DNA分子的结构

1 / 5 第2节 DNA分子的结构

一、学习目标

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。

二、教学重点和难点

1.教学重点：制作DNA分子双螺旋结构模型。

2.教学难点：DNA分子结构的主要特点

三、教学方法：讨论法、演示法

四、教学课时：2

五、教学过程

教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图

问题探讨 引导学生思考讨论回答，老师提示。 思考讨论回答 收集资料的能力。

一、DNA双螺旋结构模型的构建成 引导学生阅读课文P47—49。

〖提示〗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）阅读思考

完成旁栏思考题目和思考与讨论 培养学生的自学能力与自我探究能力。

2 / 5 的量总是等于胞嘧啶（C）的量这一碱基之间的数量关系。

2.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。

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。

【作业表单3：单元学习目标与活动设计及检验提示单】

单元学习主题 DNA分子的结构

单元学习目标 1. 知识方面

⑴识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。

⑵DNA分子的平面结构和空间结构。

⑶碱基互补配对原则。

2. 情感态度与价值观方面

⑴认识到与人合作的在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。

⑵认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程

3. 能力方面

⑴制作DNA双螺旋结构模型。

⑵就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的应用。

单元学习活动 引导学生阅读课文P47—49。

〖提示〗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.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。

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。

《DNA分子的结构》习题

一、选择题

1．提出DNA双螺旋结构模型的科学家是（ ）

A．施莱登、施旺 B．沃森、克里克

C．威尔金斯、富兰克林 D．孟德尔、摩尔根

2．决定脱氧核苷酸种类的是（ ）

A. 脱氧核糖 B. 磷酸 C. 腺嘌呤 D. 含氮碱基

3．双链DNA分子中所含的嘌呤必然等于（ ）

A．胸腺嘧啶和胞嘧啶的总数 B．胞嘧啶和鸟嘌呤的总数

C．胸腺嘧啶和腺嘌呤的总数 D．腺嘌呤和胸腺嘧啶的总数

4．下面是四位同学拼制的DNA分子平面结构部分模型，正确的是（ ）

5．在DNA分子一条链中A+T/C+G=a，则其互补链中该比值为（ ）

A．a B．1/a C．1 D．1-1/a

6．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，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．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶

C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶

D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶

7．关于DNA分子结构的叙述，不．正确的是 ( )

A．每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸

B．每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的

C．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基

D．双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶

8.一条双链DNA分子，A和T占全部碱基的38%，其中一条链的碱基中，A占该链的24%，C占该链的26%，那么互补链中的A和C占该链全部碱基的百分比是（ ）

A．12%和26% B．14%和36% C．26%和24% D．24%和30%

9.一个DNA分子片断中有磷酸150个，胸腺嘧啶30个，那么它含有脱氧核苷酸和胞嘧啶分别是（ ）

DNA的分子结构

展开全文

1 DNA的分子大小：106-1010 ：肺鱼1000亿

人类30多亿碱基对，约一米长。

2 DNA的碱基组成

在绝大多数天然DNA分子中，只含有A、G、C、T四种碱基 （但有个别来源的DNA含有其它稀有碱基。如大肠杆菌噬菌体含有5-羟甲基胞嘧啶代之胞嘧啶；枯草杆菌含有尿嘧啶代之胸腺嘧啶；小牛胸腺DNA含有5-甲基胞嘧啶）。

DNA的碱基组成：指A、T、G、C 这四种碱基在DNA分子中的摩尔比例。通过对多种生物DNA的碱基分析，发现DNA碱基组成由一定的规律性，即所谓的碱基定律。这是Chargaff在1950年总结的，也称Chargaff碱基定律。

Chargaff碱基定律。主要内容如下：

在所有DNA中，A=T、G=C，所以A+G=C+T，即嘌呤与嘧啶相等。

不同生物DNA 的碱基组成是不同的。生物的亲缘关系越近，DNA碱基组成越相似。 所以通过测定生物DNA的序列进行生物的分类。

DNA的碱基组成没有组织器官的特异性。即同一生物个体的所有组织器官的DNA 碱基组成都是一样的。

年龄、营养条件、环境的改变不影响DNA的碱基组成。

3 DNA的一级结构

脱氧多核苷酸链中的脱氧核苷酸排列顺序叫DNA的一级结构。

由于生物的遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸的序列之中，所以了解各种生物的DNA的脱氧核苷酸序列，即一级结构是非常重要的。如在2003年，经过国际间合作，科学家完成人类基因组计划，即 30亿个碱基的测序任务，我国承担1%的任务。现在测序技术越来先进，水稻的全序列也已经完成，新的微生物出现后，在很短时间就可分析出全序列，如SARS 病毒的基因序列。

DNA分子主要由dAMP、dTMP、dGMP、dCMP四种脱氧核苷酸组成， 它们是通过3，5磷酸二酯键连接在一起的。即一个脱氧核苷酸的脱氧核糖的3位碳原子的羟基与另一个脱氧核苷酸脱氧核糖的5位碳原子的磷酸基形成的磷酸二酯键。DNA 分子一级结构就是由许多脱氧核苷酸通过3，5磷酸二酯键连接而成的链状结构。脱氧多核苷酸链具有方向性，5’→3’ 或3’→5’。