高中生物必修2第3章第2节DNA中碱基计算的一般规律
高中生物人教2019必修第二册学案第3章第2节DNA的结构
第2节DNA的结构学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1．概述DNA结构的主要特点。
2．通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。
3．制作DNA双螺旋结构模型。
1．DNA双螺旋结构的主要特点：①两条脱氧核苷酸链反向平行；②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；③碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。
2．双链DNA分子中，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。
3．互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。
[主干知识梳理]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．构建历程3．新模型的特点及意义二、DNA的结构项目特点整体结构由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架碱基配对两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧并且遵循碱基互补配对原则：A与T配对、G与C配对三、制作DNA双螺旋结构模型1．目的要求：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。
2．制作程序[边角知识发掘]1．下图为DNA的结构模式图，据图回答有关问题：(1)写出图中相应序号表示的物质或结构：①胸腺嘧啶；②脱氧核糖；③磷酸；④胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸；⑤胞嘧啶；⑥腺嘌呤_；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶。
(2)脱氧核糖中的1′C是指与碱基相连的碳，5′C是指与磷酸基团相连的碳。
(3)从图中看出DNA两条链是反向平行的依据是：从双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链则是从3′端到5′端的。
2．在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英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱；③奥地利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。
第3章第2节DNA分子的结构训练案
第3章 第2节DNA 分子的结构 训练案DNA 碱基计算的一般规律1. DNA 双链中，互补碱基的数量相等 (A=T 、C=G) ；DNA 单链中，互补碱基的数量不一定相等 （A ≠ T 、C ≠ G ）2. 双链DNA 分子中两组不互补碱基对的碱基之和的比值为1，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
（A+G ）/（T+C ）=1 即 A+G = T+C将C 跟G 等量替换得到：（A+C ）/（T+G ）=1 即 A+C = T+G①双链DNA 分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1∵A=T ， C=G∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1②双链DNA 分子中A+T/G+C 值等于其中任何一条单链中的A+T/G+C 值。
n CG T A C G T A C G T A =++=++=++22221111 推断过程：③双链DNA 分子中，互补的两条单链中的A+G/T+C 值互为倒数。
即两组不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数。
n C T G A =++1111 n C T G A 12222=++ 推断过程：④双链DNA 分子中，A+T 占整个双链DNA 分子碱基总数的百分比等于其中任何一条单链中A+T 占该单链碱基总数的百分比。
%222222111111m CG T A T A C G T A T A C G T A T A =++++=++++=++++ %222222111111m CG T A C G C G T A C G C G T A C G =++++=++++=++++ 推断过程一、单项选择题：1. 在真核生物中，DNA 主要位于（ ）A. 细胞核B. 核糖体C. 细胞质D. 组蛋白2. 下列有关遗传物质的叙述，正确的是（ ）A. DNA 是一切生物的遗传物质B. 真核细胞的DNA 都以染色体为载体C.核酸是一切生物的遗传物质D. 遗传物质在亲代和子代之间传递性状3. 决定DNA 分子有特异性的因素是（ ）A. 两条长链上的脱氧核苷酸与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的B. 构成DNA 分子的脱氧核苷酸只有四种C. 严格的碱基互补配对原则D. 每个DNA 分子都有特定的碱基排列顺序4. 某双链DNA 分子片段中共含有含氮碱基1400个，其中一条单链上(A+T)︰(C+G)= 2︰5。
有关碱基计算的规律
有关碱基计算的十七规律在高中学生学习生物必修第二册的《DNA的分子结构与复制》等内容时，与DNA碱基相关的计算内容很多，而且也很杂，学生不容易掌握。
为了使学生对与DNA有关的计算清晰明了，笔者在教学之余，进行了深入地探索与总结，希望有助于读者参考。
具体总结如下：1．已知双链DNA中某一种碱基数量，占碱基总数的比例，求其它各种碱基的数量？例1：已知某一双链DNA中腺嘌呤有1880个，占碱基总数的比例为10%，求其它各种碱基的数量？解析：在双链DNA中，腺嘌呤有1880个，占碱基总数的比例为10%，那么碱基总数为1880÷10%=18800个。
由于遵循碱基互补配对原则，总是有A=T,G=C的规律。
A=1880个，那么T=1880个。
(G+C)=18800－(A+T)=18800-3760=15040个，由于G=C,则G=7520,C=7520.规律总结：已知双链DNA中某一种碱基数量，占碱基总数的比例，求其它各种碱基的数量时，碱基总数=某一种碱基数量÷该碱基占总碱基的比例；再根据由于遵循碱基互补配对原则，总是有A=T,G=C的规律，求出其它各种碱基在该DNA分子中的数量。
2．已知双链DNA中某一种碱基占碱基总数的比例，求其它某种碱基在整个双链DNA的比例,以及该碱基在某一条单链中的最大值和最小值？例2:已知双链DNA中腺嘌呤占碱基总数的28%，求胞嘧啶在整个双链DNA的比例,以及该碱基在某一条单链中的比例最大值和最小值分别是多少？解析：在双链DNA中，由于遵循碱基互补配对原则，总是有A=T,G=C的规律,而且A+G+C+T=100%=1,则A+G=C+T=A+C=G+T=1/2×碱基总数。
已知A=28%，则在整个双链DNA中有C=50%－A=50%－28%=22%.又由于C在整个双链中有22%，在其中一条单链中的最大值，即C 全部在这条单链上，此时，该单链的碱基总数却只有整个双链DNA的一半，所以C在其中一条单链中的最大值，就是C在整个中的比例的2倍，即44%。
必修2第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系
必修2第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系年级⾼⼆学科⽣物版本⼈教新课标版课程标题必修⼆第三章第2－4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系编稿⽼师马学春⼀校黄楠⼆校林卉审核于泗勇⼀、学习⽬标：1. 掌握DNA分⼦的基本单位、核苷酸的种类、碱基的种类、元素的种类；DNA分⼦的平⾯结构和空间结构；碱基互补配对原则。
2. 概述DNA分⼦的复制。
3. 说明基因是有遗传效应的DNA⽚段。
⼆、重点、难点：重点：DNA分⼦结构；DNA分⼦复制的条件、过程和特点；基因与DNA的关系，DNA 分⼦的多样性和特异性。
难点：DNA分⼦结构的主要特点；DNA分⼦复制的过程；遗传信息多样性的基础。
三、考点分析：内容要求DNA分⼦结构的主要特点ⅡDNA中遗传信息的多样性Ⅱ基因与DNA的关系ⅠDNA分⼦复制的过程Ⅱ在⾼考中，常将DNA分⼦的结构与细胞分裂、变异等内容综合在⼀起出题考查，这种⽅式是对DNA知识考查的新⽅向。
但考查的基础仍然是分⼦结构的特点，及DNA分⼦复制过程中的原料等知识。
同学应该注重基础，深⼊理解，以不变应万变是化解难度、解决问题的关键。
⼀、DNA分⼦的结构：1. 两条长链反向平⾏盘绕形成规则的双螺旋结构（1）两条长链反向平⾏。
（2）外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列，形成基本⾻架。
（3）内部为碱基互补配对。
碱基之间的配对⽅式：A与T配对，G与C配对。
（A—T、G—C，且AT间两个氢键连接，CG间三个氢键连接）2. 结构特点：①稳定性：DNA分⼦的两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条长链之间碱基互补配对的⽅式是稳定不变的，从⽽导致了DNA分⼦的稳定性。
②多样性：DNA分⼦中的碱基相互配对原则不变，但碱基对的排列顺序千变万化（例：4种），构⼀个最短的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4000成了DNA分⼦的多样性。
③特异性：每个DNA分⼦都具有特定的碱基排列顺序，这就构成了DNA分⼦的特异性。
有关碱基计算的规律
有关碱基计算的十七规律在高中学生学习生物必修第二册的《DNA的分子结构与复制》等内容时，与DNA碱基相关的计算内容很多，而且也很杂，学生不容易掌握。
为了使学生对与DNA有关的计算清晰明了，笔者在教学之余，进行了深入地探索与总结，希望有助于读者参考。
具体总结如下：1．已知双链DNA中某一种碱基数量，占碱基总数的比例，求其它各种碱基的数量？例1：已知某一双链DNA中腺嘌呤有1880个，占碱基总数的比例为10%，求其它各种碱基的数量？解析：在双链DNA中，腺嘌呤有1880个，占碱基总数的比例为10%，那么碱基总数为1880÷10%=18800个。
由于遵循碱基互补配对原则，总是有A=T,G=C的规律。
A=1880个，那么T=1880个。
(G+C)=18800－(A+T)=18800-3760=15040个，由于G=C,则G=7520,C=7520.规律总结：已知双链DNA中某一种碱基数量，占碱基总数的比例，求其它各种碱基的数量时，碱基总数=某一种碱基数量÷该碱基占总碱基的比例；再根据由于遵循碱基互补配对原则，总是有A=T,G=C的规律，求出其它各种碱基在该DNA分子中的数量。
2．已知双链DNA中某一种碱基占碱基总数的比例，求其它某种碱基在整个双链DNA的比例,以及该碱基在某一条单链中的最大值和最小值？例2:已知双链DNA中腺嘌呤占碱基总数的28%，求胞嘧啶在整个双链DNA的比例,以及该碱基在某一条单链中的比例最大值和最小值分别是多少？解析：在双链DNA中，由于遵循碱基互补配对原则，总是有A=T,G=C的规律,而且A+G+C+T=100%=1,则A+G=C+T=A+C=G+T=1/2×碱基总数。
已知A=28%，则在整个双链DNA中有C=50%－A=50%－28%=22%.又由于C在整个双链中有22%，在其中一条单链中的最大值，即C 全部在这条单链上，此时，该单链的碱基总数却只有整个双链DNA的一半，所以C在其中一条单链中的最大值，就是C在整个中的比例的2倍，即44%。
高中生物人教版2019必修2第3章第2节DNA的结构课件
[在应用中落实]
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
分子以 4 种脱氧核苷酸(碱基为 A、T、G、C)为单位连接
而成的长链的基础上
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
的是
()
解析：A 项图中两条链没有反向平行；DNA 分子的外侧是 磷酸和脱氧核糖交替连接构成 DNA 分子的基本骨架，碱基 A、T 配对，C、G 配对；DNA 中没有 U，C 项图中 A、U 配对错误；D 项图中碱基配对不对，应该碱基 A、T 配对， C、G 配对，一个脱氧核苷酸中磷酸基团应与脱氧核糖的 5′-C 连接。 答案：B
[难度加一点]
[典例 1] 某双链 DNA 分子中共有含氮碱基 700 对，其中一
条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2/5，问该 DNA 分子中胞嘧啶脱氧核
苷酸的数目是
()
A．500 个
B．200 个
C．300 个
D．400 个
[解析] DNA 分子的一条单链中(A＋T)与(G＋C)的比值等 于其互补链和整个 DNA 分子中该种比例的比值。某双链 DNA 分子一条单链上(A＋T)/(C＋G)＝2/5，则该双链 DNA 分子中的 该比值也为 2/5，因此胞嘧啶脱氧核苷酸占 5/(2＋5)÷2＝5/14，该 DNA 分子中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为 1 400× 5/14＝500。
e．③占的比例越大，DNA 分子越不稳定
f．⑤⑥⑦⑧依次代表 A、G、C、T
A．bcdf
B．cdf
C．abcf
DNA的结构课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2
导练
解析 制作脱氧核苷酸模型时，每个磷酸上连接一个脱氧核糖，但是不连接碱基，B 错误； 制作DNA双螺旋结构模型过程中，嘧啶数与嘌呤数相等体现了嘧啶与嘌呤配对，但 是不能体现碱基互补配对原则的全部内容，C错误； 选取材料时，用6种不同形状的材料分别表示脱氧核糖、磷酸和四种碱基，D错误。
网络构建
噬菌体侵染大 肠杆菌实验
肺炎链球菌体 外转化实验
艾弗里
DNA是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？首先需要弄清楚DNA的结构。
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DNA双螺旋结构模型的构建
1.1 DNA双螺旋结构模型的构建
富兰克林和同事威尔 在DNA中，腺嘌呤（A） 金斯采用X射线衍射技 =胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤 术拍摄到DNA衍射图 （G）=胞嘧啶（C） 谱。
沃森和克里克撰写的 《核酸的分子结构— —脱氧核糖核酸的一 个结构模型》论文在 英国《自然》杂志上 刊载，引起了极大的 轰动。
沃森、克里克和威尔 金斯三人因这一研究 成果共同获得了诺贝 尔生理学或医学奖。
1951年
威尔金斯、富兰克林
1952年
查哥夫
1953年
沃森、克里克
1962年
沃森、克里克、威尔金斯
你能说出图中1～10的名称。碱基对 一个DNA分子含有几个游离的磷酸基团？
胞嘧啶
一
条
腺嘌呤
脱
氧
核
苷
氢键 鸟嘌呤
酸
链
的 片
胸腺嘧啶
脱氧核糖
段
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
活动2 DNA结构
3. 为什么G//C碱基对含量越多DNA越稳定？ 氢键越多，结构越稳定，而G—C碱基对之间含有的氢键多，即含 G、C碱基对比例越大，结构越稳定，更耐高温。
浙江高中生物必修二学案第三章第二节DNA的分子结构和特点
1．DNA 是由四种不同的(A 、G 、C 、T)脱氧核苷酸聚合而成的高分子化合物。
2．DNA 分子的双螺旋结构：①脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条脱氧核苷酸链(反向平行)，构成DNA 的基本骨架；②两条脱氧核苷酸链之间是碱基对，排列在内侧。
3．DNA 分子中碱基之间一一对应，遵循卡伽夫法则 (碱基互补配对)：A 一定与T 配对，A 和T 的分子数相等；G 一定与C 配对，G 和C 的分子数相等；但A ＋T 的量不一定等于G ＋C 的量。
依据卡伽夫法则可以确定是双链DNA 还是单链DNA 。
4．不同生物的DNA 碱基对的数目可能相同，但碱基对的排列顺序肯定不同。
5．基因是有遗传效应的DNA 片段，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
对应学生用书P491．DNA 的化学组成(1)基本组成元素：C 、H 、O 、N 、P 五种元素。
(2)基本单元：脱氧核苷酸。
(3)脱氧核苷酸分子组成：脱氧核苷酸⎩⎨⎧ 脱氧核苷⎩⎪⎨⎪⎧ 脱氧核糖碱基(A 、T 、G 、C )磷酸 (4)脱氧核苷酸的种类：①碱基组成：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。
②种类：腺嘌呤脱氧核苷酸；鸟嘌呤脱氧核苷酸；胞嘧啶脱氧核苷酸；胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
2．DNA 分子的结构特点[巧学妙记] DNA 结构的“五、四、三、二、一”五种元素：C 、H 、O 、N 、P ；四种碱基：A 、G 、C 、T ，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种螺旋：规则的双螺旋结构。
1．DNA 分子主要存在于细胞的什么部位？提示：DNA 分子主要存在于细胞核中的染色体上，在线粒体和叶绿体中有少量分布。
2．双链DNA 分子中，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系？提示：嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数。
3．每个DNA 片段中，游离的磷酸基团数是多少？磷酸数∶脱氧核糖数∶含氮碱基数的比例是多少？提示：(1)2个；(2)1∶1∶1。
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DNA中碱基计算的一般规律
1.双链DNA分子中互补的碱基的量相等
即A＝T、C＝G (最基本的规律)
双链DNA分子中任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50％ 即：（A+C）％=（T+G）%=50% 双链DNA分子中两不互补的碱基之和比值相等 即（A+G）/（T+C）＝（A+C）/（T+G）=1
序的多样性
特异性的原因是什么？ 碱基对的特定的排列顺序
课堂训练：
甲DNA分子的一条链上A+C/G+T=0.8，乙 DNA分子的一条链上A+T/G+C=1.25,那么甲 、乙DNA分子中互补链上相应的碱基比例分 1.25 和_________ 1.25 。 别是________
在一双链（a链、b链）DNA分子中，已知鸟嘌呤和胞嘧啶之 和占全部碱基数的46％，a链所含的碱基中，28％是腺嘌呤。 问：b链中，腺嘌呤占该链全部碱基数的百分比为（ A） A 26％ B 24％ C 14％ D 11％
二．DNA的分子复制
１．概念：以亲代ＤＮＡ分子为模板来合成子代ＤＮＡ的过程．
２．复制的时间： 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
３．复制的场所：主要在细胞核内进行
细胞核内游离的４种脱氧核苷酸 原料：
4．条件
酶： DNA解旋酶等多种酶 模板：亲代ＤＮＡ的两条链 能量：ＡＴＰ
5． 过 程
6．复制特点： ①边解旋边复制
DNA一条链的碱 基数目设为m,整 个DNA的碱基数 目为2m
双链中Ａ＋Ｔ／
Ｇ＋Ｃ＝ a(通常不等1)
如果链１中的Ａ1＋Ｇ1／Ｔ1＋Ｃ1＝b
则链２中的Ａ2＋Ｇ2／Ｔ2＋Ｃ2＝ １／b
双链中Ａ＋Ｇ／
Ｔ＋Ｃ＝ 1
ＤＮＡ分子所携带的遗传信息由什么决定？
DNA分子中特定的碱基对的排列顺序
从分子水平上看，自然界生物多样性的 原因是什么？ DNA分子碱基的数目及排列顺
DNA分子中（A+T)/(G+C)比值等于每条单链中的比值。
双链ＤＮＡ分子中：
（１）Ａ＝Ｔ，Ｇ＝Ｃ （２）Ａ＋Ｔ＋Ｇ＋Ｃ／ 2m＝100％ （３）Ａ＋Ｇ／Ｔ＋Ｃ＝1 （4 ）Ａ＋Ｇ／ 2m =Ｔ＋Ｃ／ 2m ＝50％
如果链１中的Ａ1＋T1／C1＋G1 ＝a 则链２中的Ａ2＋T2／C2＋G2 ＝ a
2.DNA分子的一条链上（A+T）／（C+G）= a (通常不等1) 则该链的互补链上相应比例为a DNA分子的一条链上（A+ C）/（T+ G）＝b 则该链的互补链上相应比例为1／b。
DNA中碱基计算的一般规律
3.可配对的碱基之和（A+T或者G+C）占全部碱基的百分率等 于其中任意一条单链该对碱基之和占该单链碱基的百分率。 即（A1+T1）﹪＝（A2+T2） ﹪ = （A+T） ﹪ 或（G1+C1）﹪＝（G2+C2） ﹪ = （G+C） ﹪
②半保留复制
ＤＮＡ可以准确无误地进行复制的原因
①ＤＮＡ分子特有的双螺旋结构为复制提供 精确的模板 ②复制中严格遵守碱基互补配对原则
•一个DNA分子经过3次复制后，子代DNA 分子中，保留有原来的母链的DNA占（ B）
A.1/2
B.1/4
C.1/8
D.1/16
亲代DNA分子 复制1次
2 =21
4 =22规律：DNA复制n次，后代就有2n个DNA分子。保 留原来亲代DNA分子链的子代DNA分子永远是2个。
第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
5’
3’ 5’ 3’ 5’
3’
A
T
T
A
G
C
C
3’
G
5’
ＤＮＡ分子的特性：
1、稳定性：
ＤＮＡ分子中碱基对排列顺序多种多样 2、多样性：
可能的排列方式有4n种(n代表碱基对的对数)
每个特定的ＤＮＡ分子都具有其特定的碱基 3、特异性： 排列顺序