发布时间 : 星期二 文章高中生物 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2 (2)更新完毕开始阅读
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第2节 DNA分子的结构
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．过程
例1 1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于( )
①发现DNA如何存储遗传信息 ②确定DNA是主要的遗传物质 ③发现DNA分子中碱基含量的规律性 ④为DNA复制机制的阐明奠定基础 A．①③ B．②③ C．①④ D．③④ 答案 C
解析 双螺旋结构模型的确定解释了DNA为什么能存储大量遗传信息，为DNA半保留复制奠定了基础，因此①④正确。
例2 1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖( )
A．通过细菌转化实验证明转化因子的存在 B．通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNA C．提出DNA双螺旋结构
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D．确定了基因存在于染色体上 答案 C
解析 格里菲思通过肺炎双球菌的体内转化实验，证明了转化因子的存在；赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质；沃森、克里克和威尔金斯提出DNA的双螺旋结构，获得诺贝尔生理学或医学奖；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了基因在染色体上。 二、DNA分子的结构
1．DNA分子的基本组成单位——脱氧核苷酸 (1)结构模式图
(2)碱基：A(腺嘌呤)；G(鸟嘌呤)；C(胞嘧啶)；T(胸腺嘧啶)。
(3)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．双螺旋结构特点
(1)DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA分子中的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。碱基配对的规律是：A与T配对，G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。 归纳提升 DNA分子的结构分析
DNA分子结构可简记为“5、4、3、2、1”，即5种元素、4种碱基(脱氧核苷酸)、3种小分子、2条长链、1个双螺旋。
(1)两条链之间的碱基对：A与T配对，形成2个氢键；G与C配对，形成3个氢键。氢键越多，结构越稳定，即含G—C碱基对(3个氢键)的比例越大，结构越稳定。
(2)氢键数目计算：若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。
(3)两条链反向平行：盘旋成双螺旋结构。
(4)每个DNA片段中有2个游离的磷酸基团，分别在两条链的其中一端。 (5)DNA双链分子中磷酸、脱氧核糖和碱基之间的数量比为1∶1∶1。 例3 如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是( )
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A．DNA是双螺旋结构 B．碱基严格互补配对 C．嘌呤数等于嘧啶数 D．两条脱氧核苷酸链反向平行 答案 D
解析 由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间的碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。 例4 下列对DNA结构的叙述中，错误的是( ) A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 B．DNA分子中的两条链反向平行
C．DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等
D．DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则 答案 C
解析 在DNA分子中，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子中的两条链反向平行；A－T间是2个氢键，G－C间是3个氢键，故氢键数目和碱基数目不相等。 三、制作DNA双螺旋结构模型
1．组装“脱氧核苷酸模型”：利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。
2．制作“多核苷酸长链模型”：将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须相同，碱基之间能够互补配对。
3．制作DNA分子平面结构模型：按照碱基互补配对的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向相反。
4．制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型：把DNA分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。
例5 在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构
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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．58 B．78 C．82 D．88 答案 C
解析 构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有24个，总共需要订书钉24个。所以共需订书钉82个。
例6 如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是( )
A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或b B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个 C．相邻脱氧核苷酸之间通过化学键②连接起来 D．从碱基上看，缺少的碱基是T 答案 A
解析 图中所示只有a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个；②表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。
方法技巧 “三看法”判断DNA分子结构的正误
一看外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基与相邻核苷酸的3号碳原子之间；二看外侧链是否反向平行；三看内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则。
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