黑龙江省齐齐哈尔市高中生物 第三章 基因的本质 . dna分子的结构学案（无答案）新人教版必修

第二节DNA分子的结构题目第二节DNA分子的结构第1课时学习目标1．能够概述出DNA分子结构的主要特点和说出DNA作为遗传物质的特性。2.阐明DNA分子中的碱基对的数量和排列规律3.尝试制作出DNA分子的双螺旋结构模型。学习疑问学习建议一、DNA双螺旋结构模型的构建：（一）构建者（二）当时对DNA分子的认识：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A、T、C、G四种碱基，且腺嘌呤（A）的量总是等于的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于的量。（三）模型建立：磷酸——核糖在外，碱基安排在螺旋内部的，碱基配对方式。二、DNA分子的结构特点（一）两条链盘旋成结构。（二）和交替连接，排列在外侧，构成；排列在内侧。（三）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。三、DNA分子的结构（一）基本元素组成：5种元素。（二）基本组成单位：，每个脱氧核苷酸由种小分子化合物构成。（三）由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。（四）两条长链盘旋成双螺旋结构。两条长链的碱基之间靠连接成碱基对，碱基对的形成遵循原则。（五）平面结构图及空间结构10 讨论1：核酸有几种？核酸是由哪些元素组成的？构成核酸的基本单位是什么？RNA与DNA有何区别？讨论2：如下图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：(1)组成DNA的基本单位是_________。(2)图中1、2、6的名称依次为1_________；2_________；6_________。(3)图中8示意的是_________。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为_________。(4)由于解旋酶的作用使_________断裂，两条扭成螺旋的双链解开，若4是胞嘧啶，则3是_________。(5)上述DNA分子彻底水解得到的产物是()A．脱氧核糖、核糖和磷酸B．脱氧核糖、碱基和磷酸C．核糖、碱基和磷酸D．核糖核苷酸、碱基和磷酸(6)基因D与d的根本区别是()A．基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状10 B．基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同C．4种脱氧核苷酸的排列顺序不同D．在染色体上的位置不同(7)如下图，两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是()(8)从生物“适应的相对性”、“基因突变的低频性”可见DNA作为遗传物质其分子结构具有_________性。讨论3：DNA分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。如用在侦察犯罪上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA，在一个温度下水浴加热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA单链会通过氢键连结在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。请完成下列问题：(1)人体DNA的主要载体是________。(2)侦察犯罪的理论基础是：不同个体的DNA分子具有______。重点点拨（方法学习）:一、碱基互补配对原则及推论（一）原则：A—T，G—C，图示为：（二）推论：1、腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。2、嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C=50%。3、不配对的两碱基之和的比值等于1，即（A＋G）/（T＋C）＝（A＋C）/（T＋G）＝1。4、相互配对碱基之和所占比例“三不变”，即在一条链中相互配对碱基之和所占该链碱基的比例，等于其在互补链中的比例，也等于在整个DNA分子中所占比例。规律一：在DNA双链中，一条单链的（A1+T1）/（G1+C1）的值，与另一条互补链的（A2+T2）/（G2+C2）的值是相等的，也与整个DNA分子的（A+T）/（G+C）的值是相等的。10 规律二：在DNA双链中，一条单链的（A1+G1）/（T1+C1）的值，与另一条互补单链的（A2+G2）/（T2+C2）是互为倒数的。二、DNA分子结构的稳定性、多样性和特异性（一）指DNA分子双螺旋结构的相对稳定性。原因有：1、DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。2、碱基配对方式始终不变，即A—T，G—C。（二）构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数量却可以成千上万，设某DNA分子有n对碱基，在DNA上有一个碱基对，此碱基对可能是A—T或T—A或G—C或C—G，即每一个碱基对有4种类型的可能性，故n对碱基的排列顺序是4n，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。（三）特异性：每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。1．DNA彻底水解的产物包括()A．脱氧核苷酸B．核糖、磷酸和A、T、C、G四种碱基C．核糖、磷酸和A、U、C、GD．脱氧核糖、磷酸和A、T、C、G四种碱基2．下图是四位同学制作的DNA分子结构模型，其中正确的是()3．某DNA分子的一条链(A＋G)/(T＋C)＝2，这种比例在其互补链和整个DNA分子中分别是()A．都是2B．0.5和2C．0.5和1D．2和14．同源染色体上的DNA分子之间一般不同的是()A．碱基序列B．碱基种类C．(A＋G)/(T＋C)的比值D．碱基互补配对方式10 5．从某生物组织中提取DNA进行分析，其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A．42%B．27%C．26%D．14%6．下列有关DNA分子的叙述中，错误的是()A．绝大多数生物的遗传信息储存于DNA分子中B．DNA分子中，每个脱氧核糖分子只与1分子含N碱基和1分子磷酸基团相连C．DNA分子中碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性D．DNA分子中碱基对特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性7．下面关于DNA分子结构的叙述正确的是（）A、DNA分子的任一条链中A＝T，G＝CB、每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖C、每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连D、DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接学案答案：问题引导（自主学习）:一、（一）沃森和克里克。（二）脱氧核苷酸，胸腺嘧啶（T），胞嘧啶（C）。（三）双链螺旋，A—T，G—C。二、（一）按反向平行双螺旋。（二）脱氧核糖和磷酸，基本骨架；碱基。（三）氢键。三、（一）C、H、O、N、P。（二）4种脱氧核苷酸，3。（四）反向平行。氢键，碱基互补配对。■诱思讨论（合作学习）讨论1：核酸有两种：核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA。核酸是由10 C、H、0、N、P五种元素组成的。是核苷酸。核苷酸有两大类：一类是构成RNA的基本单位：核糖核苷酸；另一类是构成DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸。讨论2：(1)脱氧核苷酸(2)磷酸基团脱氧核糖碱基对(3)一段脱氧核苷酸链嘌呤=嘧啶(4)氢键鸟嘌呤(5)B(6)C(7)B(8)稳定讨论3：(1)染色体(2)特异性■重点点拨（方法学习）:二、（一）1、磷酸和脱氧核糖，没有。2、A—T，G—C。（二）4，4n，多样性。（三）碱基对排列顺序，特异性。■及时训练（巩固学习）1．D．2．B．3．C．4．A．5．C．6．B．7．D、[课时作业]一、选择题1．下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是(　　)A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基的认知基础上的B．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C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(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)的量的启发，构建出科学的模型2．下列关于碱基互补配对的含义的叙述不正确的是(　　)A．DNA分子中有一个嘌呤就会有一个与之相配对的嘧啶B．DNA分子中一条链的嘌呤数或嘧啶数一定等于另一条链的嘌呤数或嘧啶数C．DNA分子中嘌呤总数一定等于嘧啶总数且各占50%D．DNA分子中任何一种碱基所占的比例是两条单链上该碱基所占比例的平均数3．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10 D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶4．(山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是(　　)5．下列关于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．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基D．某双链DNA分子片段中如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶6．在DNA分子中，碱基A和T通过两个氢键形成碱基对，碱基G和C通过三个氢键形成碱基对。有一个DNA分子中含1000个脱氧核苷酸，共有1200个氢键，则该DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸(　　)A．150个　　B．200个　　C．300个　　D．无法确定7．分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该DNA分子的一条链上鸟嘌呤所占比例的最大值为(　　)A．20%B．30%C．40%D．70%8．(上海高考)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，则(　　)A．能搭建出20个脱氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对10 C．能搭建出410种不同的DNA分子模型D．能搭建出一个4个碱基对的DNA分子片段二、非选择题9．根据下面的DNA分子结构模式图回答问题：(1)写出①～⑥表示的名称：①____________、②____________、③____________、④____________、⑤____________、⑥____________。(2)分析这种结构的主要特点：①构成DNA分子的两条链按______盘旋成双螺旋结构；②DNA分子的基本骨架由________________而成；③DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循________________原则。(3)DNA分子中的碱基有__________种，碱基间配对方式有__________种，但由于______________________，使DNA分子具有多样性；由于__________________，使DNA分子具有特异性。10．下面图甲是用DNA测序仪测出的某DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)，请回答下列问题：(1)据图甲推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是____________个。(2)根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序，推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为__________________(从上往下)。(3)图甲所显示的DNA片段与图乙所显示的DNA片段中的(A＋G)/(T＋C)总是为__________，由此证明DNA分子中碱基的数量关系是__________________。图甲中的DNA片段与图乙中的DNA片段中的10 A/G分别为__________________、__________________，由此说明了DNA分子具有特异性。答案1．选B　沃森和克里克依据威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱及有关数据，推算出DNA分子呈螺旋结构。2．选B　在DNA分子的双链中嘌呤和嘧啶互补配对，DNA分子中一条链的嘌呤数或嘧啶数一定等于另一条链的嘧啶数或嘌呤数。3．选C　一个脱氧核苷酸分子由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。由于组成脱氧核苷酸的含氮碱基只有A、G、C、T四种，所以构成DNA分子的脱氧核苷酸也只有四种，而且碱基互补配对是严格的，只能是A与T配对，G与C配对，碱基之间通过氢键连接，形成碱基对。根据题中“有一对氢键连接的脱氧核苷酸”可知，一定形成碱基对A—T。4．选C　DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5时，互补链中(A＋C)/(T＋G)＝2；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。5．选C　DNA分子的结构单位是脱氧核苷酸，在形成DNA分子时，相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，因此，除DNA分子中处于两端的脱氧核糖之外，其余脱氧核糖上均连接有两个磷酸和一个碱基。6．选B　1000个脱氧核苷酸可组成500对，假如均为A—T，则有1000个氢键，现有1200个氢键，多余的部分为200个，每一个C—G比A—T多一个氢键，因此有C—G200个。7．选C　根据碱基互补配对原则，可知该DNA分子中鸟嘌呤占碱基总数的(1－30%×2)÷2＝20%，故双链中G＋C＝40%，推知单链中G＋C＝40%。一般情况下，DNA双链上都应有G分布，所以G＜40%，但也有一种极端情况是G集中分布在一条链上(无C)，而另一条链上没有G(只有C)，所以该DNA分子一条链上鸟嘌呤所占比例的最大值为40%。8．选D　每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖数＝磷酸数＝碱基数，因脱氧核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键时还需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物是14个，故最多只能搭建出14个脱氧核苷酸。DNA分子的碱基中A＝T、C＝G，故提供的4种碱基最多只能构成4个C—G碱基对和3个A－T碱基对，但由于脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键时还需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物，故7个碱基对需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物是14＋12＝26(个)。设可搭建的DNA片段有n个碱基对，按提供的脱氧核糖和磷酸之间的连接物是14个来计算，则有14＝n×2＋(n－1)×2，得n＝4，故能搭建出44种不同的DNA分子模型。10 9．(1)胸腺嘧啶　胞嘧啶　腺嘌呤　鸟嘌呤　脱氧核糖　磷酸(2)①反向平行　②脱氧核糖与磷酸交替连接　③氢键　碱基互补配对　(3)4　2　不同的DNA分了中碱基对排列顺序千变万化每个DNA分子具有特定的碱基对排列顺序10．解析：(1)图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个，根据碱基互补配对原则，其互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)看清楚图甲中各列所示的碱基种类是读出脱氧核苷酸链碱基序列的关键。(3)在双链DNA分子中，因为碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数；不同的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)、A/G、T/C是不同的，体现了DNA分子的特异性。答案：(1)5　(2)CCAGTGCGCC　(3)1　嘌呤数等于嘧啶数　1/1　1/410