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1、第 2 節(jié) DNA 分子的結(jié)構(gòu) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 思 維 脈 絡(luò) 1 . 概述 DNA 分子 的結(jié)構(gòu)的主要特 點(diǎn)。 2 . 嘗試制作 DNA 分子的雙螺旋結(jié) 構(gòu)模型。 3 . 討論 DNA 雙螺 旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建 歷程。 一 二 一、 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 一 二 二、 DNA分子的結(jié)構(gòu) 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 DNA分子的結(jié)構(gòu) 構(gòu)成 DNA的各部分是如何連接的 ?DNA的結(jié)構(gòu)具有哪些特點(diǎn) ? 1.在制作 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí) ,各 “部件 ”之間需要連接。圖中 的連接方式正確的是 ACD。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 2.下面是 4位同學(xué)制作的雙鏈 DNA模型
2、 ,判斷正誤 ,若錯(cuò)誤說 明理由。 錯(cuò)誤 ,DNA分子中不應(yīng)出現(xiàn) AU堿基對(duì) 。 錯(cuò)誤 ,DNA分子的兩條鏈方向相同 ,應(yīng)為反向平行 。 錯(cuò)誤 ,AT、 GC中的氫鍵數(shù)目不對(duì) ,AT之間應(yīng)有 2個(gè)氫 鍵 ,GC之間應(yīng)有 3個(gè)氫鍵 。 正確 。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 1.DNA分子的結(jié)構(gòu)層次 (1)每個(gè) DNA片段中游離的磷酸基團(tuán)有 2個(gè)。 (2) 之間的數(shù)量關(guān)系為 1 1 1。 (3)堿基對(duì)之間的化學(xué)鍵為氫鍵 ,A與 T之間是兩個(gè)氫鍵 ,G與 C之間 是三個(gè)氫鍵 ,DNA分子中 GC堿基對(duì)越多 ,結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 (4)空間結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)。 脫氧核糖與磷酸通過磷酸二酯鍵交替連接 ,排列在外側(cè)。 堿基排列在內(nèi)側(cè) ,且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 2.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (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(jié)構(gòu) ,其 雙螺旋結(jié)構(gòu)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(gòu)成的結(jié)構(gòu)。 DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)是堿基對(duì) ,堿基之間通過氫鍵互補(bǔ) 配對(duì) ,這也是 DNA分子的結(jié)構(gòu)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(bǔ)配對(duì)的方式不變 ,但長鏈中堿基對(duì)的排 列順序是千變?nèi)f
4、化的 ,這就構(gòu)成了 DNA分子的多樣性。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 (3)特異性 每個(gè)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(gòu)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(gè)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(gè)體的作用。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 DNA分子中的堿基數(shù)量關(guān)系 構(gòu)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(guān)系 ?其中 A 與 T,C與 G數(shù)量關(guān)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(bǔ)鏈 H2中 (A+C)/(T+G)為多少 ?在整個(gè) 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(gè) DNA分子中 (A+T)/(G+C) 的比值是多少 ? 答案： n;n。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 1.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則圖示 2.堿基間的數(shù)量關(guān)系 雙鏈 D N A 1 鏈 2 鏈 規(guī)律 A 、 T 、 G 、 C 關(guān)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(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)引 歸納提升 雙鏈 D N A 1 鏈 2 鏈 規(guī)律 非 互補(bǔ)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(bǔ)堿基 之和總相等 , 兩鏈間的非 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 ) 或 ( G +C ) / ( A
7、 + T ) n n n 在同一 DNA 中 , 雙鏈和 單鏈中互補(bǔ)堿基和之比 相等 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問題導(dǎo)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(jié)構(gòu) 例 1下面關(guān)于 DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述 ,錯(cuò)誤的是 ( ) A.雙鏈 DNA 分子中含有 4種脫氧核苷酸 B.每個(gè)堿基
8、分子上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)脫氧核糖 C.每個(gè) 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(gè)胞嘧啶 ,就會(huì)同時(shí)含有 40個(gè)鳥嘌 呤 解析： 每個(gè)堿基分子上連接著一個(gè)脫氧核糖 ,每個(gè)磷酸分子上連 接著兩個(gè)脫氧核糖 ,每個(gè)脫氧核糖連接著一個(gè)堿基分子和兩個(gè)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(guān)系 例 2導(dǎo)學(xué)號(hào) 52240028一個(gè) 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(guān)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(cè) C.內(nèi)側(cè)的堿基隨機(jī)配對(duì) D.堿基對(duì)通過肽鍵連接 答案： A 1 2 3 4 5 6 2.有 1
10、對(duì)由氫鍵連接的脫氧核苷酸 ,已查明它的結(jié)構(gòu)中有 1個(gè)腺嘌呤 , 則它的其他組成應(yīng)為 ( ) A.3個(gè)磷酸 ,3個(gè)脫氧核糖和 1個(gè)腺嘌呤 B.2個(gè)磷酸 ,2個(gè)脫氧核糖和 1個(gè)胞嘧啶 C.2個(gè)磷酸 ,2個(gè)脫氧核糖和 1個(gè)胸腺嘧啶 D.2個(gè)磷酸 ,2個(gè)脫氧核糖和 1個(gè)尿嘧啶 解析： 據(jù) DNA分子結(jié)構(gòu)可得知 ,腺嘌呤與胸腺嘧啶配對(duì)形成 1個(gè)堿 基對(duì) ,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(xì)胞內(nèi)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(jié)構(gòu)模型時(shí) ,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(gè)圓可用別針 (代表共價(jià)鍵 )連結(jié) ,以形成 DNA的側(cè)鏈 C.別針 (代表共價(jià)鍵 )應(yīng)連結(jié)在一個(gè)核苷酸的五邊形和另一個(gè)核苷 酸的圓上 D.如果兩個(gè)脫氧核苷酸分別位于鏈的兩側(cè) ,兩個(gè)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(yīng)連接在一個(gè)核苷 酸的五邊形和另一個(gè)核苷酸的圓上 ,而不是兩個(gè)圓之間。兩條 DNA 單鏈模型的位置關(guān)系應(yīng)為反向平行。 答案： C 1 2 3 4 5 6 5.某學(xué)生制作的以下堿基對(duì)模型中 ,正確的是 ( ) 解析： 選項(xiàng) B,A與 T應(yīng)通過兩個(gè)氫鍵相連 ;選項(xiàng) C、 D,配對(duì)的兩個(gè)脫 氧核苷酸的方向相同是錯(cuò)誤的 ,并且 A與 T應(yīng)通過兩個(gè)氫鍵相連 ,G 與 C應(yīng)通過三個(gè)氫鍵相連。 答案： A 1 2 3 4 5 6 6.導(dǎo)學(xué)號(hào) 52240029若 DNA分子的一條鏈中 (A+T)/(C+G)=a,則其互 補(bǔ)鏈中該比值為 ( ) A.a B.1/a C.1 D.1-1/a 解析： 互補(bǔ)鏈中的 T與已知鏈中的 A相等 ,互補(bǔ)鏈中的 A與已知鏈中 的 T相等 ,互補(bǔ)鏈中的 G與已知鏈中的 C相等 ,互補(bǔ)鏈中的 C與已知鏈 中的 G相等 ,因此 ,互補(bǔ)鏈中的 A+T等于已知鏈中的 A+T,互補(bǔ)鏈中的 C+G等于已知鏈中的 C+G。 答案： A
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