【創(chuàng)新方案】高中生物2DNA分子的結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)必修2

1、、DNAZ螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建(1)模型名稱：DNAZ螺旋結(jié)構(gòu)模型(2)構(gòu)建者：美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克。模型構(gòu)建歷程:重新構(gòu)建趣娜旋模型：讓新T T配對,G,G,配對【創(chuàng)新方案】2013-2014學(xué)年高中生物3.2 DN砌子的結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)新人教版必修2DNA分子的結(jié)構(gòu)了解1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程理解1.運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對原則，計(jì)算DNA分子中的某堿基數(shù)目或比例2.制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型EEQIIN YUM QIMWEJl自主填一填，理清本節(jié)主干知識I I -威爾金斯和富士克林 提供的生

2、蠟謝圖請DNADNA的結(jié)構(gòu)單位：4 4種 脫料核甘酸，分別含有A.GCA.GCT T四種械基杳哥夫提出UNAUNA分子中A=T,A=T, G=CG=C：、磷骨架在 外，械弗在螂旋內(nèi) 甑柳鶴謔配沃森和克里克推算出DNADNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)二、DN6子的結(jié)構(gòu)1. DNA勺結(jié)構(gòu)層次基本組成元素：C H、Q N P基本組 成物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基基本組 成單位：脫氧核甘酸(4種)DN心鏈：脫氧核甘酸鏈J兩條DN徼鏈：DNAZ螺旋結(jié)構(gòu)2. DNA子雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(1)兩條脫氧核條酸鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)堿

3、基互補(bǔ)配對原則：A(腺喋吟)一定與T(胸腺喀咤)配對；G(鳥喋吟)一定與C(胞 喀咤)配對。設(shè)計(jì)爆嘗試做一做，發(fā)現(xiàn)預(yù)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié) 戔H印工-一、DNA螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1.仔細(xì)閱讀教材P4748沃森和克里克構(gòu)建DNAO1旋結(jié)構(gòu)模型的故事，探究下列問 題：(1)沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中，借鑒利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？提示：當(dāng)時(shí)科學(xué)界已發(fā)現(xiàn)的證據(jù)；英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的X射線衍射圖譜；奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果，腺喋吟(A)的量總是等于胸腺喀咤(T)的量，鳥喋吟(G)的量總是等于胞喀咤(C)的量。(2)沃森和克里克在構(gòu)建模型過程中，出現(xiàn)了哪些錯(cuò)誤?提示：將堿基置于螺

4、旋外部。以相同堿基進(jìn)行配對連接雙鏈。2.判斷正誤：(1)在DNA莫型構(gòu)建過程中，沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建三螺旋結(jié)構(gòu)模型。(，)(2)沃森和克里克在構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型過程中，堿基配對方式經(jīng)歷了相同堿基配對到喋吟與喀咤配對的過程。(V)二、DN6子的結(jié)構(gòu)1.觀察教材P49圖311,結(jié)合制作模型體驗(yàn)，探討下列問題：(1)DNA分子中同一條鏈和兩條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)有何不同？提示：同一條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)是一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一；兩條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)是氫鍵。(2)利用相同數(shù)量的材料，制作同樣長度的雙鏈 分子在結(jié)構(gòu)上差異主要體現(xiàn)在哪里？提示：體現(xiàn)在雙鏈內(nèi)側(cè)堿基對的排列

5、順序上。(3)運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對原則分析，在所有的雙鏈 嗎？在DNA子的一條鏈中是否存在同樣的規(guī)律？提示：相同。在雙鏈DNA分子中，由于A= T, G= C,所以喋吟數(shù)等于喀咤數(shù)，即A+ G= T+C,可得(A+G)/(T +C)=1,因此雙鏈DNA分子中(A + G)/(T +C)的值相同。在單鏈DNA分子中不存在同樣的規(guī)律，因?yàn)锳與T, G與C不一定相等。(4)結(jié)合DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，歸納DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的原因。提示：DNA子由兩條脫氧核甘酸長鏈盤旋成粗細(xì)均勻、螺距相等的規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)。DN6子中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。DN6子雙螺旋結(jié)構(gòu)的中間為堿基對，堿基之間形

6、成氫鍵，從而維持雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)DN冊子之間對應(yīng)堿基嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行配對。2連線：(將下列能組成核甘 酸的分子進(jìn)行連線)一一7 7】腺嚏嚕(A)乩核箱8 8嚎吟(G)(G)DNA吉構(gòu)，你與周圍其他同學(xué)制作DNADNA分子中，(A + G)/(C + T)的值相同要點(diǎn)重難點(diǎn)撥，認(rèn)知無死角1磷酸肛胞喘啜()、-上脫軌核髀-、，M胸腺感喔(T T) ).尿嚅械(U)(U)1.堿基互補(bǔ)配對原則2.堿基間的數(shù)量關(guān)系項(xiàng)目雙鏈DNA1鏈2鏈規(guī)律A、T、G C關(guān)系A(chǔ)= T,G= CAi= Ta, G= C2, T1 = Aa,C1 = G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

7、的T,1鏈上的G等于2鏈上的C非互補(bǔ)堿基和之比，即A+ G_G+ Tz或rT+ C A+ C1m1/mDNA雙鏈中非互補(bǔ)堿基之 和總相等，兩鏈間非互補(bǔ) 堿基和之比互為倒數(shù)互補(bǔ)堿基和之比，即A+T G+ C G+ C或A+ Tnnn在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)堿基和之比相等某種堿基的比例(x為A、T、GC中某種堿基的百分含量)1,、(X1+X2)X1X2某堿基占雙鏈DNA堿基總數(shù)的百分?jǐn)?shù)等于相應(yīng)堿基 占相應(yīng)單鏈的比值的和的T3.堿基比例與DNA分子的共性和特異性(1)共性:/ T _G C_A+ C A+ G產(chǎn)A= 1；6;G1；=TC= 1(2)特異性:A+ T的比值是多木的，是DNA分子

8、多樣性和特異性的主要表現(xiàn)。G+ C特別提醒(1)在DNAII鏈中，A與T、G與C也可能相等。(2)(A +T)/(G +C)的比值雖然能體現(xiàn)DNA分子的特異性，但不同的DNA分子中該值有可 能相同。例1下圖為DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，虛線表示堿基間的氫鍵。請據(jù)圖回答:DNA分子中的堿基計(jì)算規(guī)律高考典例導(dǎo)航，備考有方向(1)從主鏈上看，兩條單鏈 平行；從堿基關(guān)系看，兩條單鏈。(2)和 相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架。(3)圖中有 種堿基，種堿基對。(4)含有200個(gè)堿基的某DNA片段中堿基間白氫鍵共有260個(gè)。請回答：該DNA段中共有腺喋吟 個(gè)，C和G構(gòu)成的堿基對共 對。在DNA子穩(wěn)定性的比較

9、.中，堿基對的比例越高，DNA子穩(wěn)定性越高。解析(1)從主鏈上看，兩條單鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?；從堿基關(guān)系看，兩條單鏈遵循堿基 互補(bǔ)配對原則。(2)脫氧核糖與磷酸交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架。(3)圖中涉及4種堿基，4種堿基之間的配對方式有兩種，但堿基對的種類有4種，即AT、TA G- C、C-G(4)假設(shè)該DNA段只有A、T兩種堿基，則200個(gè)堿基，100個(gè)堿基對，含有200個(gè)氫1鍵，而實(shí)際上有260個(gè)氫鍵，即G C或C G堿基又60個(gè)，所以該DNM腺喋吟數(shù)為-X(200 2X60)= 40個(gè)，C和G共60對。由于G與C之間有三個(gè)氫鍵，A與T之間有兩個(gè)氫鍵， 因此，G與C構(gòu)成的堿基對

10、的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高。答案(1)反向堿基互補(bǔ)配對(2)脫氧核糖磷酸(3)44(4)4060 G與C例2一個(gè)DNA分子的一條鏈上，腺喋吟比鳥喋吟多40%兩者之和占DNA分子上堿基總數(shù)的24%則這個(gè)DNA分子的另一條鏈上，胸腺喀咤占該鏈上堿基數(shù)目的()A. 44%B. 24%C. 14%D. 28%解析畫出DNAB圖(如圖所示)。依題意，列出等量關(guān)系：工.1r一7?勺一(A1G)/G1= 40*A 1=1.4G1，-n_. iooTz Aa & Ga而在整個(gè)DNA分子中：(AdG)/200 =24* AdG=48 ，聯(lián)立得：A =28。整個(gè)DNA子中A = T2,因此正確答案是

11、Do答案D(1)堿基互補(bǔ)配對原則的應(yīng)用：在雙鏈DNA子中，四種堿基的比例和為1。(2)A =T, C= G A+ G= C+ T=A+ C= G+ T=總堿基數(shù)的1/2。(3)互補(bǔ)堿基之和的比值(A +T) ： (C+G)在已知鏈、互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中相等；非互補(bǔ)堿基之和的比值如(A+ C) ： (T + G)在已知鏈與互補(bǔ)鏈間互為倒數(shù)， 在整個(gè)DNA子中該比值為1。(4)在一個(gè)雙鏈DNA分子中，某種堿基的比例等于其在每條鏈上所占比例的平均值。課時(shí)知識小結(jié)1 .下列關(guān)于沃森和克里克構(gòu)建DN政螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述，錯(cuò)誤的是()A.沃森和克里克構(gòu)建DNA螺旋結(jié)構(gòu)模型是建立在DNA以4種脫氧核甘酸

12、為單位連接而成的長鏈的基礎(chǔ)上，這4種脫氧核甘酸分別含有A、T、G C 4種堿基B.威爾金斯和富蘭克林通過對DNAW射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)C.沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建了多種模型，但都不科學(xué)D.沃森和克里克最后受腺喋吟(A)的量總是等于胸腺喀咤(T)的量，鳥喋吟(G)的量總是 等于胞喀咤(C)的量的啟發(fā)，構(gòu)建出了科學(xué)的模型解析：沃森和克里克依據(jù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜及有關(guān)數(shù)據(jù)，推出DNA子呈螺旋結(jié)構(gòu)。即時(shí)體瞳.當(dāng)堂鞏固所學(xué)雙鏈DNA分子中堿基數(shù)量關(guān)系的歸納答案：B2 .制作DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，發(fā)現(xiàn)制成的DNA分子的平面結(jié)構(gòu)很像一架“梯子”，那么組

13、成這架“梯子”的“扶手”、“扶手”之間的“階梯”、 連接階梯的化學(xué)鍵以及遵循的原則依次是（）堿基互補(bǔ)配對B.C.解析：“梯子扶手”代表DNA的骨架，即磷酸和脫氧核糖交替連接形成的長鏈，排列在內(nèi)側(cè)的堿基對相當(dāng)于“階梯”，連接“階梯”的化學(xué)鍵是氫鍵，堿基間遵循堿基互補(bǔ)配對原則。答案：B3 .關(guān)于DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)白敘述，錯(cuò)誤的是（）A.DNA子由兩條反向平行的鏈組成B.脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)C.堿基又構(gòu)成DNA分子的基本骨架D.兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對解析：DN酚子中，脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架。答案：C4.有一對氫鍵連接的脫氧核甘酸，

14、已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個(gè)腺喋吟，則它的其他組成 應(yīng)是（ ）A.三個(gè)磷酸、三個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺喀咤B.兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胞喀咤C.兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺喀咤D.兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)尿喀咤解析：據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，另一個(gè)堿基為T,兩個(gè)脫氧核甘酸含有兩個(gè)磷酸和兩個(gè)脫氧核糖。答案：C5 . DNA的一條單鏈中（A+G）/（T +C） = 0.4。上述比 例在其互補(bǔ)單鏈和整個(gè)DNA分子中分別為（）A. 0.4、0.6B, 2.5、1.0C. 0.4、0.4D, 0.6、1.0解析：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，在整個(gè)DNA子中，因A= T,矢C,所以（A + G）/（T + C）

15、比值為1.0。在雙鏈DNA子中，一條鏈上的（A+G）/（T +C）與另一條鏈上（T+C）/（A+G）相等為0.4,因而互補(bǔ)鏈中（A + G）/（T +C）=2.5,互為倒數(shù)。磷酸和脫氧核糖氫鍵堿基對A.D.答案：B6 .以下四個(gè)雙鏈DNA分子中，穩(wěn)定性最差的是（）A. A占25%B. T占30%C. G占25%D. C占30%解析：DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性表現(xiàn)在相對穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)；堿基對通過氫鍵連接，氫鍵 含量越高，穩(wěn)定性越強(qiáng)。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可計(jì)算四個(gè)DNA子中含G-C堿基對最少的穩(wěn)定性最差。A項(xiàng)中G+ C= 50% B項(xiàng)中G+ C= 40% C項(xiàng)中G+ C= 50% D項(xiàng)中G+ C= 6

16、0%答案：B7.下圖表示某大腸桿菌DNA分子結(jié)構(gòu)的片段：（1）圖中1表示, 2表示。1、2、3結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)叫。（2）3有 種，中文名稱分別是。（3）DNA分子中3與4是通過 連接起來的。（4）DNA被徹底氧化分解后，能產(chǎn)生含N廢物的是。解析：圖示為DNA片段，代表磷酸，是脫氧核糖，代表含氮堿基。兩條鏈之間通 過堿基對之間的氫鍵相連。答案：（1）磷酸 脫氧核糖脫氧核糖核甘酸（2）二 鳥喋吟、胞喀咤（3）氫鍵（4）含氮堿基活頁檢測，限時(shí)達(dá)標(biāo)沖關(guān)KtXiMKtXiM LJ,4ALJ,4A - - - - - -一、選擇題（每小題4分，共32分）1 .下列哪項(xiàng)不是沃森和克里克構(gòu)建過的模型（）A.堿

17、基在外側(cè)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型B.同種堿基配對的三螺旋結(jié)構(gòu)模型C.堿基在外側(cè)的三螺旋結(jié)構(gòu)模型D.堿基互補(bǔ)配對的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型解析：沃森和克里克最先提出了堿基在外側(cè)的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，后來又提出了堿基在內(nèi)側(cè)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并且同種堿基配對。 最后提出了堿基互補(bǔ)配對的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。答案：B2. （2010江蘇高考）下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是（）A. DN用口RNA中的五碳糖相同B.組成DNA與ATP的元素種類不同C. T 2噬菌體的遺傳信息貯存在RNA中D.雙鏈DNA分子中喋吟數(shù)等于嘴咤數(shù)解析：DNA含有脫氧核糖，RNA含有核糖；DN用口ATP都是由C、H、Q N、P五種元素 組成。Ta噬

18、菌體遺傳物質(zhì)為DNA故其遺傳信息也儲(chǔ)存在DNA中。雙鏈DNA票吟總和喀咤堿 基互補(bǔ)配對，故兩者數(shù)量相等。答案：D3 .下面對DNA吉構(gòu)的敘述中，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（）A. DNA子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)B. DNA分子中的兩條鏈反向平行C. DNA分子中只有4種堿基，所以實(shí)際上只能構(gòu)成44種DNAD. DNA子中堿基之間一一對應(yīng)配對的關(guān)系是堿基互補(bǔ)配對原則解析：在DNA分子中，A= T, G= C,脫氧核糖與磷酸交替排列在DNA外側(cè)，共同構(gòu)成DNA子的基本支架。DNA分子多樣性取決于堿基種類、數(shù)量及排列順序。答案：C4 .在制作DNAZ螺旋模型時(shí)，各“部件”之間需要連接。下列連接中錯(cuò)

19、誤的是（）（Q Q一代表磷酸0 0代表脫氧核播 =一代表含氮械基）解析：脫氧核甘酸之間是通過每個(gè)脫氧核甘酸的脫氧核糖上的3碳位的羥基與相鄰脫氧核甘酸的5碳位的磷酸之間脫水縮合形成3 , 5磷酸二酯鍵相連。答案：B5 .現(xiàn)有一待測核酸樣品，經(jīng)檢測后，對堿基個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算得到下列結(jié)果：（A+T）:（G+ C）=（A+G） ： （T + C）=1o根據(jù)此結(jié)果，該樣品（ ）A.無法被確定是脫氧核糖核酸還是核糖核酸B,可被確定為雙鏈DNAC.無法被確定是單鏈DNAa是雙鏈DNAD.可被確定為單鏈DNA解析：由于核酸樣品檢測得到堿基A、T、C G,所以該核酸一定是DNA而不是RNA據(jù)題意可知四種堿基相等，

20、即A= T=G= C,這樣就無法確定是單鏈DNA是雙鏈DNA答案：C6 .噬菌體X174是單鏈DNA生物，當(dāng)它感染宿主細(xì)胞時(shí)， 首先形成復(fù)制型（RF）的雙鏈DNA子。如果該生物DNA的堿基構(gòu)成是：27%A,31%G,22%下口20%C那么，RF中的堿基構(gòu) 成情況是（ ）A. 27%A,31%G,22%而20%CB. 24.5%A,25.5%G,24.5%T和25.5%CC. 22%A,20%G,27%T口31%CD. 25.5%A,24.5%G,25.5%T和24.5%C1解析：雙鏈DNM A與T配對，可算出A= T=（27%+22%）X - =24.5%,那么G= C= 25.5%。答案：B

21、7 .分析某生物的雙鏈DNA發(fā)現(xiàn)腺喋吟與胸腺喀咤之和占全部堿基的64%其中一條鏈上的腺喋吟占該鏈全部堿基的30%則互補(bǔ)鏈中腺喋吟占整個(gè)DNA分子堿基的比例是（）A. 17%B. 32%C. 34%D. 50%解析：在雙鏈DNA子中，若A+ T占全部堿基的64%則其任何一條鏈中的A+ T占該 鏈堿基總數(shù)的比例也是64%據(jù)此知，若一條鏈中A占該鏈堿基的30%則T占34%該鏈 的互補(bǔ)鏈中A占34%由于每條鏈的堿基為整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的一半，因此互補(bǔ)鏈中A占整個(gè)DNA分子堿基的比例是17%答案：A8.一個(gè)DNA分子中，G+ C占全部堿基的46%又知在該DNA分子的一條鏈中，A和C分別占該鏈堿基數(shù)的

22、28%口22%則該DNA分子的另一條鏈中，A和C分別占堿基數(shù)的（）A. 28% 22%B. 22% 28%C. 23% 27%D. 26% 24%解析：DNA子中，G+ C占全部堿基的46%則一條鏈中G+ C占該鏈堿基的46%又因 一條鏈中，A和C分別占堿基數(shù)的28噂口22%故這條鏈中G占24% T占26%互補(bǔ)鏈中C占24% A占26%答案：D二、非選擇題（共18分）9. （10分）下圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答：10(1)圖甲是DNA段的 結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的 結(jié)構(gòu)。(2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：2、5。(3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條長鏈?zhǔn)怯?和 交替連接的。(4)堿基配對的方式為： 與 配對； 與 配對。(5)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是 的，從圖乙可以看出組成DNA子的兩條鏈相互纏繞成 的 結(jié)構(gòu)。解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核甘酸長鏈的片段，