第三章第二节DNA分子的结构

第2节DNA分子的结构学习目标 1.体验DNA分子双螺旋结构模型的制作过程，领悟模型方法在研究中的应用。

2.说出DNA分子结构的主要特点，举例说明碱基互补配对原则。

素养要求 1.科学思维：思考在DNA分子中碱基的比例和数量之间的规律，总结有关碱基计算的方法和规律。

2.科学探究：动手制作模型，培养观察能力、空间想象能力、分析和理解能力。

一、DNA双螺旋结构模型的构建1．构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。

2．过程拓展提升DNA双螺旋模型构建的意义DNA双螺旋模型的构建，引发了一门称为“分子生物学”的新科学的诞生；它为破译生物的遗传密码提供了依据，导致遗传工程学的出现。

用人工的方法将生物体内的DNA分离出来，重新组合搭配，再放回生物体内，创造新的品种，成为本世纪下半叶最活跃的领域。

例如抗棉铃虫棉花等。

1954年4月DNA双螺旋结构提出后，整个生物学界呈现出少有的五彩缤纷的景象，被认为是20世纪以来生物科学中最伟大的成果，是生物学史上的一个新纪元，为生物科学、农业科学、医学的发展开辟了新天地。

(1)威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构()(2)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型中，磷酸—脱氧核糖骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部()(3)沃森和克里克研究DNA 分子的结构时，运用了构建物理模型的方法( )答案 (1)× (2)√ (3)√二、DNA 分子的结构双螺旋结构特点(1)DNA 分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

(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；碱基排列在内侧。

(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定规律：A 与T 配对，G 与C 配对。

碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。

(1)DNA 中A 与T 碱基对所占的比例越高，该DNA 稳定性越强( )(2)一个DNA 分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连( )(3)DNA 两条链上的碱基通过氢键相连( )(4)每个DNA 分子中，脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√易错警示 准确辨析DNA 结构中的数量、位置关系及连接方式回答有关碱基互补配对原则应用的问题：设DNA 一条链为1链，互补链为2链。

2022-2022年高中生物人教版必修2 第3章第2节DNA 分子的结构选择题DNA指纹技术是法医物证学上进行个人认定的方法，人的DNA “指纹”是指DNA的（）A.双螺旋结构B.磷酸和脱氧核糖的排列顺序C.碱基配对原则D.脱氧核苷酸的排列顺序【答案】D【解析】A、一般情况下，不同生物的DNA分子都具有双螺旋结构，A不符合题意；B、不同生物的DNA分子中，磷酸和脱氧核糖的排列顺序相同，不是DNA“指纹”，B不符合题意；C、不同生物的DNA分子中，碱基互补配对方式都相同，不是DNA“指纹”，C不符合题意；D、DNA“指纹”是指DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，因为不同DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序不同，D符合题意。

故答案为：DDNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序。

选择题实验证实基因位于染色体上的科学家和揭示出DNA分子是双螺旋结构的科学家分别是（）A.孟德尔、摩尔根B.萨顿、沃森和克里克C.萨顿、艾弗里D.摩尔根、沃森和克里克【答案】D【解析】摩尔根通过果蝇眼色杂交实验证明基因在染色体上；沃森和克里克运用构建物理模型的方法创建了DNA分子双螺旋结构模型。

故答案为：D摩尔根通过果蝇杂交实验证实基因位于染色体上DNA双基因螺旋结构模型构建1、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关其数据2、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。

3、1952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).4、1953年沃森和克里克发表文章《核酸的分子结构模型－脱氧核糖核酸的一个结构模型》选择题下图为某同学在学习DNA的结构后制作的含有两个碱基对的DNA片段（“○”代表磷酸基因），下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（）A.甲说：“物质组成和结构上没有错误”B.乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”C.丙说：“有多处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”D.丁说：“如果说他画的是RNA双链，则该图就是正确的”【答案】C【解析】DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；不含碱基U，而是含有碱基T；两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸之间通过磷酸二酯键连接。

DNA分子的结构一、DNA双螺旋结构模型的构建1．模型名称：DNA双螺旋结构模型。

2．构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。

3．模型构建历程二、DNA分子的结构1．DNA的结构层次基本组成元素：C、H、O、N、P↓基本组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基↓基本组成单位：脱氧核苷酸(4种)↓DNA单链：脱氧核苷酸链↓两条DNA双链：DNA双螺旋结构2．DNA分子双螺旋结构的特点(1)两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

(2)②脱氧核糖和①磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。

(3)碱基互补配对原则：⑤A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与⑦C(胞嘧啶)配对。

一、DNA双螺旋结构模型的构建1．仔细阅读教材P47～48沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的故事，探究下列问题：(1)沃森和克里克在构建模型的过程中，借鉴利用了他人的哪些经验和成果？提示：①当时科学界已发现的证据；②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的X射线衍射图谱；③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。

(2)沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？提示：①将碱基置于螺旋外部。

②以相同碱基进行配对连接双链。

2．判断正误(1)在DNA模型构建过程中，沃森和克里克曾尝试构建三螺旋结构模型。

(√)(2)沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。

(√)二、DNA分子的结构1．观察教材P49图3－11，结合制作模型体验，探讨下列问题：(1)DNA分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？提示：同一条链中连接相邻两个碱基的结构是—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—；两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。

(2)运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的值相同吗？在DNA分子的一条链中是否存在同样的规律？提示：①相同。

第3章基因的本质第2节DNA分子的结构班级: ________ 姓名: __________ 小组: _______ 评价: __________【学习目标】1.阅读教材P47“DNA双螺旋结构模型的构建”，了解科学家构建模型的研究历程，体验持之以恒的奋斗精神。

2.结合教材49页图文，准确描述DNA分子的双螺旋结构模型的特点。

3.能解答DNA结构相关的计算题。

【重点难点】重点：1.DNA分子的双螺旋结构模型的特点。

2.DNA分子结构的有关计算规律。

难点：DNA分子结构的有关计算规律。

问题记录【导学流程】一、基础感知★一、DNA双螺旋结构模型的构建和主要特点★阅读教材47-48页，独立思考，完成下列1-2：1.构建者：美国生物学家____________________和英国物理学家___________________。

过程：2.DNA分子的结构(1)写出图中各部分的名称：1______________；2______________；3______________；4__________；5_______________；6_______________ ；7_______________；(2)从图中可以看出，和A 配对的一定是T ，和G 配对的一定是C ，碱基对之间靠________连接。

其中A －T 之间是________个氢键，G －C 之间是________个氢键。

(3)双螺旋结构特点①DNA 分子是由两条链构成的，这两条链按__________方式盘旋成双螺旋结构。

②DNA 分子中的_______交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；_______排列在内侧。

③两条链上的碱基通过________连接成碱基对。

碱基配对的规律是：________与T 配对，________与C 配对。

碱基之间的这种一一对应的关系，叫做________________原则。

★二、DNA 双螺旋结构有关的计算规律★3.结合DNA 分子双螺旋结构的特点，归纳有关计算规律：（1）腺嘌呤与_______嘧啶相等，鸟嘌呤与________相等，即A ＝________，G ＝_______。

第3章 基因的本质第2节 DNA 的结构教案教学目标的确定课程标准的要求是：概述DNA 分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息，根据上述要求和建议，本节课教学目标确定如下：1、概述DNA 分子的结构的主要特点2、制作DNA 分子的双螺旋结构模型3、讨论DNA 双螺旋结构模型构建历程教学实际思路首先将中关村标志性建筑DNA 双螺旋雕塑介绍给同学们，引起学生的学习兴趣，接下来讲解DNA 双螺旋结构模型的探索历程，说明最终是由沃森和克里克提出，并将DNA 的结构特点介绍给同学们，同时介绍DNA 的三个特性，最后，让同学们学习制作DNA 双螺旋结构模型。

情景引入 DNA 双螺旋结构模型的构建DNA 的结构 中关村标志性建筑。

掌握DNA 的结构特点。

查哥夫的研究成果。

DNA 的特性 熟悉DNA 的3个特性。

制作DNA 双螺旋结构模型。

沃森和克里克构建模型。

DNA 的Ｘ射线衍射图谱。

结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。

某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的数量占18％，那么鸟嘌呤的数量占（）A．9％ B．18％ C．32% D．36％答案：C三、DNA的特性师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。

①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DAN分子的稳定性。

②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。

如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有种。

实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。

③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。

听讲。

人教版必修二第三章第2节《DNA分子的结构》六、教学流程教师同时引导学生分析DNA的结构层次并板书（优教提示：打开素材动画演示：DNA的基本组成单位）组成元素：C、H、O、N、P碱基有几种呢？分别是什么？在我们的材料中这四种碱基是用不同的颜色代表的，教师板书四种碱基对应的颜色A--绿色G--蓝色C--红色T--黄色这三种小分子连接起来就组成了DNA的基本单位，请大家书写脱氧核苷酸的结构简式。

教师同时板书脱氧核苷酸都写的非常好！现在请大家按照刚才的书写，制作几种不同类型的脱氧核苷酸。

（教师巡视教室，指导学生）待学生制作完毕，幻灯片播放：探究任务1：脱氧核苷酸之间如何相的。

学生回答4：4种学生从桌子上的材料中找出这三种小分子学生回答：四种。

分别是A、G、C、T学生用不同颜色的材料对应不同的碱基。

邀请学生到黑板上书写脱氧核苷酸的结构简式学生边讨论边制作脱氧核苷酸的模型。

学生思考第一个问题，培养学生的的观察能力和分析问题的能力。

通过自己书写以及动手制作，加深对脱氧核苷酸结构的理解。

为学生的自主探连呢？讨论（1）可以在脱氧核苷酸的哪些部位把它们连接起来？（2）结合课本图，给出正确的连接部位非常好！我们提出的这几种连接方式都有可能，到底哪一种是正确的？请大家仔细观察课本图3-11，找出正确的连接方式。

教师总结，在脱氧核糖和磷酸之间会形成一个化学键，把一个个的脱氧核苷酸连接起来形成脱氧核苷酸长链。

这个化学键叫磷酸二酯键。

现在请大家利用手中的材料先制作一条脱氧核苷酸链的模型。

教师板书：脱氧核苷酸长链并巡视教室，指导学生制作脱氧核苷酸链的模型教师提问：DNA分子有几条链？我们制作另外一条链时应注意些什么呢？引出第二个探究任务，并用幻灯片展示探究任务2：DNA分子的两条脱氧核苷酸链具有什么联系教师幻灯片展示两条相同的脱氧核并踊跃发言，提出可能的连接部位：磷酸与磷酸之间、碱基与碱基之间、碱基与磷酸之间、磷酸与脱氧核糖之间、碱基与脱氧核糖之间等等。

18-19 第3章第2节DNA分子的结构内侧碱基之间通过氢键连接；遵循碱基互补配对原则，即T(胸腺嘧啶)一定与[⑥]腺嘌呤配对，C(胞嘧啶)一定与[⑦]鸟嘌呤配对1．判断对错(1)组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所含的碱基是A、U、G、C。

()(2)在DNA分子中一定存在如下关系C===T，A===G。

()(3)双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。

()提示：(1)×U(尿嘧啶)只在RNA中含有，DNA中含有的是T(胸腺嘧啶)。

(2)×在DNA分子双链上，A和T配对，C与G配对，一定存在关系：A ＝T，G＝C。

(3)×双链DNA分子中大多数磷酸与2个五碳糖连接，位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。

2．下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是()【导学号：77782080】A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像B．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型C．查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D．富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量B[根据发展史可知，沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型。

] 3．如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是()A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或bB．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个C．相邻脱氧核苷酸之间通过化学键③连接起来D．从碱基上看，缺少的碱基是TA[图中所示a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个；③表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。

][合作探究·攻重难]DNA分子的结构如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：[思考交流]1．图中的1、2、5、7的名称分别是什么？提示：1是碱基对、2是一条脱氧核苷酸单链片段、5是腺嘌呤脱氧核苷酸、7是氢键。