第2节 DNA分子的结构

“DNA分子的结构和复制”知识归纳1. DNA分子的结构（1）元素组成：C、H、O、N、P等。

（2）基本单位：脱氧核苷酸（4种）。

（3）空间结构：规则的双螺旋结构：①由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成；②外侧的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，碱基排列在内侧；③两条长链上的碱基通过氢键按碱基互补配对原则形成碱基对（A－T，G－C）。

（4）结构特点：稳定性、多样性、特异性。

2. DNA与RNA的比较3. DNA分子的复制（1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。

（2）时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。

（3）场所：主要在细胞核中，其次是在线粒体、叶绿体、原核生物的拟核和质粒中。

（4）条件：模板、原料、能量、酶、一定的温度和适宜的pH等。

（5）复制的“精确性”：DNA的双螺旋结构和碱基互补配对原则。

（6）复制的“差错性”：受外界各种因素的影响，也可能发生差错，这是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。

（7）过程：解旋→合成→延伸和盘绕。

（8）特点：边解旋边复制；半保留复制。

（9）意义：使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持遗传信息的连续性；由于复制发生差错而出现基因突变，从而为生物进化提供选择材料。

4. 转录、翻译和DNA复制的区别5. 有关计算规律（1）DNA分子复制的计算已知某一条全部N原子被标记的DNA分子（0代），转移到含的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下表：（2）蛋白质合成时的计算在蛋白质的合成过程中，以DNA分子两条链中的一条链为模板合成一条信使RNA链，因此，DNA中的碱基数是RNA碱基数的两倍。

翻译时，信使RNA每三个碱基决定一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为：信使RNA3n个碱基数即一条肽链中的氨基酸数：mRNA上的碱基数：DNA上的碱基数＝1：3：6。

第 2 节 DNA 分子的结构学习目标定位：1、描述DNA 双螺旋结构模型的构建过程；2、概率DNA 分子结构的主要特点；3、制作DNA 双螺旋结构模型 探究主题 DNA 双螺旋结构模型的构建 【自主学习】1、 构建者：2、 构建过程【合作探究】1 ．结合教材 P47 — P48 的资料，分析并思考：( l ）沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？( 2 ）沃森和克里克在构建模型的过程中出现过哪些错误？讨论交流他们是如何对待和纠正这些错误的？2 ．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予你哪些启示？探究主题 DNA 分子的结构2、DNA 分子双螺旋结构的特点 （1）由 脱氧核苷酸链按照 方式盘旋成双螺旋结构。

（2）由 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。

（3）碱基互补配对原则： 与T （胸腺嘧啶）配对；G （鸟嘌呤）一定与 配对。

【 合作探究 】1 ．思考在整个双链 DNA 分子中，嘌呤总数是否等于嘧啶总数？在 DNA 分子一条单链1、DNA 的结构层次基本组成元素： 等↓基本组成物质：磷酸、 、含氮碱基↓基本组成单位： （4种）↓DNA 单链：脱氧核苷酸链↓两条DNA 双链：DNA 结构中呢？2 ．仔细分析DNA 分子的双螺旋结构，你认为两条长度相同的双链DNA 分子，其结构上的差异体现在哪里？3 ．试总结DNA 分子结构稳定性的原因。

4 ．认真观察教材P49 图3—11 DNA 分子的平面结构图，你认为DNA 分子同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？典型例题导学【例1】如图为DNA 分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。

请据图回答：（1）从主链上看，两条链平行；从建基关系看，两条单链（2）和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架。

（3）图中有种碱基，种碱基对。

第2节DNA分子的结构注意：本节内容整合了教材第2节和第4节知识梳理一DNA 结构模型的构建1951年前，科学界：DNA分子是以为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有、、、四种碱基。

1951年，威尔金斯：DNA的X射线衍射图谱。

1952年，查哥夫：DNA分中，腺嘌呤（A）的量总是等于；鸟嘌呤（G）的量总是等于。

1953年，沃森和克里克：《核酸的分子结构——》1962年，沃森、克里克、威尔金斯：诺贝尔生理学或医学奖二DNA分子双螺旋结构的主要特点（1）DNA分子是由条链组成的，这两条链按方式盘旋成双螺旋结构。

（2）DNA分子中的和交替连接，排列在，构成基本骨架；排列在内侧。

（3）两条链上的通过连接成，并且碱基配对有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与（）配对；G（鸟嘌呤）一定与（）配对。

碱基之间的这种一一对应的关系，叫。

三DNA中的遗传信息（1）DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在之中；（2）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的性。

（3）是生物体多样性和特异性的物质基础。

四基因和DNA的关系（1）研究表明，一个DNA分子上有多个基因，每一个基因都是特定的，有着特定的。

因此，基因可定义为。

（2）每一个特定的基因，从功能上来说具有特定的，从分子结构上来说具有特定的。

小结：关于“基因的本质”问题的探索，是近150年来，数几代科学家不懈努力的过程。

1866年，孟德尔首次提出生物体内存在决定性状的“遗传因子”；1909年，约翰逊将“遗传因子”改名为“基因”；1909年，摩尔根证明了基因在染色体上；1944年，艾弗里证明了DNA是遗传物质；1952年，赫尔希和蔡斯也证实了DNA是遗传物质。

如今，我们终于弄清楚了基因的本质——具有遗传效应的DNA片段。

基础练习：教材P51《练习》，教材58页《练习》提升训练：《学习评价》P38页第2节、P42页第4节课外作业：制作DNA双螺旋结构模型第3节DNA的复制知识梳理一DNA分子复制的过程1、概念：是指以亲代DNA分子为合成子代DNA的过程。

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。

第2节DNA分子的结构1．体验DNA分子双螺旋结构模型的制作过程，学会制作DNA分子的模型。

2．掌握DNA分子的结构特点并会进行相应的碱基计算。

(重、难点)知识点一DNA分子的结构[学生用书P45]阅读教材P47～P491．DNA双螺旋结构模型的构建2．DNA分子的结构(1)写出下图中各部分的名称①胸腺嘧啶(T)；②脱氧核糖；③磷酸；④碱基对；⑤腺嘌呤(A)；⑥鸟嘌呤(G)；⑦胞嘧啶。

(2)双螺旋结构的特点①DNA分子是由两条链构成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

②DNA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。

碱基配对的规律是：A与T配对，G与C配对。

碱基之间这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。

1．解读DNA结构模型的三个关键(1)数量关系⎩⎪⎨⎪⎧每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个；A—T碱基对之间有两个氢键，G—C碱基对之间有三个氢键；脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数(2)位置关系⎩⎪⎨⎪⎧单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接；互补链中相邻碱基通过氢键相连(3)化学键⎩⎪⎨⎪⎧氢键：连接互补链中相邻碱基；磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸2．利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构3．DNA分子的特性(1)稳定性：①DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；②两条链间碱基互补配对的方式不变。

(2)多样性：不同DNA分子中脱氧核苷酸的数量不同，排列顺序多种多样。

n个碱基对构成的DNA分子中，排列顺序有4n种。

(3)特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。

1．(2020·枣庄滕州高二期末)下列关于DNA分子结构的说法，不正确的是()A．在一个DNA分子中总是含有两个游离的磷酸基团B．DNA分子的基本骨架由“…—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—…”构成C．一个DNA分子的两条单链能结合在一起与氢键的作用密切相关D．DNA分子中G与C所占比例越大，结构越稳定解析：选A。