新高中生物第四章遗传的分子基础第二节DNA的结构和DNA的复制第1课时教学案苏教版必修2.pdf
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1、欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!1/14新高中生物第四章遗传的分子基础第二节 DNA的结构和 DNA的复制第1 课时教学案苏教版必修 2 学习导航 1.阅读教材 P67,了解 DNA双螺旋结构模型的构建过程。2.结合教材 P6869,概述 DNA分子的双螺旋结构模型的特点。3.通过制作 DNA双螺旋结构模型,理解 DNA分子的结构特点及相关计算。重难点击 1.DNA分子的双螺旋结构模型的特点。2.DNA分子结构的有关计算规律。通过前面的学习,我们知道生物的遗传物质主要是 DNA,细胞生物和部分病毒的遗传物质都是 DNA。那么 DNA
2、究竟具有怎样的结构呢?如图是坐落于北京中关村高科技园区的 DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现 DNA的过程,这就是科学家模拟的 DNA模型,下面就让我们重温科学家构建 DNA模型的研究历程,分析 DNA的结构特点。一、DNA分子结构的认识过程及结构特点 1 对 DNA分子结构的认识过程 时期 科学家 成果 20 世纪 30 年代后期 瑞典科学家 证明 DNA分子是不对称的 1951年 查哥夫(奥地利)定量分析 DNA分子的碱基组成,发现腺嘌呤(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 1952年 富兰克琳(英)确认 DNA为螺旋结构,而不是由一条链构成 1
3、953年 沃森(美)和 克里克(英)提出 DNA分子的双螺旋结构模型 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!2/142.DNA 分子的结构 (1)写出图中各部分的名称 胸腺嘧啶(T);脱氧核糖;磷酸;胸腺嘧啶脱氧核苷酸;碱基对;腺嘌呤(A);鸟嘌呤(G);胞嘧啶(C)。(2)从图中可以看出,和 A 配对的一定是 T,和 G 配对的一定是 C,碱基对之间靠氢键连接。其中 AT 之间是 2 个氢键,G C 之间是 3 个氢键。(3)双螺旋结构特点 DNA 分子是由两条链构成的,这两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。DNA 分子中的脱氧核
4、糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是:A 与 T 配对,G 与 C 配对。碱基之间的这种一一对应关系,叫做碱基互补配对原则。如图是 DNA 片段的结构图,请据图回答下列问题:1 图中的1、2、5、7的名称分别是什么?答案 1为碱基对、2为一条脱氧核苷酸单链片段、5为腺嘌呤脱氧核苷酸、7为氢键。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!3/142两条链之间的碱基是怎样结合的?配对有什么规律?答案 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对;且有一定规律:A 与 T 配
5、对,G 与 C配对。3结构2中的相邻碱基 C 和 A 是如何连接的?答案 连接方式为:C 脱氧核糖磷酸基脱氧核糖A。4 该片段中,游离的磷酸基有几个?答案 2 个。5 现有 M、N 两个均含有 200 个碱基的双链 DNA分子,其中 M 分子中共有 260 个氢键,N 分子中含有 20 个腺嘌呤,那么 M 分子中有 C G 碱基对多少个?这两个 DNA分子哪个结构更稳定?分析 假设 M 分子只有 A、T 两种碱基,则 200 个碱基,100 个碱基对,含有 200 个氢键,而实际上有 260 个氢键,即 G C 碱基对共 60 个。N 分子中 A T 对有 20 个,则 G C 对有 80个,
6、氢键共有 202803280 个,氢键越多的 DNA分子越稳定。答案 M 分子中有 C G 碱基对共 60 个;N 分子更稳定。知识整合 DNA中两条链反向平行,每条链有一个游离的磷酸基;一条链内的相邻碱基由脱氧核糖磷酸基脱氧核糖连接;两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对,A T 之间有 2条氢键,G C 之间有 3 条氢键;相同长度的 DNA分子,G C 碱基对越多,氢键越多,DNA分子越稳定。1 下面对 DNA结构的叙述中,错误的一项是()A DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧 B DNA分子中的两条链反向平行 C DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等 D DNA分子中碱基
7、之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则 答案 C 解析 在 DNA分子中,A T、G C,脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在 DNA外侧,共同构成DNA分子的基本骨架;DNA分子两条链反向平行;A T 间是 2 个氢键,G C 间是 3 个氢键,氢键数目和碱基数目不相等。2如图是一个 DNA分子的片段,从图中不能得到的信息是()欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!4/14A DNA是双螺旋结构 B 碱基严格互补配对 C 嘌呤数等于嘧啶数 D 两条脱氧核苷酸链反向平行 答案 D 解析 由图示可以看出,DNA是双螺旋结构,且两条链之间碱基严格
8、互补配对,即嘌呤数等于嘧啶数;从题中不能看出两条链的方向。知识拓展 (1)相对稳定性:DNA分子中磷酸和脱氧核糖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:不同的 DNA分子中脱氧核苷酸数目不同,排列顺序多种多样。若某 DNA分子中有n 个碱基对,则排列顺序有 4n种。(3)特异性:每种 DNA分子都有区别于其他 DNA的特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。二、制作 DNA双螺旋结构模型及有关计算规律 1制作 DNA双螺旋结构模型(1)组装“脱氧核苷酸模型”:利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基,组装成若干个脱氧核苷酸。(2)制作“多核苷酸长链模型”:将若干个脱
9、氧核苷酸依次穿起来,组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须相同,碱基之间能够互补配对。(3)制作 DNA分子平面结构模型:按照碱基互补配对的原则,将两条多核苷酸长链互相连接起来,注意两条链的方向相反。(4)制作 DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型:把 DNA分子平面结构旋转一下,即可得到一个 DNA分子的双螺旋结构模型。2 DNA分子双螺旋结构模型的计算规律(1)在双链 DNA片段中,腺嘌呤与胸腺嘧啶相等,鸟嘌呤与胞嘧啶相等,即 A T,G C。因此,嘌呤总数与嘧啶总数相等,即 A G T C。(2)A TG C的值在不同 DNA分子中是不同的,是 DNA分子多样性和特异性的
10、表现。(3)在一个双链 DNA分子中,脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例为 111。(4)DNA分子中共有 4 种类型的碱基对,若某个 DNA分子具有n个碱基对,则 DNA分子可有 4n种组合方式。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!5/14 结合 DNA分子双螺旋结构模型的特点,分析:1 设在双链 DNA分子中的 1 号链上 A1T1n%,则 2 号链上 A2T2的比例为多少?整个 DNA分子中 A T 的比例又是多少?据此,你有什么结论?分析 因为 A1T2,A2T1,则:A1T1T2A2n%。整个 DNA分子中:A T n%。即在
11、双链DNA分子中,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。答案 T2A2n%;整个 DNA分子中:A T n%;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。2 若 1 号链上:A1G1T1C1m,则 2 号链上A2G2T2C2的比例为多少?整个 DNA分子中,该比值又是多少?据此,你有什么结论?分析 A1G1T1C1T2C2A2G2m,所以互补链上A2G2T2C21m。即在双链 DNA分子中,非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数,整个 DNA分子中,该比值是 1。答案 A2G2T2C21m;在双链 DNA分子中,非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒
12、数,整个 DNA分子中,该比值是 1。知识整合 双链 DNA分子中配对碱基之和的比值在两条单链和整个 DNA分子中都相等;不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数,整个 DNA分子中该比值为 1。3 已知 1 个 DNA分子中有 4 000个碱基对,其中胞嘧啶有 2 200个,这个 DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是()A 4 000个和 900个 B 4 000个和 1 800个 C 8 000个和 1 800个 D 8 000个和 3 600个 答案 C 解析 每个脱氧核苷酸含有一个碱基,因为含有 4 000个碱基对,所以含有 8 000个脱氧核苷酸。因为胞嘧啶和鸟
13、嘌呤的数目是 2 200对,所以腺嘌呤和胸腺嘧啶的数目是 1 800对,又因腺嘌呤和胸腺嘧啶数目相等,所以腺嘌呤的数目是 1 800个。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!6/144 某 DNA分子中 A T 占整个 DNA分子碱基总数的 44%,其中一条链(a)上的 G 占该链碱基总数的 21%,那么,对应的另一条互补链(b)上的 G 占该链碱基总数的比例是()A 35%B 29%C 28%D 21%答案 A 解析 整个 DNA中的 A T 占整个 DNA碱基总数的 44%,则 G C 占整个 DNA碱基总数的 56%,又因为其中一条
14、链(a)上的 G占该链碱基总数的 21%,所以与 G对应的互补链(b)上的 C占 b链碱基总数的 21%,则 G(a链上)C(b链上)占 DNA分子碱基总数的 21%。因为总的 G C 占整个 DNA分子碱基总数的 56%,所以 G(b链上)C(a链上)占 DNA整个分子碱基总数的 35%,推得 G 占 b 链碱基总数的 35%,所以答案选 A。易错提醒 进行碱基计算时要注意以下几点(1)单位是“对”还是“个”,这方面往往带来数据成倍的错误。(2)注意提供的数据是 DNA双链还是 DNA的一条单链。(3)解题时最好画一下简图,比较直观,减少因为思路不清晰引起的错误。1 1953年沃森和克里克构
15、建了 DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于()发现 DNA如何存储遗传信息 确定 DNA是主要的遗传物质 发现 DNA分子中碱基含量的规律性 为 DNA复制机制的阐明奠定基础 A B C D 答案 C 解析 双螺旋结构模型的确定解释了 DNA为什么能存储大量遗传信息,为 DNA半保留复制奠定了基础,因此正确。2 关于 DNA分子结构的叙述,正确的是()A 组成双链 DNA分子的脱氧核苷酸可以只有 1 种 B 每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!7/14C 双链 DNA分子中,碱基的数目和脱氧核糖的
16、数目是相等的 D 双链 DNA分子中,A T G C 答案 C 解析 根据碱基互补配对原则,组成双链 DNA分子的脱氧核苷酸至少有 2 种,其中的五碳糖为脱氧核糖;位于 DNA分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基;双链 DNA分子中,碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的;双链 DNA分子中,根据碱基互补配对原则,有 A G T C。3 下图为某同学在学习了 DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的 DNA分子片段(其中代表磷酸基团),下列为几位同学对此图的评价,其中正确的是()A 甲说:该图没有什么物质和结构上的错误 B 乙说:该图有一处错误,就是 U 应改为 T C 丙说:该
17、图中核糖应改为脱氧核糖 D 丁说:如果他画的是双链 RNA分子,则该图就是正确的 答案 C 解析 该同学要画的为 DNA分子结构图,图中的错误:五碳糖应为脱氧核糖;碱基不应含尿嘧啶(U);磷酸与磷酸之间无化学键的连接,磷酸应与脱氧核糖交替连接。4 DNA的一条单链中(AG)/(TC)0.4。上述比例在其互补单链和整个 DNA分子中分别为()A 0.4、0.6 B 2.5、1.0 C 0.4、0.4 D 0.6、1.0 答案 B 解析 根据碱基互补配对原则,在整个 DNA分子中,因为 A T,G C,所以(AG)/(TC)的比值为 1.0。在双链 DNA分子中,一条链上的(AG)/(TC)与另一
18、条链上(TC)/(AG)的值相等,为 0.4,因而互补链中(AG)/(TC)2.5。5 下面图甲是用 DNA测序仪测出的某 DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序(TGCGTATTGG),请回答下列问题:欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!8/14(1)据图甲推测,此 DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是_个。(2)根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序,推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为_(从上往下)。(3)图甲所显示的 DNA片段与图乙所显示的 DNA片段中的(AG)/(TC)总是为_,由此证明 DNA分子中碱基的
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