第3章 第2节 DNA的结构-【金版新学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本讲义聚焦DNA的结构这一核心知识点，系统梳理DNA结构探索历程（沃森和克里克构建模型，结合查哥夫碱基数据等）、双螺旋结构模型主要内容（反向平行双链，脱氧核糖-磷酸骨架在外，碱基配对在内）及碱基计算规律（互补碱基相等、非互补碱基比值倒数等），搭建完整学习支架。 该资料通过“体验DNA双螺旋模型的构建”活动，引导学生基于嘌呤嘧啶结构、查哥夫数据表等资料推导碱基配对方式，培养科学思维与探究实践能力。自我诊断和针对练结合实例（如G-C含量与DNA稳定性关系计算），强化生命观念，课中辅助教师引导探究，课后助力学生查漏补缺。

第2节　DNA的结构 [学习目标]　1.概述DNA结构的探索历程，体验科学发现的过程。　2.概述DNA双螺旋结构模型的主要内容并尝试构建。　3.掌握DNA结构的相关计算。 任务一　DNA结构的探索历程 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．构建者：沃森和克里克。 2．过程 3．新模型的特点及意义 【自我诊断】 1．查哥夫提出DNA分子中A＝G、C＝T。(×) 2．沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型中，脱氧核糖—磷酸骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部。(√) 3．沃森和克里克构建出了DNA分子的双螺旋结构模型。(√) 4．DNA是以4种核糖核苷酸为单位连接形成的长链。(×) [活动1]　体验DNA双螺旋模型的构建(考查科学探究) 提出问题1：DNA分子的磷酸基团、脱氧核糖和碱基是怎么分布的？ 资料1：组成DNA分子的脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中。 据此你能得出什么结论？ 提示：在双链DNA分子中脱氧核糖和磷酸基团排列在外侧，碱基排列在内侧。 提出问题2：DNA两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？ 资料2：嘌呤碱基是双环化合物，嘧啶碱基是单环化合物(如图所示)，而DNA分子两条链之间的距离是固定的，直径约为2 nm。 据此推测碱基的配对方式：___________________________________________ __________________________________________________________________________________。 提示：不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连。因为如果嘌呤与嘌呤配对，会使DNA双链局部直径过大，如果嘧啶与嘧啶配对，会使DNA双链局部直径过小，只有嘌呤和嘧啶配对，才能使DNA双链结构具有相对稳定且合适的直径。 资料3：下图是查哥夫研究的数据表 来源 碱基的相对含量 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 人 30.9 19.9 19.8 29.4 牛 27.9 22.7 22.1 27.3 酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9 结核分枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6 据此能得出的结论是：___________________________________________。 提示：A与T配对，G与C配对 针对练1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是(　　) 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双螺旋结构模型 C．查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系 D．富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量 答案：B 解析：在DNA结构模型构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱，A错误；查哥夫发现了在双链DNA中A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量，沃森和克里克在此基础上提出了A与T配对、C与G配对的正确关系，还构建了DNA双螺旋结构模型，B正确，C、D错误。 针对练2.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于(　　) ①证明DNA是遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何储存遗传信息　④解释A、T、G、C的数量关系 A．①③ B．①② C．②④ D．③④ 答案：D 解析：在沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型之前，已经证明了DNA是遗传物质，①错误；沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型之前，就已经明确了染色体的组成成分，②错误；结构决定功能，清楚了DNA双螺旋结构，就可以发现DNA如何储存遗传信息，③正确；清楚了DNA双螺旋结构，就可以知道DNA双螺旋结构中，A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，能够解释A、T、C、G的数量关系，④正确。综上所述，A、B、C错误，D正确。 任务二　DNA分子的结构特点 1．DNA的平面结构 (1)写出图中相应序号表示的物质或结构。 ①________；②________；③磷酸；④胸腺嘧啶脱氧核苷酸；⑤________；⑥________；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶 提示：①胸腺嘧啶　②脱氧核糖　⑤碱基对　⑥腺嘌呤 (2)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。 2．空间结构 3．制作DNA双螺旋结构模型 【自我诊断】 1．DNA中A与T碱基所占的比例越高，该DNA稳定性越强。(×) 2．一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连。(×) 3．DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作3′端。(×) 4．DNA单链中的A与T的数量一定相等。(×) 5．每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸基团数＝含氮碱基数。(√) [活动2]　分析DNA的结构模型并掌握有关计算规律 情境：下图是DNA的结构模式图，据图回答下列问题： (1)图中⑦的名称是______________________________________________。 提示：胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (2)一个链状DNA分子含有几个游离的磷酸基团？(考查生命观念) 提示：2个。 (3)为什么相同长度的不同DNA片段，G—C碱基对含量越多，结构越稳定？(考查生命观念) 提示：因为DNA的稳定性与氢键有关，A与T之间有2个氢键，而G与C之间有3个氢键，所以DNA中G与C碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强。 (4)若将某双链DNA中碱基标记如下，则(考查科学思维)： ①A1＋A2＝________；G1＋G2＝________。 提示：T1＋T2　C1＋C2 ②和、(N为相应的碱基总数)之间有什么关系？ ______________________________________________________________________。 提示： ③若＝m，则＝________，即两者的关系是________。 提示：1/m　互为倒数 【归纳总结】 在双链DNA分子中： (1)嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 (2)互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。 (3)非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。 针对练3.(2025·江苏苏州期中)如图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，现在要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的模型，下列叙述正确的是(　　) A．制作时要用到6种不同形状大小的卡片，共需要90张卡片 B．模型中d处卡片代表磷酸基团，它和脱氧核糖交替连接，位于主链的内侧 C．DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个碱基和两个磷酸基团 D.DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同 答案：A 解析：制作一个包含4种碱基、15个碱基对的模型，需要4种不同形状大小的卡片代表4种碱基，2种不同形状大小的卡片代表脱氧核糖和磷酸基团，因此一共用到6种形状大小不同的卡片，15个碱基对需要碱基、脱氧核糖、磷酸基团各30个，即共需要90张卡片，A正确；模型中d处卡片代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，B错误；DNA分子中，3′端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，C错误；DNA的两条链反向平行是指一条链的方向是从3′端→5′端，另一条的方向是从5′端→3′端，a链从左向右的碱基序列和b链从左向右的碱基序列互补，而和b链从右向左的碱基序列并不一定相同，D错误。 针对练4.(2025·黑龙江哈尔滨联考)如图为DNA双螺旋结构模型图，图中的字母代表四种碱基。下列叙述错误的是(　　) A．DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接 B．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的规律 C．图中标注3′的一端有一个游离的磷酸基团，标注5′的一端有一个羟基 D．脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′-C，与磷酸基团相连的碳叫作5′-C 答案：C 解析：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的规律，A、T配对，C、G配对，B正确；在DNA双螺旋结构模型中，标注5′的一端有一个游离的磷酸基团，标注3′的一端有一个羟基，C错误；脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′-C(1号碳)，与磷酸基团相连的碳叫作5′-C(5号碳)，D正确。 针对练5.(2024·河南郑州联考)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的C占该链碱基总数的17.1%，则在它的互补链中，C占该链碱基总数的(　　) A．17.1% B．18.7% C．31.3% D．32.9% 答案：B 解析：由于DNA分子中G与C之和占全部碱基总数的35.8%，G和C互补，故DNA的每一条链中的G与C之和占该链碱基总数的35.8%，其中一条链的C占该链碱基总数的17.1%，故该链中G占35.8%－17.1%＝18.7%。由于两条链中碱基互补，故该链中G所占的比例与它的互补链中C占的比例相同，为18.7%，综上所述，B正确，A、C、D错误。 解答有关碱基计算的“三步曲” 　　 思维导图 要语必背 1.DNA双螺旋结构的主要特点：①两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；③碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧，碱基配对具有一定的规律。 2.双链DNA分子中，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。 3.互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。 1．下列关于DNA结构模型构建的叙述，错误的是(　　) A．查哥夫提供的信息为模型的构建提供了重要依据 B．根据DNA衍射图谱，沃森和克里克推算出DNA分子呈螺旋结构 C．沃森和克里克在最初构建的双螺旋结构中，认为磷酸和脱氧核糖排列在外部，碱基排列在内部，且A与T配对，G与C配对 D．DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的 答案：C 解析：沃森和克里克在最初构建的双螺旋结构中，并不知道A与T配对、G与C配对，C错误。 2．(2025·河北邢台月考)下列关于生物体内DNA分子中碱基之间的数量关系的叙述，错误的是(　　) A．碱基序列不同的双链DNA分子，其(A＋C)/(G＋T)的值相同 B．(A＋T)/(G＋C)的值越小，双链DNA分子的热稳定性相对越高 C．当(A＋T)/(G＋C)＝1时，可判断该DNA分子是双链DNA D．双链DNA分子中A＋C所占比例、A＋G所占比例、T＋C所占比例均相等 答案：C 解析：由于双链DNA分子中A＝T、G＝C，因此(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A正确；A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，故G＋C数目相对越多，双链DNA分子的热稳定性相对越高，即(A＋T)/(G＋C)的值越小，双链DNA分子的稳定性相对越高，B正确；当(A＋T)/(G＋C)＝1时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，(A＋G)/(T＋C)＝1时，可判断该DNA分子是双链DNA，C错误；双链DNA分子中A＋C所占比例、A＋G所占比例、T＋C所占比例均相等，均等于碱基总数的一半，D正确。 3．如图表示某生物细胞中的DNA片段模式图，下列叙述正确的是(　　) A．a、b链通过氢键连接成反向的双螺旋结构 B．该结构中③④比例越低，DNA分子结构越稳定 C．若a链中A占20%，则b链中A占30% D．该DNA片段中一定含有2个游离的①基团 答案：B 解析：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；图中a链是从5′端→3′端，b链是从3′端→5′端，a链和b链是反向的；a、b两条链之间是由排列在内侧的碱基通过氢键连接形成碱基对，但不能说a、b链通过氢键连接成反向的双螺旋结构，A错误。图中③④之间形成2个氢键，说明是A、T碱基对，其比例越低，G、C碱基对越多，氢键越多，DNA分子结构越稳定，B正确。根据碱基互补配对原则，若a链中A占20%，则b链中T占20%，无法计算出b链中A的数量，C错误。若该DNA分子是链状分子，则每一条链都含有一个游离的①基团，整个分子共2个；若该DNA分子是环状分子，则每条链首尾相接，无游离的①基团，D错误。 4．(2024·江苏无锡期末)下列学习小组制作的DNA结构模型片段中，正确的是(　　) 答案：A 解析：组成DNA分子的两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，D选项错误；两条链中的脱氧核糖的方向应相反，两条链上互补的碱基A与T通过2个氢键相连、G与C通过3个氢键相连，A正确，B、C错误。 5．(2024·安徽合肥期末)“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，不同个体间存在串联数目的差异，表现出高度的个体特异性。“小卫星DNA”中有一小段序列在所有个体中都一样，称为“核心序列”。若把“核心序列”串联起来作为分子探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱，被称作“DNA指纹”。下列叙述错误的是(　　) A．“DNA指纹”中杂交带的位置在亲子代中不会发生变化 B．不同个体的“小卫星DNA”中嘌呤碱基所占比例相同 C．利用同一个体的不同组织细胞得到的“DNA指纹”相同 D．不同个体的“小卫星DNA”中的“核心序列”碱基排序相同 答案：A 解析：“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，不同个体间存在串联数目的差异，表现出高度的个体特异性，所以“DNA指纹”中杂交带的位置在亲子代中会发生变化，A错误；DNA遵循碱基互补配对原则，“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，则不同个体的碱基比例都相同，所以不同个体的“小卫星DNA”中嘌呤碱基所占比例相同，B正确；同一个体的所有细胞都来源于同一个受精卵，则同一个体的不同组织细胞得到的“DNA指纹”相同，C正确；“小卫星DNA”中有一小段序列在所有个体中都一样，称为“核心序列”，则不同个体的“小卫星DNA”中的“核心序列”碱基排序相同，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $