高中生物第3章 第2節(jié)　DNA的結構.docx

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1、第2節(jié)DNA的結構 素養(yǎng)要求 學習目標 概述DNA結構的主要特點, 1. 通過對DNA雙螺旋結構模型構建過程的交流和討論. 認同交流合作、多學科交叉在科學發(fā)展中的作用。 2. 制作DNA雙螺旋結構模烈I?生命觀念：基于對DNA的結構特點的理解.形成結 構與功能相適應的觀念。 2. 科學思維：理解DNA分子結構中的相關計算。 3. 科學探究：動手制作模型.培養(yǎng)觀堪能力、動手能 力及空間想象力。 一、DNA雙螺旋結構模型的構建 C梳理教材知識?夯實基礎」構建者：美國生物學家沃森和英國物理學家克里克。 1. 過程 DNA以4種脫―酸 威爾金斯和富蘭克林提 為單連接成

2、長鏈供的DN A衍射圖語|構建模型1|雙螺旋和*旋 否定盤哥夫提出DNA分f觸基 的數缺特點：A=T,G=C|構建模型2|雙螺旋：脫氧核格一磷敢骨架在外部，喊 基在內部.A?［配對，G與鰻 對，DNA分子醍 r思考延伸拓展?強化素養(yǎng)」探充DNA的兩條單鏈之間的連接方式： (DDNA的兩條單鏈由位于內側的堿基連接而成還是由“脫氧核糖一磷酸”的基本骨架連接而成？請結合以下文字資料及生物膜的流動鑲嵌模型，判斷模型1、2中哪一個是科學的？ 資料一。票吟和嗜咬堿基具有疏水性，脫真核糖和磷酸具有親水性。 資料二 生物膜的流動鑲嵌模型 請判斷：在科學的模型下畫“，反之畫“X”。 模型I

3、 模型2 A. 20% B. 30% C. 40% D. 70%答案C 16. 分析某生物的雙鏈DNA分子，發(fā)現腺喋吟與胸腺嗟呢之和占全部堿基的64%,又知一 條鏈上的腺嗦吟占該鏈全部堿基的30%,則另一條鏈中腺嗦吟占整個DNA分子堿基的比例 是（）A. 17% B. 32% C. 34% D. 50% 答案A解析 腺噤吟與胸腺哦咬之和占全部堿基的64%,則二者之和在一條鏈中的比例也是64%, 又如一條鏈中腺。票吟占該鏈全部堿基的30%,所以這一條鏈中胸腺嘻唆占該謎全部城基的 64%—30%=34%,另一條鏈中腺噤吟占該鏈全部堿基的34%,占整個DNA分子堿基的17%。 17. 某

4、研究小組測定了多個不同雙鏈DNA的堿基組成，根據測定結果繪制了 DNA的一條單 鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA中堿基數目比值的關系圖。下列表示正確的是（） 答案C A 4-Ca + ca + c 解析 DNA中宥含應始終等于1： 一條單鏈中宥斜與其互補鏈中宥志互為倒數，一條單鏈a+ca+c*a+ta+ta+t 中村與=°?5時，互補鏈中宥e=2； —條單鏈中朽五與其補鏈中are及dna中函u都 相等。 18. （2020-岳陽高一檢測）下圖為大腸桿菌DNA分子結構示意圖（片段）。請根據圖示分析并回答卜?列問題: (1) 圖中1表示, 2表示, 1、2、3結合在一起的結

5、構叫作O (2) 3有—種，中文名稱分別是oDNA分子中3和4是通過連接起來的。 (3) DNA被徹底氧化分解后，能產生含氮廢物的是。 (4) 圖中DNA分子片段中，游離的磷酸有個。若大腸桿菌DNA分子的堿基G有］個,占其堿基總量的比例是)，，則該DNA分子的堿基之間的氫鍵數目是。 答案(1)磷酸(基團)脫氧核糖脫氧核昔酸(2)2鳥噂吟或胞嗜嚏(3)氫鍵(4)含氮堿 基(5)2 x+,解析(1)據題圖分析可知，圖中1表示磷酸，2表示脫就核糖，3表示含如堿,基，1、2、3 結合在一起形成脫就核昔酸。(2)3表示含氯堿基，由于3與4之間的氫鍵是3個，因此3可 能是鳥嚓吟(G)或胞。觀定(C

6、)。(4)DNA分子的組成成分是磷酸、脫我核糖和含氮堿基，其中只 有含氮堿基內含有氮元素，因此DNA被徹底就化分解后，能產生含氮廢物的是含氯堿基。(5) 圖中DNA分子片段中，游離的磷酸有2個；該DNA分子中鳥噤吟數目為x,因此G、C堿 基對數目為M腺噤吟=胸腺嘻唆=；X?—_r,由于G、C城基對之間的氫鍵是3個，A、T 堿基對之間的氫鍵是2個，因此DNA分子的堿基之間的氫鍵數是3x+2X§X*—x)=x+j (2) 兩條鏈中的堿基排列在內側，是相同的堿基兩兩相連嗎? 請結合以下資料進行分析： 資料三 DNA螺旋的直徑是固定的，均為2nm。 資料四 噤吟和唆咬的分子結構圖烏嗦吟 烏嗦

7、吟 oII II I H/C'N/C.。 H胸昧-咬 NH： HvS結論：不是相同的堿基兩兩相連，應是n票吟與嗜□定相連。 (3) 清根據查哥夫堿基數據表猜測應是哪兩種堿基配對？ 來源 堿基的相對含量 腺噂吟A 鳥嗦吟G 胞□密噬C 胸腺喘嚏T 人 30.9 19.9 19.8 29.4 牛 27.9 22.7 22.1 27.3 酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9 結合分支桿菌 15.1 34.9 35.4 14.6 結論：A與T配對，G與C配對。 二、DNA的結構 『梳理教材知識?夯實基礎」雙螺旋結構特點

8、(1) DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。DNA的一條單 鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作5, 一端,另一端有一個羥基(-OH), 稱作3' 一端，兩條單鏈走向相反，一條單鏈是從5' 一端到3' —端的，另一條單鏈是從3’ 一端到5' —端的。 (2) DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。 (3) 兩條鏈上的堿基通過鯉連接成堿基對，并且堿基配對具有一定規(guī)律：A(腺嗦吟)一定與 T(胸腺嗜I淀)配對，G(鳥嘿吟)-定與C(胞嗜嚏)配對。堿基之間的這種一一對應的關系，叫作堿基互補配對原則。 『辨析易錯易混?

9、練前清障」DNA中A與T堿基對所占的比例越高，該DNA穩(wěn)定性越強() (1) 一個DNA分子中I個磷酸均與2個脫氧核糖相連()DNA兩條鏈上的堿基通過氫鍵相連() (2) 每個DNA分子中，脫氧核糖數=磷酸數=含氮堿基數() 答案(1)X (2)X ⑶ J (4)V【易錯警示】準確辨析DNA結構中的數量、位置關系及連接方式 每個DNA片段中,1個確袂(脫款核館)與1個 或2個脫氧核糖(磷酸)相連1.量關.1■［每個片段中，海離的碑酸基團有2個 ―A與T間有兩個氫鋌，G與C間有三個氫鋌 L脫氧核梳數=磷酸數=含氮堿基數 單鏈中相鄰戒基：通過脫氧核糠一磷酸一脫氧核|位置關系R糖連接

10、L互補鏈中互補配對的殘基：通過氫鍵相連.|連接方式目氫鍵:連接互補鏈中的互補配對的破基 ~碑酸二街鍵：連接單鏈中相鄰的兩個脫延核苻酸 r思考延伸拓展?強化素養(yǎng)」回答有關堿基互補配對原則應用的問題： 2 鏈 F M G； Q 設DNA 一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據堿基互補配對原則可知，Ai=T2, A2=T1，G. = C?，G2 = C| o請據此完成以下推論： (1) A1+A2=T1+T2； G1+G2 = C1+C2o即：雙鏈中 A=工，G=C, A+G=T+C=A + C=T+G=§A+G+T+C)° 規(guī)律?：雙鏈DNA分子中I票吟傲基總數等于嗟I淀堿基總數，任意兩個

11、不互補堿基之和為堿 基總數的一半。 (2) Ai +Ti =A?+T2； Gi +Ci =G2+C2。 魚并1=苓些=與易' 為相應的堿基總數)C］ +G|_C2+G2_C+G ~N\~= N2 = N規(guī)律二:互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。 (3) ￥：［"與的關系是互為倒數? 規(guī)律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。 a.A 1（4）若祖=。，低=機 則頁=3（。+力）。 規(guī)律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。 三、制作DNA雙螺旋結構模型 [■梳理教材知識?夯實

12、基礎」材料用具 曲別針、泡沫塑料、紙片、扭扭棒、牙簽、橡皮泥、鐵絲等。 1. 制作過程從DNA的基本組成物質磷酸、脫氧核糖、含氮堿基的代表物開始，通過訂書釘連接成基本 單位——脫氧核昔酸模型，然后把“脫氧核甘酸”按一定的堿基順序依次穿在鐵絲上構成一 條“脫氧核甘酸鏈”，用同樣方法制作另一條，再按堿基互補配對方式用訂書釘連接兩條鏈, 最后旋轉。 r思考延伸拓展?強化素養(yǎng)」DNA只含有4種脫氧核昔酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息？ 提示 堿基排列順序的千變萬化，使DNA儲存了大量的遺傳信息。 1. DNA是如何維系它的遺傳穩(wěn)定性的？ 提示 兩條鏈上的減基之間的氫鍵維持了雙螺旋結構的

13、穩(wěn)定等。 梳理網絡要語必背 DNA雙螺旋結構模型的構建九 C、H、O、N、F—|組成元素卜 脫軾核昔酸]—|基本單位| 兩條鏈、反向平行 DNA 的結構- 制作DNA 雙螺旋結 構模型 「材料 用具 制作 方法 外側：脫氧核械 和磷酸交科連接 DNA的雙 一螺旋結構 破基互彳度對原 則的應用 內側:堿基間仃狙 健.堿基足補配對 1. DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。 2. DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。 3. 兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，A —定與T配對，G一定與C配對，堿

14、基之間 的這種?…對應的關系，叫作堿基互補配對原則。 隨堂演練知識落實 1. 沃森和克里克制作的著名的DNA雙螺旋結構模型屬于哪一種模型（）化學模型B.物理模型C.概念模型D.數學模型 答案B下列關于DNA化學組成的說法正確的有（） ① 基本組成單位是脫氧核昔酸②基本組成單位是核糖核昔酸③五碳糖是核糖④五碳糖是脫氧核糖⑤含氮堿基有A、T、G、C四種 ⑥含氮堿基有A、U、G、C四種 A. ①④⑥B.②③⑤C.②③⑥D.①④⑤ 答案D解析 DNA的基本組成單位是脫敢核昔酸，①正確；RNA的基本組成單位是核糖核昔酸， ②錯誤：組成RNA的五碳糖是核糖，③錯誤；組成DNA的五碳糖是脫我核糖

15、，④正確：組 成DNA的含氮堿基有A、T、G、C四種，⑤正確、⑥錯誤。故選D。 2. 下列有關DNA分子結構的敘述，錯誤的是（）雙鏈DNA分子中含有兩個游離的磷酸基團 A. DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在內側只票吟堿基與嗜嚏堿基的結合保證了 DNA分子空間結構的相對穩(wěn)定 B. DNA分子兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構答案B 解析 雙鏈DNA中的脫真核糖和磷酸交替連接，排列在外側。 3. 設某雙鏈DNA的堿基為〃?對，其中腺嗦吟為x個，那么胞嗜嚏的個數為（）B. （2m~x）/2 C. （〃？—2x）/2D. m~x答案D 解析 已知某雙鏈DNA中有城基對，即堿基

16、數為個，其中A為x個，則根據堿基互 補配對原則，T=A=x個，C=G=（2,〃一2丫）/2=小一加下圖是制作DNA雙螺旋結構模型的過程圖，請回答下列問題： 甲 乙丙（1）在制作模型前進行的設計中，甲處應考慮具備—種材料，它們分別是; 其中五邊形材料表示O（2）乙表示的物質是, a位置的元素是o制作一個乙用到了種材料。 （3）由乙連接成丙的過程，需考慮的主要有：兩條鏈中五邊形材料的頂角應呈（填“同向”或''反向”）關系；若一條鏈的下端是磷酸基團，則另一條鏈的上端應該是， 這樣制作的目的是體現DNA雙鏈的特點。 （4）丙到丁過程體現了 DNA分子的特點，丁中排在外側的物質是。 答案（1

17、）6磷酸、脫氧核糖、四種堿基脫氧核糖（2）脫氧核昔酸氧3 （3）反向磷酸基團反向平行（4）（雙）螺旋交替連接的脫氧核糖和磷酸 課時對點練【A組基礎對點練】 題組一 DNA雙螺旋結構模型的構建及制作（2019-河北張家口高一下期末）下列表示某同學制作的脫氧核昔酸結構模型（O表示脫氧 核糖、匚ZI表示堿基、①表示磷酸基團），其中正確的是（） 答案C解析 DNA分子中不含堿基U, A錯誤；磷酸和含氮堿基都連接在脫就核糖上，且分別位于 脫就核糖的兩側，B、D錯誤。 1. 下列關于沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的敘述，錯誤的是（）沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型是建立在DNA是以4種

18、脫氧核昔酸為單位連接 而成的長鏈的基礎上，這4種脫氧核昔酸分別含有A、T、G、C4種堿基威爾金斯和富蘭克林通過對DNA衍射圖譜的有關數據進行分析，得出DNA呈雙螺旋結構 A. 沃森和克里克曾嘗試搭建了多種模型，但都不科學沃森和克里克最后受“腺喋吟（A）的量總是等于胸腺嗜嚏（T）的量；鳥噂吟（G）的量總是等 于胞唯混（C）的量”的啟發(fā)，構建出科學的模型答案B 解析 沃森和克里克以DNA衍射圖譜及有關數據為基礎，推算出DNA呈螺旋結構，B錯誤。 2. 在DNA雙螺旋結構模型搭建實驗中，如果用一種長度的塑料片代表A和G,用另一長度 的塑料片代表C和T,用訂書釘代表氫鍵，由此搭建而成的DNA

19、雙螺旋結構模型（）粗細相同，A與T之間3個釘，C與G之間2個釘 A. 粗細相同，A與T之間2個釘，C與G之間3個釘粗細不同，A與T之間3個釘，C與G之間2個釘 B. 粗細不同，A與T之間2個釘，C與G之間3個釘答案B 解析 在DNA分子中，A—定與T配對，C 一定與G配對，用一種長度的塑料片代表A和 G,用另一長度的塑料片代表C和T,則DNA的粗細相同。A與T之間有兩個氫鍵，G和C 之間有三個氫鍵，依題意，A與T之間以及C與G之間分別釘2個釘、3個釘。 3. 在制作DNA雙螺旋結構模型時，會發(fā)現制成的DNA分子的平而結構像一架“梯子"，那么組成這架“梯子”的“扶手”、“扶手”間的“階梯

20、”、連接“階梯”的鍵依次是（） ①磷酸和脫氧核糖②氫鍵③堿基對④肽鍵A.①②③B.①③②C.③①② D.①③④ 答案B（2020-遼寧師大附中月考）所謂“DNA指紋”，就是把DNA作為像指紋那樣的獨特特征 來識別不同的人。DNA指紋鑒定技術的依據是不同人的DNA中不同的（） A.堿基種類B.脫氧核糖排列順序C.磷酸排列順序D.堿基排列順序 答案D解析 每個DNA分子中都含有A、T、C、G4種堿基，即不同DNA分子中的堿基種類相同， A項錯誤；磷酸、脫敦核糖的排列順序是不變的，它們交替連接排列在外側，構成DNA的 基本骨架，B、C項錯誤。 題組二DNA的結構在DNA的一條單鏈中，相鄰的

21、堿基A與T是通過下列哪種結構連接起來的（） A.氫鍵B.脫敏核糖一磷酸一脫氧核糖C.肽鍵D.磷酸一脫氧核糖一磷酸 答案B下圖表示某同學制作的DNA雙螺旋結構模型的一個片段。其中存在的錯誤有（） A. 3處 B. 5處C. 7處 D. 8處 答案C解析 組成DNA的五碳糖為脫其核糖（共4處錯誤）；構成DNA的堿基中不含尿喘咬；腺嚓 吟通過兩個氫鍵與胸腺噤喘配對：胞哦唆通過三個氫鍵與鳥喋吟配對，共7處錯誤。 4. DNA由反向平行的兩條脫氧核昔酸長鏈組成。如果DNA的一條鏈上某堿基序列是5' —AGCTGCG-3',則另一條鏈與之配對的部分是（） A. 5' —CGCAGCT—3

22、'B. 5' —TCGACGC—3'C. 5' 一AGCTGCG—3'D. 5' —GCGTCGA — 3' 答案A下列有關DNA結構的敘述，錯誤的是（） A. DNA的基本骨架排列在外側DNA具有獨特的雙螺旋結構 B. DNA中，A與U配對，C與G配對遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中 答案C解析DNA中，A與T配對，C與G配對，C錯誤。 5. 如圖是DNA的局部結構示意圖，請據圖回答： （1）圖中有種堿基，有—個完整的脫氧核昔酸單位，有—個游離的磷酸基團。 （2）從主鏈看，DNA的兩條單鏈方向:從堿基關系看，兩條單鏈上的堿基（填"相同"或“互補”）。 （3）圖中的I、2

23、是, 3是, 4、5是,若該DNA片段中的這些結構可任意替換，則可形成種不同的DNA片段。 答案（1）2 4 2 （2）反向平行互補（3）磷酸基團脫氧核糖含氮堿基4【B組綜合強化練】 6. （2019-陜西西安長安一中高二期末）某同學要制作一個DNA片段模型，現準備了 15個堿 基A塑料片、8個堿基T塑料片、40個脫氧核糖塑料片和40個磷酸塑料片，已有堿基數不 再增加，為了充分利用現有材料，還需準備堿基C塑料片（）A. 8 個 B. 24 個 C. 16 個 D. 12 個 答案D解析 DNA分子的基本組成單位是脫虱核昔酸，1分子脫氧核昔酸由1分子磷酸、1分子脫 就核糖和1分子含鼠堿基組

24、成，所以40個脫就核糖和40個磷酸的塑料片能形成20個脫氧核 昔酸對，即20個堿基對。在雙鏈DNA分子中，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則，即 A=T、G=C,所以15個堿基A塑料片、8個堿基T塑料片能形成8個A—T堿基對，且已 有堿基數量不再增加。因此，為了充分利用現有材料，還需準備12個堿基C塑料片，以形 成12個C—G堿基對。故選D。 7. 某生物的城基組成是噂吟堿基占堿基總數的60%,嗟陡堿基占堿基總數的40%,則它不 可能是（）A.棉花B.綿羊 C. T2噬菌體D.煙草花葉病毒答案C 解析 棉花和綿羊體內有DNA和RNA,其喋吟堿基數與嘮喘城基數不一定相等：煙草花葉 病毒只含

25、單鏈RNA,。票吟堿基數和嗦唆堿基數不一定相等；而T2噬菌體只含雙鏈DNA,其 噤吟堿基數和哦咬堿基數一定相等。 8. 如圖所示為DNA的結構示意圖，對該圖的正確描述是（） A. ②和③相間排列，構成了 DNA的基本骨架①②③構成一個胞嘍嚏脫氧核昔酸 B. ④所指堿基占的比例越大，DNA越穩(wěn)定DNA中⑤⑥?⑧依次代表A、G、C、T 答案D解析 DNA的基本骨架是由脫乾核糖和磷酸交替連接而成的，A錯誤；②?⑨組成一個胞唯 咬脫我核昔酸，B錯誤；氫鍵越多，DNA越穩(wěn)定，A與T之間有2個氫鍵，C與G之間有 三個氫鍵，因此C與G所占比例越大，DNA越穩(wěn)定，C錯誤；根據堿基互補配對原則，⑤⑥⑦⑧

26、 依次代表A、G、C、T, D正確。 9. 在一個雙鏈DNA中，堿基總數為〃2,腺I票吟堿基數為〃，G與C之間形成3個氫鍵，A 與T之間形成2個氫鍵。則下列有關敘述正確的是（）脫氧核昔酸數=磷酸數=堿基數 ① 堿基之間的氫鍵數為（3〃? 一 2?）/2一條鏈中A+T的數量為〃 ② G的數量為〃1—〃A.①②③④B.②③④C.③④D.①②③ 答案D解析每個脫柬核昔酸分子都含有一分子磷酸、一分子脫就核糖和一分子堿基，所以脫柬核 昔酸數=磷酸數=堿基數=〃?，①正確；因為A和T之間有2個氫鍵、C和G之間有3個氫 鍵，根據堿基互補配對原則，A=T=〃，則C=G=（m-2n）/2,所以堿基之間的氫鍵數為2〃 + 3（〃?一2〃）/2=（3"7—2〃）/2,②正確，④錯誤；雙鏈DNA中,A=T=〃，則根據堿基互補配 對原則，一條鏈中A+T的數量為〃，③正確。故選D。 10. 分析一個DNA分子時，發(fā)現含有30%的腺喋吟脫氧核昔酸，因此可知該分子中一條鏈 上鳥喋吟含量最大值可占此鏈堿基總數的（）