2021_2021学年高中生物第3章基因的本质第2节DNA分子的结构学案新人教版必修.doc

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1、第2节DNA分子的结构课时素养目标1.基于对DNA分子结构的认识,动手制作DNA分子结构模型。(科学思维)2.通过对DNA分子结构的分析,归纳DNA分子结构的主要特点及碱基间的数量关系。(生命观念、科学思维)必备知识自主学习答案解析P163一、DNA双螺旋结构模型的构建1.构建者:。2.构建过程:3.模型的特点及意义:沃森和克里克制作的DNA分子双螺旋结构模型属于哪种模型?二、DNA分子的结构1.平面结构:基本组成元素物质,基本单位,共4种DNA2.空间结构:(1)名称:结构。(2)特点:组成两条链按方式盘旋成双螺旋结构基本骨架和交替连接内侧碱基互补配对两条链上的碱基通过形成,且T()一定与配

2、对,C()一定与配对在一个双链DNA分子中,若碱基对数为n,已知A有m个,则该DNA分子中氢键总数是多少?三、制作DNA双螺旋结构模型某学习小组,利用材料制作了DNA双螺旋结构模型,请将合理的制作顺序排列起来:。组装脱氧核苷酸模型组成多核苷酸长链制作若干个磷酸、碱基和脱氧核糖获得DNA分子的立体结构 制作DNA分子的平面结构关键能力合作学习答案解析P163知识点一DNA分子的结构和特点1.DNA分子的结构:(1)数量关系:游离磷酸基团:每个DNA分子片段有2个。氢键:A-T之间有2个,G-C之间有3个。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”

3、连接。双链间:相邻碱基通过氢键相连。(3)化学键:氢键:连接互补链中配对的碱基。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.DNA分子的特点:多样性碱基排列顺序是千变万化的特异性每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序,蕴藏着特定的遗传信息稳定性DNA分子中,磷酸与脱氧核糖交替连接方式不变两条链间碱基互补配对方式不变拓展探究:(1)DNA分子是由C、H、O、N、P五种元素组成的,请你根据学过的知识列举3种由C、H、O、N、P五种元素组成的小分子化合物。(科学思维)(2)DNA分子由四种脱氧核苷酸组成,因此某同学认为DNA分子水解时得到的产物一定是四种脱氧核苷酸,该观点正确吗?为

4、什么?(科学思维)如图是DNA分子的局部组成示意图。下列叙述错误的是()A.图中有2种碱基,有2个游离的磷酸基团B.从主链上看,两条单链反向平行C.图中的代表的是脱氧核糖D.如果是腺嘌呤,则是胞嘧啶【审答误区】本题常见错因易把“种”和“个”弄混:本题图中有4个碱基,但形状是2种,因此图中有2种碱基,而不是4种碱基。(2020浙江7月选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是()A.表示胞嘧啶B.表示腺嘌呤C.表示葡萄糖D.表示氢键知识点二DNA分子中碱基数量的计算规律1.在DNA双链中,嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。2.互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同

5、,即若在一条链中=m,则在互补链及整个DNA分子中=m。3.非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中=a,则在其互补链中=,而在整个DNA分子中=1。4.某种碱基在DNA分子中所占比例,等于这种碱基在DNA每条链中所占比例和的平均数。如DNA中A占n%,则=n%。真核细胞某DNA分子中碱基A占全部碱基的30%,下列叙述正确的是()A.该DNA一定存在于细胞核内的染色体上B.该DNA的一条链中,(C+G)(A+T)=32C.该DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过氢键连接D.该DNA分子中,(A+G)(T+C)=11【审答误区】染色体DNA染色体

6、主要由DNA和蛋白质组成,细胞核DNA位于染色体上,原核生物、DNA病毒和细胞质DNA不位于染色体上,但不论哪种DNA,都携带遗传信息。【方法规律】DNA分子中有关碱基比例计算的三个步骤第一步:弄清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例,还是占DNA分子一条链上的碱基的比例。第二步:画一个DNA分子模式图,并在图中标明已知的和所求的碱基。第三步:根据碱基互补配对原则和相关规律进行计算。 下列对双链DNA分子中碱基数量的计算,不正确的是()A.若一条链中G占该链碱基总数的20%,则另一条链中G也占该链碱基总数的20%B.若一条链中AT=34,则另一条链中AT=43C.若一条链中A

7、+G/C+T=1/2,则另一条链中A+G/C+T=2D.若一条链中A+T/C+G=1/2,则另一条链中A+T/C+G=1/2核心素养情境探究答案解析P164【实验情境】在搭建DNA分子模型的实验中,若有4种碱基塑料片共20个,其中4个C,6个G,3个A,7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个,脱氧核糖塑料片40个,磷酸塑料片100个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖和碱基之间的连接物若干。探究:(1)利用上述物品能搭建出一个含4个碱基对的DNA分子片段吗?为什么?(科学探究)(2)利用上述物品搭建尽可能多的DNA分子片段中最多含有多少个氢键?最少含有多少个氢键?(科学探究)课堂检测素养达标答案

8、解析P1641.基于对DNA分子结构的理解,下列叙述错误的是。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在DNA分子中一定存在如下关系C=T,A=G双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,形象地反映了DNA的结构由于碱基互补配对,DNA分子中碱基A和G的数量之和一定占碱基总数的50%双链DNA分子中,A+T=G+C2.某同学制作的碱基对模型如图,对其分析中正确的是()A.模型中的圆圈表示磷酸基团B.模型中的五边形表示核糖C.模型中的A和T之间的双线表示磷酸二酯键D.模型中的A表示腺苷3.(2020南阳高一检测

9、)已知在甲DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)=m,乙DNA分子中一条单链中的(A+T)/(G+C)=n,分别求甲、乙两DNA分子中各自的另一条链中对应的碱基比例分别为()A.m、1/nB.m、1C.1/m、nD.1、n4.若DNA分子中一条链的碱基比为ACGT=11.522.5,则互补链中的嘌呤与嘧啶的比为()A.54B.43C.32D.525.(2020北京高一检测)在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%,其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%,则另一条链中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的()A.24%,22%B.22%,28%C.

10、26%,24%D.23%,27%6.在DNA分子模型的构建实验中,若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段,那么使用的订书钉个数为()A.58B.78C.82D.88第2节DNA分子的结构一、1.沃森和克里克2.脱氧核苷酸DNA衍射图谱外部骨架相同碱基A=T,G=CTC3.稳定的直径A、T、G、C复制X射线衍射【问答】提示:物理模型。二、1.C、H、O、N、P碱基脱氧核糖磷酸脱氧核苷酸2.(1)双螺旋(2)反向平行脱氧核糖磷酸碱基氢键碱基对胸腺嘧啶A(腺嘌呤)胞嘧啶G(鸟嘌呤)【问答】提示:3n-m。三、知识点一【思考探究】(1)提示:磷脂、

11、ATP、核苷酸。(2)提示:不正确。DNA分子初步水解的产物是四种脱氧核苷酸;彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基。【典例示范】D分析题图可知,图中含有2种碱基,2个游离的磷酸基团,A正确;从主链上的脱氧核糖来看,两条单链反向平行,B正确;图中的代表的是DNA中的五碳糖即脱氧核糖,C正确;如果是腺嘌呤,而与之互补配对的碱基是胸腺嘧啶T,D错误。【类题精练】D本题主要考查DNA分子的结构。根据图示分析,表示T(胸腺嘧啶),表示C(胞嘧啶),表示脱氧核糖,表示氢键。知识点二【典例示范】D真核细胞的DNA分子主要存在于细胞核中,少量分布于线粒体和叶绿体中,A错误;DNA分子中A=T=30%,

12、则G=C=(1-60%)/2=20%,则(C+G)(A+T)=23,DNA一条链及其互补链的(C+G)(A+T)的值均等于整个DNA分子的该比值,即该DNA的一条链中,(C+G)(A+T)=23,B错误;DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过磷酸二酯键连接的,C错误;DNA分子中,A=T,G=C,因此(A+G) (T+C)=11,D正确。【类题精练】A 若一条链中G占该链碱基总数的20%,但另一条链中G不能确定,A错误;若一条链中A1T1=34,由于A1=T2,T1=A2,则另一条链T2A2=34,B正确;若一条链中A1+G1/C1+T1=1/2,由于A1=T2,T1=A2,C1=G2,G

13、1=C2,则T2+C2/G2+A2=1/2,因而A2+G2/C2+T2=2,C正确;若一条链中A1+T1/C1+G1=1/2,由于A1=T2,T1=A2,C1=G2,G1=C2,则另一条链中A2+T2/C2+G2 =1/2,D正确。(1)提示:能;搭建一个含4个碱基对的DNA分子片段,需要13个脱氧核糖和磷酸之间的连接物。(2)提示:12个;9个。1.【解析】选。U(尿嘧啶)只存在于RNA中,DNA中含有的是T(胸腺嘧啶),错误;在DNA分子双链上,A和T配对,C与G配对,一定存在A=T,G=C,错误;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,错误;沃森和克

14、里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧,碱基对在内侧,正确;由于碱基互补配对,DNA分子中A=T、C=G,碱基A和G的数量之和一定占碱基总数的50%,正确;双链DNA分子之间遵循碱基互补配对原则(A=T、C=G),因此A+G=T+C,错误。2.A图中含有碱基T,为脱氧核苷酸对,因此模型中的五边形表示脱氧核糖,圆圈表示磷酸基团;模型中的A和T之间的双线表示氢键;模型中的A表示腺嘌呤。3.C4.B5.C由于:A+T=A1+T1=54%,同时T1=28%,所以:T2=A1=26%;同理:G+C=G1+C1=1-(A+T)=1-54%=46%,同时G1=22%,所以:G2=C1=24%,所以C正确。6.C每个脱氧核苷酸的三部分间需要2个订书钉,每条链上的10个脱氧核苷酸间需要9个订书钉,两条链间的6对A-T和4对G-C间各需要12个订书钉,所以构建该DNA片段共需要订书钉数量为29(102+9)+29(102+9)+12+12=82个。- 9 -