新人教版高中必修2生物第二节《DNA分子的结构》学案（含答案）

第二节DNA分子的结构
【学习目标】
概述DNA分子结构的主要特点。２、制作DNA分子双螺旋结构模型。
３、讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
【学习重点】
１、DNA分子结构的主要特点。２、制作DNA分子双螺旋结构模型。
【学习难点】DNA分子结构的主要特点。
【知识链接】DNA是主要的遗传物质
一、DNA双螺旋结构模型的构建
模型名称：
双螺旋
模型
构建者：美国生物学家
沃森
和英国物理学家
克里克
构建依据
DNA分子是以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、C、G
四种碱基。
威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA分子呈
螺旋
结构。
查哥夫测定DNA的分子组成，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。
模型构建1：脱氧核苷酸
在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种
（A、G、C、T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种
它们的名称是：
1
腺嘌呤脱氧核苷酸
2
鸟嘌呤脱氧核苷酸
3
胞嘧啶脱氧核苷酸
4
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
模型构建2：脱氧核苷酸链
模型构建3：DNA双链(平面结构)
模型构建4：DNA双螺旋结构
规则的双螺旋结构特点
1>、
ＤＮＡ分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链　　　　　　　　盘旋而成
2>、
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列
在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
3>、
两条链的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对，
且遵循碱基互补配对原则
（2）碱基互补配对原则：
A与T配对、G与C配对。
所以：DNA分子中A=T
G=C
问题探讨：
核酸有几种？是由哪些元素组成的？构成核酸的基本单位是什么？
答案见金太阳导学案P31
结合教材P47-48的资料，分析并思考：
沃森和克里克在构建模型的过程中利用了他人的哪些经验和成果？
答案见金太阳导学案P31或教参P76
沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？
答案见金太阳导学案P31或教参P76
DNA分子的结构特点
1.
DNA分子是由
2
条
脱氧核苷酸
长链盘旋而成的
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；
碱基
排列在内侧。
两条链上的碱基通过
氢键
连接成碱基对，A与T、G与C形成碱基对，遵循一定的规律。碱基之间这种一一对应的关系，叫做
碱基互补配对
原则
问题探讨：
认真观察教材P49图3-11
DNA分子的平面结构图，回答下列问题：
（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
答：2条链组成。
双螺旋结构
（2）DNA
分子中对应链之间的碱基配对有何特点？这种配对原则叫什么？
答：从图中可以看出DNA分子中对应链之间的碱基Ａ与Ｔ固定搭配，Ｃ与Ｇ固定搭配。这种配对原则叫碱基互补配对原则。
４.DNA特点
①稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列形成的基本骨架和碱基互补配对的方式不变；碱基对之间的氢键和两条脱氧核糖核苷酸的空间螺旋加强了DNA的稳定性
②多样性：一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，可能的排列方式有44000，排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性。（4n，n是碱基对的数目）
碱基对的这种排列顺序代表着
遗传信息
③特异性：每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序构成了每个DNA分子的特异性。
５.碱基互补配对原则的应用
规律一：互补碱基两两相等，即A＝T，C＝G
规律二：两不互补的碱基之和比值相等，（A+G）/（T+C）＝（A+C）/（T+G）=1规律三：任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50％，即（A+C）％=（T+G）%=50%
规律四：DNA分子的一条链上（A+
T）／（C+
G）=
a，（A+
C）/（T+
G）＝b，则该链的互补链上相应比例应分别为a和1／b。
问题探讨：
ＤＮＡ分子中碱基的计算方法与规律。
　知道ＤＮＡ分子一条链中四种碱基的比值（如Ａ：Ｔ：Ｇ：Ｃ＝１:２:３:４）。计算其互补链中及整个ＤＮＡ分子中四种碱基的比值。
　答：其互补链中Ａ：Ｔ：Ｇ：Ｃ＝２:１:４:３，把Ａ与Ｔ、Ｇ与Ｃ的数值换位即可，而整个ＤＮＡ分子中Ａ：Ｔ：Ｇ：Ｃ＝（１＋２）：（２＋１）：（３＋４）：（４＋３）＝３:３:７:７。
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　基础检测
1．脱氧核苷酸的正确组成图示应为图中的
(
)
2．DNA分子的基本骨架是
(
)
A．磷脂双分子层
B．规则的双螺旋结构
C．脱氧核糖和磷酸的交替连接
D．碱基间的连接
3．关于DNA分子叙述中，正确的是
(
)
A．DNA的两条链极性相同，正向平行的
B．DNA的两条链极性相同，反向平行的
C．DNA的两条链极性不同，反向平行的
D．DNA的两条链极性不同，正向平行的
4．某同学制作的DNA双螺旋结构模型中，在一条链中所用碱基模块A∶C∶T∶G为1∶2∶3∶4，则该模型另一条链中上述碱基模块的比应为
(
)
A．1∶2∶3∶4
B．3∶4∶1∶2
C．1∶1∶1∶1
D．2∶3∶2∶3
5．DNA分子结构稳定性最低的时期是
(
)
A．细胞分裂期
B．细胞分裂间期
C．细胞停止分裂后
D．细胞分化成其他组织细胞时
6．以下所示四个双链DNA分子的一条链，其中稳定性最差是
(
)
A．G-C-T-A-A-A-C-C-…-T-T-A-C-G
双链DNA中A占25%
B．G-C-T-A-A-C-C-…-T-T-A-C-G-A
双链DNA中T占30%
C．G-C-A-A-C-C-…-T-T-A-C-G-T-A
双链DNA中G占25%
D．T-A-A-A-C-C-…G-C--T-T-A-C-G
双链DNA中C占30%
7．下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型，正确的是
(
)
8．从某种生物中提取的一个核酸分子，经分析A占a%，G占b%，且a
+
b=50，C占20%，腺嘌呤共150个，鸟嘌呤共225个。则该生物肯定不是
A．噬菌体
B．酵母菌
C．烟草花叶病毒
D．蓝细菌(蓝藻)
9．现有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个数统计和计算得到下列结果(A＋T)／(G＋C)＝1，(A＋G)／(T＋C)＝1根据此结果，该样品
(
)
A．无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸
B．可被确定为双链DNA
C．无法被确定是单链DNA还是双链DNA
D．可被确定为单链DNA
10．DNA分子中一条链的碱基摩尔数之比为A∶C∶G∶T＝1∶1.5∶2∶2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔数之比为
(
)
A．5∶4
B．4∶3
C．3∶2
D．3∶4
　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　能力提升
11．在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例是b，则
(
)
A．b≤0.5
B．b≥0.5
C．胞嘧啶为a(1/2b
—
1)个
D．胞嘧啶为b(1/2a
—
1)个
12．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T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(
)
A．32.9%
17.1%
B．17.1%
32.9%
C．18.7%
31.3%
D．31.3%
18.7%
13．沃森与克里克综合当时多位科学家的发现才确立了DNA双螺旋模型，两人的默契配合成为科学合作研究的典范，请根据课本故事介绍回答下列问题：
(1)DNA组成单位____________________，含_________种碱基为__________________。(2)美国科学家威尔金斯和富兰克林提供_________，推算出DNA分子呈_______结构
(3)美国生物学家鲍林揭示生物大分子结构的方法，即按X射线衍射图谱分析的实验数据建立________________的方法。
(4)奥地利生物化学家查哥夫指出碱基配对原则即______________________________。
(5)沃森和克里克借鉴各科学家们的发现，从最初模型中_______在外侧，__________在内侧，相同碱基配对，到最终_________________在外侧，构成基本骨架，_______在内侧的A-T、G-C互补配对的DNA双螺旋模型，并于1962与________三人获得诺贝尔奖。
14．大肠杆菌DNA分子结构示意图(片段)。请据图3—2回答问题：
(1)图中1表示___________，2表示_________，1、2、3结合在一起的结构叫________________。
(2)3有____种，中文名字分别是____________。
(3)DNA分子中3和4是通过_______连接起来的。
(4)DNA被彻底的氧化分解后，能产生含氮废物的是______________(用序号表示)
(5)已知在DNA分子的一条单链中(A+C)/(T+G)=_m，求另一条互补链中这种比例是________这个比例关系在整个DNA分子中是________；如果在DNA的一条单链中(A+T)/(C+G)=_n，则另一条互补链中这种比例是_________这个比例关系在整个DNA分子中是___________；若DNA分子中的一条单链中(A+T)/(A+T+C+G)=K则另一条互补链中这种比例是________而在整个DNA分子中是_______________________。如果DNA分子中一条链中的A占15%，互补链中的A占25%，则整个DNA分子中A占____________________。
15．不同生物或生物体不同器官(细胞)的DNA分子有关碱基比率如下表：
(1)表中可见，不同种生物的DNA分子的碱基比率显著不同，这一事实表明，DNA分子结构具有___________________________。
(2)猪或牛的各种组织细胞的DNA分子碱基比率大致相同，这一事实表明，DNA分子结构具有_____________________________。
(3)牛的肾和肺的DNA碱基比率相同，原因是______________________________；但精子与肾或肺的DNA碱基比率稍有差异，原因是_______________________________。
(4)猪或牛的各种器官的组织细胞中DNA分子相同，但组织细胞的形态和功能不相同的原因是__________________________________________________________________。
练习题答案：
1．D
2．C
3．C
4．B
5．B
6．B
7．C
8．A
9．C
10．B
11．C
12．D
13．(1)脱氧核苷酸
4
A
T
G
C(2)
DNA的X射线衍射图谱
螺旋(3)模型(4)A与T
G与C
(5)碱基
磷酸、脱氧核糖
磷酸、脱氧核糖交替排列
碱基对
威尔金斯
14．(1)磷酸
脱氧核糖
脱氧核苷酸(2)
2
鸟嘌呤、胞嘧啶(3)氢键
(4)3与4
(5)1/m
1
n
n
k
k
20%
15．(1)特异性
(2)稳定性
(3)由同一受精卵分裂得到的体细胞
精子是减数分裂的产物，虽然XY染色体是一对同源染色体，但X、Y染色体上的DNA分子有差异
(4)DNA分子中遗传信息的表达有所差异
(基因的选择性表达)
A
T
G
C
代表
磷酸基团
P
P
代表
五碳糖
代表
碱基
名称：核苷酸
代表
化学键
A
T
G
C
1
A
T
G
C
A
T
G
C
1是：
Ａ、Ｔ碱基对
2是：
Ｇ、Ｃ碱基对
2