生物教材梳理第三章第節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識·巧學(xué)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是在1953年由美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克最先提出的。早在1951年之前人們已經(jīng)認(rèn)識到,DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。在DNA分子結(jié)構(gòu)的研究過程中，沃森和克里克首先構(gòu)建了“磷酸－核糖骨架安排在螺旋外部,堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙螺旋”模型。1952年春天，他們又通過奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫認(rèn)識到DNA分子中“腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量；鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量”。結(jié)合他人的經(jīng)驗(yàn)和成果，加上兩人的研究，1953年,沃森和克里克終于提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。方法點(diǎn)撥DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，可以根據(jù)課本所給出的相關(guān)資料，嘗試做DNA的模型，體會科學(xué)家在做模型的時(shí)候，出現(xiàn)了問題是如何解決的，以便更好地理解科學(xué)家探索的艱辛。二、DNA分子的結(jié)構(gòu)1.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)（1）DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的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）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基對有一定的規(guī)律：A與T配對；G與C配對。疑點(diǎn)突破DNA分子結(jié)構(gòu)的特性——穩(wěn)定性(1）基因骨架（脫氧核糖和磷酸的交替排列）固定不變。（2）兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的原則嚴(yán)格不變。（3)每個(gè)DNA分子中的堿基對的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不變。2.堿基互補(bǔ)配對的原則DNA分子中,堿基之間的一一對應(yīng)關(guān)系，如A（腺嘌呤）一定與T（胸腺嘧啶）配對；G（鳥嘌呤)一定與C（胞嘧啶）配對，叫做堿基互補(bǔ)配對原則。堿基互補(bǔ)配對使四種脫氧核苷酸組成的DNA在結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)定性，而且能確保DNA的自我復(fù)制準(zhǔn)確無誤地完成。要點(diǎn)提示DNA分子中堿基比例為1的比值為:,這是所有DNA分子的共性；(A+T）/（C+G)=任何一個(gè)比值，這是DNA分子的特異性所在，由于這個(gè)比值是多種多樣的,這也是DNA分子的多樣性所在.問題·探究問題1我們不妨大膽想象一下，怎樣搭建這個(gè)雙鏈DNA模型呢?探究：在制作DNA模型的過程中，沃森和克里克當(dāng)時(shí)也遇到同樣的問題，他們無法把堿基放到模型中他們?nèi)我膺x擇的位置上,這些堿基不得不用一種特殊的方式連在一起。每一個(gè)梯級必須由兩個(gè)堿基組成.問題在于嘌呤是長的，而嘧啶是短的。如果把這兩個(gè)“長”的連接起來，那么做出來的“梯級"就太寬，不適合這個(gè)“樓梯扶手”的兩個(gè)鏈之間的空間。在另一頭,如果把兩個(gè)“短”的連接在一起，其結(jié)果是“梯級"又太狹窄，同樣無法填滿兩個(gè)“扶手"之間的空間.可是天然形成的結(jié)構(gòu)總是十分合理而完善的,如果是你該怎樣解決?問題2只要是雙鏈結(jié)構(gòu)的DNA分子,其穩(wěn)定性就相同嗎？探究：組成DNA分子的四種脫氧核苷酸中的四種堿基的配對是一定的，A與T配對;G與C配對.并且A與T之間有兩個(gè)氫鍵連接，G與C之間有三個(gè)氫鍵連接。比較有相同個(gè)數(shù)但由不同種類的脫氧核苷酸組成的DNA分子的穩(wěn)定性高低，由此可知不同的DNA分子，其穩(wěn)定性不同.典題·熱題例1假設(shè)一個(gè)DNA分子片段中含堿基T共312個(gè)，占全部堿基的26％,則此DNA片段中堿基G所占百分比和數(shù)目分別是____________解析:DNA的堿基數(shù)目和比例嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則,即DNA中有一個(gè)A,必須有一個(gè)和其互補(bǔ)的T，有一個(gè)C，必然有一個(gè)G，據(jù)這個(gè)原理可知G=（1—26％×2)/2=24％,又知T共312個(gè)，占26%，則可知DNA中共有堿基312/26％=1200,前面已計(jì)算出G占24％,則G的數(shù)目是1200×24%=288個(gè)。答案：24%288個(gè)方法歸納解此類題關(guān)鍵在于充分運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對原則。運(yùn)用Ａ＝Ｔ，Ｇ＝Ｃ的原理,只要告知任何一種堿基的比例,就可求出任意一種或幾種堿基的比例。例2某雙鏈ＤＮＡ分子中，Ａ＋Ｔ占全部堿基的40％，在其中的一條鏈中Ｃ占該鏈堿基的20％，另一條鏈中Ｃ的含量為(）Ａ。20％ B.40%Ｃ.50% D。80％解析:這類題的做法最好是圖形結(jié)合，因?yàn)镈NA是雙鏈結(jié)構(gòu)，并且兩條鏈遵循堿基互補(bǔ)配對原則,通過圖形,在理解的基礎(chǔ)上做題。答案:Ｂ巧妙變式已知在ＤＮＡ分子中的一條單鏈中，（Ａ＋Ｇ）／(Ｔ＋Ｃ）＝m，求：（1)在另一互補(bǔ)鏈中這種比例是1/m；(2）這個(gè)比例關(guān)系在整個(gè)DNA分子中是1。當(dāng)在一條單鏈中，(A+T）/（G+C）=n時(shí)，在另一互補(bǔ)鏈中這種比例是n.（3)這個(gè)比例關(guān)系在整個(gè)DNA分子中是n。例3下面對DNA結(jié)構(gòu)的敘述中，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（)A.DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)B。DNA分子中的嘌呤堿基與嘧啶堿基總數(shù)相同C。DNA分子中只有四種堿基，所以實(shí)際上只能構(gòu)成44種DNAD。