人教必修2《DNA的分子结构》学案
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DNA分子的结构
1.沃森和克里克创建了DNA分子双螺旋结构模型,建构了物理模型。
2.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,两条链按反向平行方式盘旋。这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。
3.磷酸—脱氧核糖骨架排列在螺旋外部,构成基本骨架;碱基排列在螺旋内部。
4.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,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。
5.DNA中,A一定与T配对,G一定与C配对。这叫做碱基互补配对原则。
自主学习
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.模型名称:DNA分子双螺旋结构模型。
2.构建者:美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。
二、DNA分子的结构
1.结构层次。
基本组成元素——C、H、O、N、P等
↓
基本组成物质——磷酸脱氧核糖、含氮碱基
↓(A、G、C、T四种)
基本组成单位——脱氧核糖核苷酸(四种)
↓聚合
DNA单链——脱氧核苷酸长链
↓两条
DNA双链——DNA双螺旋结构。
2.结构特点。
(1)双链反向平行。
(2)脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,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。
(4)A和T之间形成二个氢键,C和G之间形成三个氢键,故DNA分子中G-C比例高的稳
定性强。
合作交流
1.判断正误:
(1)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成。(×)
解析:构成DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行。
(2)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构中,磷酸-脱氧核糖骨架安排在螺旋外部,碱基安排在螺旋内部。(√)
(3)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系:C=T,A=G。(×)
解析:DNA分子中A与T配对,G与C配对,故存在的数量关系应为A=T,G=C。
2.问题导学:
(1)不同DNA分子的基本骨架是否相同?请说明理由。
提示:相同。不同DNA分子的基本骨架都是磷酸与脱氧核糖分子交替排列连接而成。
(2)DNA分子结构稳定,你知道为什么吗?
提示:①DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连形成碱基对;②DNA分子的基本骨架固定不变。
1.提出DNA双螺旋结构模型的科学家是(B)
A.施莱登、施旺
B.沃森、克里克
C.孟德尔、摩尔根
D.列文·虎克、罗伯特·虎克
2.在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的(B) A.氢键
B.-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-
C.肽键
D.-磷酸-脱氧核糖-磷酸-
3.关于DNA和RNA的叙述,正确的是(C)
A.DNA有氢键和高能磷酸键
B.一种病毒同时含有DNA和RNA
C.原核细胞中既有DNA,也有RNA
D.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
4.在制作DNA双螺旋结构模型时,各“部件”之间需要连接。图中错误的是(B)
5.制作DNA双螺旋结构模型时,下图为两个脱氧核苷酸的模型,其中圆圈代表磷酸,下列说法正确的是(C)
A.长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.两个圆圈可用曲别针(代表化学键)连接,以形成DNA的单链
C.曲别针(代表化学键)应该连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆圈上
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧,两个模型方向相同
6.下图是DNA片段的结构图,请据图回答:
(1)图甲是DNA片段的________结构,图乙是DNA片段的________结构。
(2)填出图中部分结构的名称:[2]_________、[3]________、[5]___________。
(3)连接碱基对的[7]是________,碱基配对的方式如下:______与______配对;______与______配对。
(4)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的,从图乙可以看出组成DNA 分子的两条链相互缠绕成____________结构。
解析:(1)由图分析可得,图甲是DNA分子的平面结构图,图乙是DNA分子的立体结构图。
(2)准确识记DNA分子结构,并依此作答。
(3)(4)DNA分子双螺旋结构的特点有:DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构;DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架;DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对,并以氢键互相连接。
答案:(1)平面立体(或空间)
(2)一条脱氧核苷酸单链片段脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸
(3)氢键A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶)
(4)反向平行规则的双螺旋
一、选择题
1.有关DNA分子结构的叙述,正确的是(D)
A.DNA分子由4种核糖核苷酸组成
B.DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C.碱基与磷酸相连接
D.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架
解析:DNA是由4种脱氧核苷酸组成的,故A错误。DNA单链上的碱基是不直接相连的,故B错误。碱基是与脱氧核糖相连接的,故C错误。磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架,故D正确。
2.关于下图DNA分子片段的说法不正确的是(D)
A.①所指的碱基代表鸟嘌呤
B.②所指的碱基是DNA分子中特有的
C.③代表碱基互补配对形成的氢键
D.DNA分子片段中A-T碱基对含量越高,DNA分子结构越稳定
解析:图中①所指碱基为鸟嘌呤(G);②所指碱基为胸腺嘧啶(T),T是DNA特有的;③代表氢键;DNA分子中A-T碱基对有2个氢键,G-C碱基对有3个氢键,若G-C碱基对含量越高,则DNA分子结构越稳定。
3.细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A,则该片段中(C)
A.G的含量为30% B.U的含量为30%
C.嘌呤含量为50% D.嘧啶含量为40%
解析:根据DNA双螺旋结构中A=T、C=G可知,嘌呤之和等于嘧啶之和,故C正确。其他碱基的含量分别为:T=A=30%、C=G=[1-(30%+30%)]/2=20%。U参与构成RNA,DNA中没有。
4.分析某生物的双链DNA,发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%,其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%,则另一条链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是(A)