNA分子中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。 1953年，沃森和克里克提出 DNA双螺旋结构 模型。 （三）模型的特点及意义 1、特点：A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的性状和直径，这样组成的DNA分子具有 恒定的直径 。 2、意义： （1）能解释 A、T、G、C 的数量关系。 （2）能解释DNA的 复制 。 （3）模型与X涉嫌衍射照片完全相符。 二、DNA的结构 1．元素组成： C、H、O、N、P 。 2．组成物质： 磷酸 、碱基、 脱氧核糖 。 3．基本单位： 脱氧核苷酸 。 4．平面结构 许多脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸长链，两条脱氧核苷酸长链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基按碱基互补配对原则（A- T ，G- C ）进行配对。 5．空间结构： 双螺旋 结构 （1）两条链 反向 平行。 （2）两条链之间靠 氢键 连接。 6．DNA的结构特点 （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。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作 5′­端 ，另一端有一个羟基（—OH），称作 3′­端 ，两条单链走向 反向平行 ，一条单链是从5′­端到3′­端的，另一条单链是从3′­端到5′­端的。 （2）DNA中的 磷酸和五碳糖 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规律：A（腺嘌呤）一定与 T 配对，G（鸟嘌呤）一定与 C 配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作 碱基互补 原则。 7、DNA中碱基数量的计算 （1）．双链中，A＝ T ，C＝ G ,因此A+G= T+C ,则__嘌呤__总数=__嘧啶___总数 （2）.双链中，A+G= T + C = A + C = T + G =（ A + T + G + C ）*50% 因此，任意两种不互补的碱基之和占碱基总数的50％ （3）、一条链上（A+T）/（C+G）= a，则互补链上该比值是 a ,整个DNA分子中此比值为__a___。 （4）、一条链上（A+C）/（T+G）= b，则互补链上该比值是 1/b , 整个DNA分子中此比值为__1_____。 习题巩固 1．下列关于DNA分子的叙述，错误的是（　　） A．1个DNA分子中最多只有两个游离的磷酸基团 B．DNA分子中含碱基对C—G越多，其热稳定性越高 C．DNA分子的多样性由碱基对数量和空间结构决定 D．DNA分子彻底水解的某些产物可用于合成ATP和RNA 2．如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是（　　） A．不同生物的DNA分子中④的种类有特异性 B．某DNA分子的一条单链中（A+T）/（C+G）=0.4，其互补链中该碱基比例是2.5 C．一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接 D．DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定 3．如图所示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是（　　） A．④代表的物质中贮存了遗传信息 B．不同生物的DNA分子中②的种类无特异性 C．转录时该片段的两条链都可作为模板链 D．限制性核酸内切酶的切割位点在⑤处 4．进行“DNA分子模型的搭建”时小林准备搭建一个含5对碱基的DNA分子模型，以下描述中正确的是（　　） ①将多个脱氧核苷酸同方向排列组成单链； ②将多个脱氧核苷酸正反方向交互排列组成单链； ③将两条脱氧核苷酸单链同方向排列组成双链； ④将两条脱氧核苷酸单链反方向排列组成双链； ⑤若要旋转形成双螺旋，则DNA分子模型升高了3.4nm； ⑥若用不同的几何图形来代表基本单位的不同组成，则需准备6种几何图形． A．①④⑤ B．②④⑤ C．①③⑥ D．①④⑥ 5．下列有关叙述，不符合科学事实的是（　　） A．孟德尔揭示了分离定律和自由组合定律 B．摩尔根证明了基因位于染色体上 C．赫尔希和蔡斯证明了RNA是遗传物质 D．沃森和克里克等发现了DNA的双螺旋结构 6.某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(　　) A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 7.DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是(　　) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 8．(2023·南京励志中学高三检测)假设某真核细胞的核DNA中有2 000个碱基对，已知该DNA一条链上的G有400个，另一条链上的G有500个。下列有关分析错误的是(　　) A．该DNA的每条链均有2个游离的磷酸基团 B．该DNA两条链上的/的值相等 C．该DNA中碱基对之间的氢键数为4 900个 D．该DNA中碱基排列顺序只有1种 9．(2023·河北唐山高三检测)某DNA部分片段结构如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．③为磷酸二酯键，③的形成需要RNA聚合酶催化 B．①代表氢键，①的形成与断裂需要ATP提供能量 C．片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中的腺苷相同 D．若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%，则整个DNA中碱基C占26% 10.DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　) A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同 B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高 C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链 D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1 答案 CCBDC CBADD 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$