DNA分子的结构学案

1第2节DNA分子的结构学案山东邹平黄山中学生物组：孙鹏艳【知识连接】1．组成DNA的基本元素2.DNA的组成单位是，它是由一分子,一分子和所构成的,不同决定了核苷酸种类的不同.共有种类型。碱基种类(符号)AT碱基名称鸟嘌呤胞嘧啶3.构建一个脱氧核苷酸的结构:绘出结构【讲授新课】思考讨论:看似麻花的DNA为什么能够成为高科技的标志？它是怎样储存遗传信息的？它又是怎样决定生物性状的？一、双螺旋结构模型的构建历程资料阅读，初步形成DNA分子结构的基本概念。（1）沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科学成果？这对你理解生物科学的发展有什么启示？（2）他们在建构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？（3）沃森和克里克默契配合，发现了DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给了你哪些启示？二、DNA分子结构阅读教材，观察图3-11，思考讨论（4）观察DNA由几条链构成？它们的方向一致吗？DNA具有怎样的立体结构？（5）DNA的基本骨架由哪些物质构成？分别位于DNA的什么部位？（6）什么是碱基互补配对原则？碱基对位于DNA的什么位置？（7）碱基之间是如何连接的？脱氧核苷酸之间是如何连接的？总结DNA分子双螺旋结构的主要特点。（1）DNA分子是由_______条链组成的，________方式盘旋成结构。2（2）DNA分子中的_______和_______交替连接，排列在___侧，构成基本骨架；碱基排列在____侧。（3）两条链上的碱基通过连接成_______，且按________原则配对。________和________，________和________配对。【规律总结】三、碱基互补配对规律的有关计算例1．假设一个ＤＮＡ分子片段中含碱基Ｔ共３１２个，占全部碱基的２６％，则此ＤＮＡ片段中碱基Ｇ数目所占百分比是总结规律1.DNA双链中不互补配对的两个碱基之和占全部碱基总数的例2.DNA的一条单链中A+G/T+C=0.4,在互补单链A+G/T+C是多少？解析:总结规律2.DNA分子中一条链中的两个不互补碱基之和的比值是另一个互补链的这一比值的例3.DNA的一条单链中A+T/G+C=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是多少？解析:总结规律3.DNA分子中互补碱基之和的比值和每一个单链中的这一比值例4.在一个双链DNA分子中,G占碱基总量的18％,其中一条链中G占20％,那么此链中C应为多少？解析:总结规律4.在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于它在每条链中的【达标练习】1.有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是（）A.三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶B.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶C.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶2.在一个标准的双链DNA分子中,含有35％的腺嘌呤,它所含的胞嘧啶应该是（）A.15％B.30％C.35％D.70％3.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()3A．5∶4B．4∶3C．3∶2D．3∶44.组成ＤＮＡ的碱基只有四种，四种碱基的配对方式只有２种，但ＤＮＡ分子具有多样性和特异性，主要原因是（）Ａ.ＤＮＡ分子是高分子化合物Ｂ.脱氧核糖结构不同Ｃ.磷酸的排列方式不同Ｄ.碱基的排列顺序不同，碱基数目很多5.已知在ＤＮＡ分子中的一条单链（Ａ＋Ｇ）／（Ｔ＋Ｃ）＝m，求：⑴在另一互补链中这种比例是________________⑵这个比例关系在整个DNA分子中是________________(3)当在一条单链中，（A+T）/（G+C）=n时：在另一互补链中这种比例是________________⑷这个比例关系在整个DNA分子中是________________6.一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____【拓展提升】7.下列对DNA双螺旋结构的叙述哪项是错误的（）A、若一条链中A与T的数目相等，则另一条链中A和T的数目也相等。B、若一条链中G的数目为C的两倍，则另一条链中G的数目为C的一半。C、若一条链中A：T：G：C=1：2：3：4，则另一条链中相应的碱基比为2：1：4：D、若一条链中A：T：G：C=1：2：3：4，则另一条链中相应的碱基比为4：3：2：1。8.DNA的一条单链中A＋G/T＋C=0.4，上述比例在互补链和整个DNA分子中分别是（）A、0.4和0.6B、2.5和1.0C、0.4和0.4D、0.6和1.09．从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数目的46%。又知该DNA的一条链中所含的碱基中28%是腺嘌呤，问在互补链中腺嘌呤占该链全部碱基数目的（）A、26%B、24％Ｃ、１４％Ｄ、１１％根据A1=28个，得知T2=28个；又由于T总=54，得知T1=54-28=26,导出A2=26。10.双链DNA分子中，G占全部碱基总数的38%，其中一条链中T占该链的5%，那么另一条链中T占该链的（）A、76%B、5%C、19%D、38%11.分析一个DNA分子时发现30%的脱氧核酸含有腺嘌呤。由此可知该分子中一条链上的鸟嘌呤的最大值可占此链碱基总数的（）A、20%B、30%C、40%D、60%4实验报告-----制作DNA双螺旋结构模型班级＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿第＿＿＿组【实验原理】1、DNA分子是由两条的脱氧核苷酸长链盘旋成结构。2、DNA分子中的和交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；在内侧。3、两条链上的碱基通过连结成碱基对，且遵循原则。A和T，G和C配对。【材料用具】4、长条硬纸片1条、小方纸片若干,组成材料若干。【方法步骤】5、构建一个脱氧核苷酸：每个脱氧核苷酸都由（圆形的）__________、（五边形的）__________、（长方形的）_____________组成。6、构建一个含有六个碱基的脱氧核苷酸单链（a链）。7、构建互补链（b链）。【总结规律】构建的DNA结构模型中，碱基对数:DNA分子的a链DNA分子的b链双链DNA分子A≠TA___TA__TG≠CG__CG__CA=T=A=T=A=T=G=C=G=C=G=C=A+T/G+C=A+T/G+C=A+T/G+C=A+G/T+C=A+G/T+C=A+G/T+C=规律1、DNA双链中不互补配对的两个碱基之和占全部碱基总数的规律2、DNA分子中一条链中的两个不互补碱基之和的比值是另一个互补链的这一比值的规律3、DNA分子中互补碱基之和的比值和每一个单链中的这一比值规律4、在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于它在每条链中的【问题讨论】8、在每个小组制作的模型中你还发现了什么？9、作为遗传物质，应该储存有大量的遗传信息。DNA只有四种脱氧核苷酸，它是5怎样储存足够量的遗传信息的？第2节DNA分子的结构学案答案山东邹平黄山中学生物组：孙鹏艳【知识连接】1．CHONP2.脱氧核糖核苷酸脱氧核糖含氮碱基磷酸集团4碱基种类(符号)ATGC碱基名称腺嘌呤胸腺嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶3.构建一个脱氧核苷酸的结构:绘出结构碱基磷酸脱氧核糖碱基磷酸脱氧核糖【新授课内容】思考讨论:（课前不需要得出结论，讲授完新课得出就可以）DNA双螺旋结构的发现标志着分子生物学的诞生；大量的碱基以及不同的碱基排列顺序；通过控制知道蛋白质的合成。一、双螺旋结构模型的构建历程资料阅读，初步形成DNA分子结构的基本概念。1.(1)当时科学界已经发现的证据有:组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸;DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的;(2)英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱;(3)美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法(1950年),即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法(因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构,以完整的、简明扼要的形象表示出来),为此,沃森和克里克像摆积木一样,用自制的硬纸板构建DNA结构模型;(4)奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果: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)的量这一碱基之间的数量关系。2.（1）沃森和克里克根据当时掌握的资料,最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型,在这些模型中,他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下,他们否定了最初建立的模型。在失败面前,沃森和克里克没有气馁,他们又重新构建了一个将磷酸-核糖骨架安排在螺旋外部,碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。6（2）沃森和克里克最初构建的模型,连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的,即A与A、T与T配对。但是,有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年,沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息: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。于是,沃森和克里克改变了碱基配对的方式,让A与T配对,G与C配对,最终,构建出了正确的DNA模型。3.提示:要善于利用他人的研究成果和经验;要善于与他人交流和沟通,闪光的思想是在交流与撞击中获得的;研究小组成员在知识背景上最好是互补的,对所从事的研究要有兴趣和激情等。二、DNA分子结构4.2反向平行规则的双螺旋结构5.磷酸和脱氧核糖外侧6.A和T配对G和C配对内侧7.氢键磷酸二酯键总结DNA分子双螺旋结构的主要特点。（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（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；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。A和T，G和C配对。【规律总结】三、碱基互补配对规律的有关计算例1．28824%总结规律1.50%例2.2.5总结规律2.倒数例3.0.4总结规律3.相等例4.16%总结规律4.平均数【达标练习】1.C2.A3.B4.D5.⑴1/m⑵1(3)n⑷n6.60【拓展提升】7.D8.B9．A10.C11.C7实验报告-----制作DNA双螺旋结构模型班级＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿第＿＿＿组【实验原理】1、反向平行双螺旋2、脱氧核糖和磷酸碱基3、氢键碱基互补配对原则【方法步骤】5、磷酸集团脱氧核糖含氮碱基【总结规律】构建的DNA结构模型中，碱基对数:8对DNA分子的a链DNA分子的b链双链DNA分子A≠TA_≠__TA_=_TG≠CG_≠_CG_=_CA=1T=2A=2T=1A=3T=3G=2C=3G=3C=2G=5C=5A+T/G+C=3:5A+T/G+C=3:5A+T/G+C=3:5A+G/T+C=3:5A+G/T+C=5:3A+G/T+C=1总结规律1.50%总结规律2.倒数总结规律3.相等总结规律4.平均数【问题讨论】8、每个小组构建的模型都是不同的；最多可以有48种排列方式。9、DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。