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第2节DNA分子的结构第三章一、目标预览1、了解DNA双螺旋结构模型的构建历程。2、理解DNA分子双螺旋结构的主要特点。（重、难点）3、明确DNA分子的多样性和特异性。（重点）二、情境导入DNA是绝大多数生物的遗传物质，现代社会中，DNA指纹是亲子鉴定、确认罪犯的重要依据。DNA分子之所以具有这样的作用，与DNA分子的结构有关。DNA分子结构的发现是生物学发展的里程碑，它是沃森和克里克两位科学家默契配合、合作研究的成果。问题探究：你知道DNA分子的结构是怎样的吗？提示：DNA的结构是一种规则的双螺旋结构。（一）问题探讨提示：本节的问题探讨主要是培养学生收集资料，讨论交流的能力。（二）思考与讨论1、提示：主要涉及物理学（主要是晶体学）、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法、建构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。2、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。（三）模型建构1、DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。2、提示：（1）靠DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；（2）在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求）。三、DNA双螺旋结构模型的构建1、构建者：美国生物学家________和英国物理学家________。•沃森•克里克2、构建过程：•DNA衍射•A、G、C、T•螺旋•碱基•磷酸—脱氧核糖骨架•碱基•A==T•G==C•A与T•G与C四、DNA分子的结构1、DNA分子的结构层次：（1）基本组成元素：__________________。（2）组成物质：①____________，②____________，③____________。（3）基本组成单位：④______________，共___种。（4）整体结构：由___条长链反向平行按________方式盘旋而成。•C、H、O、N、P•磷酸基团•脱氧核糖•含氮碱基•脱氧核糖核苷酸•4•2•双螺旋2、DNA分子的结构特点：（1）基本骨架：由__________和______交替连接组成。（2）内侧：碱基之间通过________连接，且遵循______________原则。根据此原则写出各序号代表的碱基种类。⑤：______⑥：______⑦：______⑧：______•脱氧核糖•磷酸•氢键•碱基互补配对•A•G•C•T归纳总结DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一个螺旋：规则的双螺旋结构。3、双链DNA分子中碱基数量关系（1）碱基互补配对原则的应用：在双链DNA分子中，四种碱基的比例和为1；（2）A＋T＋C＋G＝1；A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T＝A＋C＝G＋T＝总碱基数的1/2；（3）互补碱基之和的比例[（A＋T）:（C＋G）]在已知链、互补链和整个DNA分子中相等；非互补碱基和的比值[如（A＋C）:（T＋C）]在已知链与互补链间互为倒数，在整个DNA分子中该比值为1；（4）在一个双链DNA分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均值。1、制作原理：DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。2、设计模型：绘出DNA模型的设计图；确定制作的DNA分子双螺旋结构模型的大小（如高度与直径的比例）、维系立体结构的方法；选择代表磷酸、脱氧核糖、碱基的材料等。五、制作DNA双螺旋结构模型3、制作模型（1）使用各种材料分别“制作”若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件整合在一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成DNA分子平面结构图；再“旋转”成双螺旋结构。（2）根据设计计划，对制作的DNA分子双螺结构模型进行检查，对模型的不足加以修正。4、需要注意的问题（1）熟悉制作模型用的各种零件代表的物质，写出4种碱基的字母名称。（2）两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。（3）磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。（4）制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。（5）各组模型制作以不同数量和顺序的A－T、C－G、T－A、G－C四种碱基对排列，领悟DNA分子的多样性。•六、知识构建