理解并掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并掌握有關(guān)的計(jì)算規(guī)律（科學(xué)思維)
在DNA結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，充分體現(xiàn)了科學(xué)家們癡迷科學(xué)、崇尚真理的科學(xué)精神（社會(huì)責(zé)任）
DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)體現(xiàn)了生命的物質(zhì)性，DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建可以提高學(xué)生探究能力、合作能力和動(dòng)手能力。（生命觀念、科學(xué)探究）
DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質(zhì)
RNA是TMV的遺傳物質(zhì)
DNA是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)
RNA是RNA病毒的遺傳物質(zhì)
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子
T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)
格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
溫故知新：DNA是主要的遺傳物質(zhì)
問(wèn)題1:DNA是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的呢？如何決定性狀的？
坐落在北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑，以它簡(jiǎn)潔而獨(dú)特的雙螺旋造型吸引著過(guò)往行人。
1953年，美國(guó)科學(xué)家沃森（J．D.Watsn）和英國(guó)科學(xué)家克里克（F.Crick），共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，它標(biāo)志著生物學(xué)的研究進(jìn)入分子的層次，在生物學(xué)的發(fā)展中具有里程碑式的意義。
問(wèn)題2:你知道為什么將它作為高科技的標(biāo)志嗎？
世界各地DNA雕塑（視頻）
歸納出對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家？
DNA基本骨架由哪些物質(zhì)構(gòu)成？它們分別位于DNA什么部位？
DNA由幾條鏈組成？具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？
DNA中堿基如何配對(duì)？它們位于DNA什么部位？
合作探究一：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P48-50，小組合作思考討論完成問(wèn)題。
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建（視頻）
沃森（J. D.Watsn，1928-）
克里克（F. Crick，1916-2004）
20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。
1951年11月，英國(guó)生物物理學(xué)家威爾金斯（M.Wilkins）和同事富蘭克林（）應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。
X射線衍射技術(shù)（視頻）
為推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
沃森和克里克推測(cè)出DNA分子呈螺旋形的。他們先后建構(gòu)了多種不同雙螺旋、三螺旋模型。
1952年，奧地利生物化學(xué)家查哥夫（E.Chargaff）發(fā)現(xiàn)：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鳥(niǎo)嘌呤的量等于胞嘧啶的量。據(jù)此，沃森和克里克構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。脫氧核糖-磷酸骨架排列在外側(cè)，堿基在內(nèi)側(cè)，A和T配對(duì)，C和G配對(duì)。
嘗試建立多種不同的模型：雙螺旋、三螺旋
查哥夫提出DNA分子中A的量等于T,C的量等于G。
DNA具有恒定的直徑；能解釋4種堿基的數(shù)量關(guān)系；制作的模型與DNA的X射線衍射照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。
1962年，沃森、克里克、威爾金斯三人共享了當(dāng)年的諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由為發(fā)現(xiàn)DNA為雙螺旋分子結(jié)構(gòu)。
問(wèn)題3:你知道為什么富蘭克林（）沒(méi)有獲得諾貝爾學(xué)獎(jiǎng)嗎？
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建——DNA第一夫人（視頻）
1.下列關(guān)于威爾金斯、沃森和克里克、富蘭克林、查哥夫等人在DNA結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建方面的突出貢獻(xiàn)的說(shuō)法，正確的是 A.威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的電子顯微鏡圖像 B.沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 C.查哥夫提出了A與T配對(duì)、C與G配對(duì)的正確關(guān)系 D.富蘭克林和查哥夫發(fā)現(xiàn)DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
2.1953年，沃森和克里克構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，其重要意義在于 ①證明DNA是遺傳物質(zhì) ②確定DNA是染色體的組成成分 ③發(fā)現(xiàn)DNA如何儲(chǔ)存遺傳信息 ④解釋A、T、G、C的數(shù)量關(guān)系 A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1’-C，與磷酸基團(tuán)相連的碳叫作5’-C。
1.DNA的基本單位：
3.脫氧核苷酸的組成：
2.DNA的元素組成：
4.DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
一條：5’→3’; 另一條：3’→5’
脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架
兩條鏈的堿基通過(guò)氫鍵連接配對(duì)
堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：A與T配對(duì)；G與C配對(duì)
嘌呤和嘧啶之間通過(guò)氫鍵配對(duì)，形成堿基對(duì)， 且A只和T配對(duì)、C只和G配對(duì)，這種堿基之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
G C比例越高，DNA的熱穩(wěn)定性越高
5.DNA的結(jié)構(gòu)特性：
①兩條鏈反向平行盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)
②外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接成基本骨架
③內(nèi)側(cè)：兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。
①每個(gè)DNA分子中堿基對(duì)的特定排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。
①堿基對(duì)的數(shù)量不同、排列順序的千變?nèi)f化。
問(wèn)題4:在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，堿基對(duì)有：A—T、T—A、G—C、C—G。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算DNA分子有多少種？
磷酸、脫氧核糖、含氮堿基
兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈
A=T G≡C
3.一條DNA單鏈的序列是5'-GATACC-3',那么它的互補(bǔ)鏈的序列是 A.5'-CTATGG-3' B.5'-GATACC-3' C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
4.下面對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)。 A.DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè) B.DNA中的兩條鏈反向平行 C.DNA中的氫鍵數(shù)目和堿基數(shù)目一定相等 D.DNA中在兩條鏈的5'-端具有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)
5.有一對(duì)氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有一個(gè)腺嘌呤，則它的其他組成是（ ） A．三個(gè)磷酸、三個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶 B．二個(gè)磷酸、二個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胞嘧啶 C．二個(gè)磷酸、二個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶 D．二個(gè)磷酸、二個(gè)脫氧核糖和一個(gè)尿嘧啶
6.下圖表示DNA分子結(jié)構(gòu)的片段，下列敘述正確的是（????）
A．①處為T，④為胸腺嘧啶核糖核苷酸B．正常情況下，該DNA分子中的嘌呤數(shù)與嘧啶數(shù)相等C．該片段中共包含了8個(gè)脫氧核苷酸、5種堿基D．若該DNA分子中A、T堿基對(duì)的比例較高，熱穩(wěn)定性較高
7.下圖為某DNA分子的部分結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是（????）
A．DNA分子中的每個(gè)磷酸都連接2個(gè)脫氧核糖B．④的化學(xué)名稱是胞嘧啶脫氧核糖核苷酸C．②和③交替連接構(gòu)成了DNA分子的基本骨架D．DNA分子是所有生物的遺傳物質(zhì)
8.下圖為大腸桿菌DNA分子(片段)的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.兩條鏈反向平行,圖中1代表的結(jié)構(gòu)有四種B.圖中2代表脫氧核糖,其中含有四個(gè)碳原子C.圖中3為含氮堿基,可代表G或CD.DNA分子的多樣性與圖中1、2交替連接有關(guān)
三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
9．根據(jù)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)行推理，下列推論正確的是（????）A．A和T含量高的DNA分子更加穩(wěn)定B．遺傳信息多樣性的原因是DNA分子中堿基種類的多樣性C．不同DNA分子中（A+G）/（T+C）的值不同，這體現(xiàn)了DNA分子的多樣性D．脫氧核糖與磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，是DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)
10.下圖表示某同學(xué)在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，制作的一條脫氧核苷酸鏈，下列表述不正確的是(　　)
A．能表示一個(gè)完整脫氧核苷酸的是圖中的a或bB．圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的堿基只有1個(gè)C.相鄰脫氧核苷酸之間通過(guò)化學(xué)鍵②連接起來(lái)D.從堿基上看，缺少的堿基是T
11.下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是(　　) A.每個(gè)DNA中通常都含有四種脫氧核苷酸 B.DNA的兩條鏈反向平行 C.DNA兩條鏈上的堿基以氫鍵相連，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，且 A—T之間有兩個(gè)氫鍵 D.每個(gè)脫氧核糖上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基
12.用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如表所示,下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,5個(gè)脫氧核苷酸對(duì)B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個(gè)氫鍵C.DNA中每個(gè)脫氧核糖均與1分子磷酸相連D.最多可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA

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第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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