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1、第 2 節(jié) DNA 分子的結構 學 習 目 標 思 維 脈 絡 1 . 概述 DNA 分子 的結構的主要特 點。 2 . 嘗試制作 DNA 分子的雙螺旋結 構模型。 3 . 討論 DNA 雙螺 旋結構模型構建 歷程。 一 二 一、 DNA雙螺旋結構模型的構建 一 二 二、 DNA分子的結構 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 DNA分子的結構 構成 DNA的各部分是如何連接的 ?DNA的結構具有哪些特點 ? 1.在制作 DNA雙螺旋結構模型時 ,各 “部件 ”之間需要連接。圖中 的連接方式正確的是 ACD。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 2.下面是 4位同學制作的雙鏈 DNA模型

2、 ,判斷正誤 ,若錯誤說 明理由。 錯誤 ,DNA分子中不應出現(xiàn) AU堿基對 。 錯誤 ,DNA分子的兩條鏈方向相同 ,應為反向平行 。 錯誤 ,AT、 GC中的氫鍵數(shù)目不對 ,AT之間應有 2個氫 鍵 ,GC之間應有 3個氫鍵 。 正確 。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 1.DNA分子的結構層次 (1)每個 DNA片段中游離的磷酸基團有 2個。 (2) 之間的數(shù)量關系為 1 1 1。 (3)堿基對之間的化學鍵為氫鍵 ,A與 T之間是兩個氫鍵 ,G與 C之間 是三個氫鍵 ,DNA分子中 GC堿基對越多 ,結構越穩(wěn)定。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 (4)空間結構 規(guī)則的雙螺

3、旋 兩條長鏈反向平行盤旋形成規(guī)則的雙螺旋結構。 脫氧核糖與磷酸通過磷酸二酯鍵交替連接 ,排列在外側。 堿基排列在內側 ,且遵循堿基互補配對原則。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 2.DNA分子的結構特點 (1)穩(wěn)定性 DNA分子的兩條脫氧核苷酸長鏈盤繞成規(guī)則的雙螺旋結構 ,其 雙螺旋結構就是穩(wěn)定性的原因之一。 DNA分子的基本骨架穩(wěn)定不變 ,都是脫氧核糖和磷酸交替連接 構成的結構。 DNA分子雙螺旋結構的內側是堿基對 ,堿基之間通過氫鍵互補 配對 ,這也是 DNA分子的結構具有穩(wěn)定性的原因之一。 (2)多樣性 DNA分子中雖然堿基互補配對的方式不變 ,但長鏈中堿基對的排 列順序是千變萬

4、化的 ,這就構成了 DNA分子的多樣性。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 (3)特異性 每個特定的 DNA分子都具有特定的堿基排列順序 ,這種特定的堿 基排列順序就構成了 DNA分子的特異性。 DNA分子的多樣性和特 異性正是世界上各種生物之間、同種生物不同個體之間性狀表現(xiàn) 千差萬別的根本原因。因此 ,DNA可以起到鑒別生物個體的作用。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 DNA分子中的堿基數(shù)量關系 構成 DNA分子的各堿基間有哪些規(guī)律 ? 1.雙鏈 DNA分子中 ,嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)有什么關系 ?其中 A 與 T,C與 G數(shù)量關系呢 ? 答案： 嘌呤堿基數(shù) =嘧啶堿基數(shù)。 A

5、=T;C=G。 2.如果 DNA分子一條鏈 H1中的 (A+C)/(T+G)為 m,那么互補鏈 H2中 (A+C)/(T+G)為多少 ?在整個 DNA分子中 ,該比值是多少 ? 答案： 1/m;1。 3.在雙鏈 DNA分子中 ,若某一條鏈中 (A+T)/(G+C)=n,則在另一條 鏈中 (A+T)/(G+C)的比值是多少 ?在整個 DNA分子中 (A+T)/(G+C) 的比值是多少 ? 答案： n;n。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 1.堿基互補配對原則圖示 2.堿基間的數(shù)量關系 雙鏈 D N A 1 鏈 2 鏈 規(guī)律 A 、 T 、 G 、 C 關系 A = T G = C A 1

6、 =T 2 G 1 =C 2 T 1 =A 2 C 1 =G 2 雙鏈 DNA 中 ,A 總等于 T, G 總等于 C, 且 1 鏈上 的 A 等于 2 鏈上的 T, 1 鏈上的 G 等于 2 鏈上的 C 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 雙鏈 D N A 1 鏈 2 鏈 規(guī)律 非 互補堿基和之 比 , 即 ( A +G ) / ( T + C ) 或 ( G +T ) / ( A + C ) 1 m 1/ m DNA 雙鏈中非互補堿基 之和總相等 , 兩鏈間的非 互補堿基和之比互為倒 數(shù) 互補堿基和之比 , 即 ( A + T ) / ( G +C ) 或 ( G +C ) / ( A

7、 + T ) n n n 在同一 DNA 中 , 雙鏈和 單鏈中互補堿基和之比 相等 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 3.雙鏈 DNA分子中堿基比例的共性及特異性 (1)共性 :不因生物種類的不同而不同。 (2)特異性 : 的比值在不同 DNA分子中是不同的 ,是 DNA分 子多樣性和特異性的表現(xiàn)。 AT = TA =1 ; GC = CG =1 ; A + CT + G = A + GT + C =1 。 A + TG + C 類型一 類型二 類型一 DNA分子的結構 例 1下面關于 DNA分子結構的敘述 ,錯誤的是 ( ) A.雙鏈 DNA 分子中含有 4種脫氧核苷酸 B.每個堿基

8、分子上均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖 C.每個 DNA分子中堿基數(shù) =磷酸數(shù) =脫氧核糖數(shù) D.一段雙鏈 DNA分子中含有 40個胞嘧啶 ,就會同時含有 40個鳥嘌 呤 解析： 每個堿基分子上連接著一個脫氧核糖 ,每個磷酸分子上連 接著兩個脫氧核糖 ,每個脫氧核糖連接著一個堿基分子和兩個磷酸 分子。 答案： B 類型一 類型二 類型一 類型二 類型二 DNA分子中的堿基數(shù)量關系 例 2導學號 52240028一個 DNA分子的一條鏈上 ,腺嘌呤比鳥嘌呤 多 40%,兩者之和占 DNA分子堿基總數(shù)的 24%,則該 DNA分子的另 一條鏈上 ,胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的 ( ) A.44% B.24

9、% C.14% D.28% 解析： (1)畫出草圖。 (如下圖 ) 類型一 類型二 (2)依題意 ,列出等量關系 : 聯(lián)合 得 A1=28% (3)依 “等量代換 ”有 T2=A1=28%,即胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的 28%。 答案： D A 1 - G 1 G 1 =40% A 1 =1 . 4G 1 而 A 1 + G 1200 % =2 4% A 1 +G 1 =48% 1 2 3 4 5 6 1.下列屬于 DNA雙螺旋結構特點的是 ( ) A.由兩條脫氧核苷酸鏈組成 B.磷酸和核糖排列在外側 C.內側的堿基隨機配對 D.堿基對通過肽鍵連接 答案： A 1 2 3 4 5 6 2.有 1

10、對由氫鍵連接的脫氧核苷酸 ,已查明它的結構中有 1個腺嘌呤 , 則它的其他組成應為 ( ) A.3個磷酸 ,3個脫氧核糖和 1個腺嘌呤 B.2個磷酸 ,2個脫氧核糖和 1個胞嘧啶 C.2個磷酸 ,2個脫氧核糖和 1個胸腺嘧啶 D.2個磷酸 ,2個脫氧核糖和 1個尿嘧啶 解析： 據(jù) DNA分子結構可得知 ,腺嘌呤與胸腺嘧啶配對形成 1個堿 基對 ,脫氧核苷酸的組成為含氮堿基、脫氧核糖、磷酸。 答案： C 1 2 3 4 5 6 3.細胞內某一 DNA片段中有 30%的堿基為 A,則該片段中 ( ) A.G的含量為 30% B.U的含量為 30% C.嘌呤含量為 50% D.嘧啶含量為 40% 解

11、析： 在 DNA分子中 ,A=T,G=C,故嘌呤的含量 =嘧啶的含量 =50%。 A占 30%,則 G占 50%-30%=20%。 DNA分子中不含 U。 答案： C 1 2 3 4 5 6 4.在制作 DNA雙螺旋結構模型時 ,需用到如右圖所示的脫氧核苷酸 模型 ,其中圓代表磷酸。下列說法正確的是 ( ) A.長方形可能代表 A、 T、 C、 U四種含氮堿基 B.兩個圓可用別針 (代表共價鍵 )連結 ,以形成 DNA的側鏈 C.別針 (代表共價鍵 )應連結在一個核苷酸的五邊形和另一個核苷 酸的圓上 D.如果兩個脫氧核苷酸分別位于鏈的兩側 ,兩個模型方向相同 1 2 3 4 5 6 解析： 長

12、方形表示的是含氮堿基 ,DNA中有 A、 T、 G、 C四種 ,沒有 U,圓表示的是磷酸 ,五邊形表示的是脫氧核糖。在 DNA單鏈中 ,脫 氧核苷酸之間通過 3,5-磷酸二酯鍵相連 ,即別針應連接在一個核苷 酸的五邊形和另一個核苷酸的圓上 ,而不是兩個圓之間。兩條 DNA 單鏈模型的位置關系應為反向平行。 答案： C 1 2 3 4 5 6 5.某學生制作的以下堿基對模型中 ,正確的是 ( ) 解析： 選項 B,A與 T應通過兩個氫鍵相連 ;選項 C、 D,配對的兩個脫 氧核苷酸的方向相同是錯誤的 ,并且 A與 T應通過兩個氫鍵相連 ,G 與 C應通過三個氫鍵相連。 答案： A 1 2 3 4 5 6 6.導學號 52240029若 DNA分子的一條鏈中 (A+T)/(C+G)=a,則其互 補鏈中該比值為 ( ) A.a B.1/a C.1 D.1-1/a 解析： 互補鏈中的 T與已知鏈中的 A相等 ,互補鏈中的 A與已知鏈中 的 T相等 ,互補鏈中的 G與已知鏈中的 C相等 ,互補鏈中的 C與已知鏈 中的 G相等 ,因此 ,互補鏈中的 A+T等于已知鏈中的 A+T,互補鏈中的 C+G等于已知鏈中的 C+G。 答案： A