3.2DNA的结构 学案 2024—2025学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦“DNA的结构”，核心内容包括DNA双螺旋结构模型的建构过程、分子结构主要特点及碱基比例计算。通过自主学习填空（如构建者、组成元素等）和典型例题导入，衔接核酸基础知识，为后续DNA功能学习搭建支架，配套DNA结构图等辅助理解。 特色在于自主与合作学习结合，通过“三看法”判断结构正误、碱基计算规律及步骤指导，培养科学思维（逻辑推理、归纳总结）和探究实践能力。典型例题与当堂检测梯度设计，帮助学生巩固结构特点与计算方法，提升解决问题能力。

3.2DNA的结构 【学习目标】 1.描述DNA双螺旋结构模型的建构过程 2.概述DNA分子结构的主要特点 【能力目标】 1.DNA分子结构的主要特点 2.DNA分子中碱基比例的计算 1、 DNA双螺旋结构模型的构建 【自主学习】 1．构建者：美国生物学家 和英国物理学家 。 2．构建过程： 3．意义：是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。 【典型例题】 例1．下列关于在DNA结构模型构建相关的说法中，错误的是（ ） A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像 B．沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型 C．研究DNA结构常用的方法是X射线晶体衍射法 D．查哥夫发现碱基A的量等于T的量、C的量等于G的量 二、DNA分子的结构： 【自主学习】 1．组成元素： 。 2．基本单位： （4种）。 （1）组成：每个脱氧核苷酸由一分子 、一分子 、一分子 构成，共有四种碱基，分别为A 、T 、G 、C 。 （2）结构简式： 脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作 ，与磷酸基团相连的碳叫作 。 3．DNA结构：双螺旋结构 （1）DNA结构图： ①DNA的一条单链具有 个末端，一端有一个游离的 ，这一端称作5′-端，另一端有一个羟基（—OH），称作3′-端。 ②DNA的两条单链走向 ，从双链的一端起始，一条单链是从 到 的，另一条单链则是从 到 的。 （2）结构特点： ①DNA是由 条单链组成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。 ②DNA中的 和 交替连接，排列在外侧，构成 ， 排列在内侧。 ③两条链上的碱基通过 连接成碱基对。碱基配对的规律是： （腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）配对， （鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作 原则。 4．DNA的结构特性 （1） 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） 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） 性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。 特别提示：“三看法”判断DNA结构的正误 ①一看基本骨架的成键位置是否正确，正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基团与相邻核苷酸的脱氧核糖的3号碳原子之间； ②二看两条链是否反向平行； ③三看内侧碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则。 【合作学习】 1． DNA只有4种种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息呢？ DNA虽然只含有___种脱氧核苷酸，但是_______的排列顺序却是千变万化的。______排列顺序的千变万化，使得______储存了大量的遗传信息。 2． DNA是如何维系它的遗传稳定性的？ （1）靠DNA碱基对之间的________维系两条链的偶联 （2）在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面________方向的相互作用力。 3．完成相关填空 【典型例题】 例2． 如图是4位同学拼制的DNA部分平面结构模型，正确的是（ ） 例3．下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是（ ） A．DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 B．DNA中的两条链反向平行 C．DNA中在两条链的5′－端具有2个游离的磷酸基团 D．DNA中氢键数目和碱基数目一定相等 目标三：DNA相关计算 【自主学习】 1．依据：碱基互补配对原则：A－T、G－C，如图所示。 2．有关推论 （1）规律一：一个双链DNA分子中， ＝ 、 ＝ ，则 ＋ ＝ ＋ ，即“嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数”。注意：一个双链DNA分子中，A＋T与C＋G不一定相等，而且一般都不相等。 （2）规律二：在双链DNA分子中，A＋T或C＋G在全部碱基中所占的比例等于其任何一条 链中A＋T或C＋G所占的 。 由图知：A1＋T1＋G1＋C1＝ ，A2＋T2＋G2＋C2＝ ， 整个双链DNA上的碱基总数为 。 因为A1＝ 、T1＝ ，则 ＋ ＝ ＋ ，A＋T＝(A1＋T1)＋(A2＋T2)，＝＝ （3）规律三：在DNA双链中，一条单链的　　的值与另一条互补单链的　　的值互为 关系。简记为“不配对的碱基和之比在两条单链中互为倒数”。注意：在整个DNA分子中该比值等于1。 （4）规律四：DNA双链中，一条单链的 的值，与另一条互补链的 的值是 的，也与整个DNA分子中的的值是 的。 注意：综合规律三、四可简记为“补则等，不补则倒”。 （5）规律五：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A＋T)/(C＋G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的 。 （6）规律六：若＝b%，则＝ 。 （7）规律七：若已知A在双链中所占的比例为c%，则A1在单链中所占的比例无法确定，但最大值为 ，最小值为 。 特别提示：解答碱基计算题目的三个步骤 第一步：搞清题中所给出的碱基数或碱基数的和是占 链的比例还是 链的比例，所求的是占整个DNA的比例还是占其中 条链的比例。 第二步：画出一个 模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。 第三步：根据 配对原则及有关规律进行计算。 【典型例题】 例4．下某基因含有腺嘌呤的分子数为15%，含胞嘧啶的分子数为（ ） A．15% B．35% C．70% D．85% 例5．一条双链DNA，G和C占全部碱基的44%，其中一条链的碱基中，26%是A,20%是C，那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是（ ） A．28%和22% B．30%和24% C．26%和20% D．24%和30% 例6．DNA的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA中分别为（ ） A．0.4、0.6 B．2.5、1.0 C．0.4、0.4 D．0.6、1.0 【当堂检测】 1．已知1个DNA中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（ ） A．4000个和900个 B．4000个和1800个 C．8000个和1800个 D．8000个和3600个 2．从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占双链全部碱基数的(　　) A．26%　　　 B．24%　　　 C．13% D．12% 3．分析一个DNA分子中，发现30％的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的（ ） A．20％　　　 B．30％　　　 C．40％　　　 D．70％ 4． 假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是（ ） 　A． 26%，312个　　　 B． 24%，288个　　　 C． 24%，298个　　　 D． 12%，144个 读书不觉已春深，一寸光阴一寸金。第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $