疑問：DNA為什么具有如此強(qiáng)大的功能？
一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
英國劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室
1.構(gòu)建者：美國生物學(xué)家 和英國物理學(xué)家 。
【活動(dòng)1】: 閱讀課本P48-49,思考與討論下列問題： 1.研究DNA結(jié)構(gòu)常用的方法是什么？2.組成DNA的單位是什么？3.歸納出哪些科學(xué)家分別作出了怎樣的貢獻(xiàn)？
【資料1】20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成DNA分子的基本單位是 其化學(xué)組胞括______________________。

1分子脫氧核苷酸= ________ + ____________ +______________
【資料2】富蘭克林和威爾金斯給DNA拍了多張Ｘ射線衍射圖譜，他們發(fā)現(xiàn)DNA翻轉(zhuǎn)180°后的圖譜與未翻轉(zhuǎn)的一模一樣。
【模型1】推出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)
化學(xué)家指出 配對違反化學(xué)規(guī)律又被否定
初次嘗試建立多種不同的模型：雙螺旋、三螺旋
如果是相同堿基配對，那么DNA的直徑不固定
?哪種嘌呤與哪種嘧啶配對？
【資料4】查哥夫提出DNA分子中A的量等于 , C的量等于 。
①DNA具有恒定的直徑；②能解釋4種堿基的數(shù)量關(guān)系；③制作模型的與DNA的X射線衍射照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。
相對的堿基之間形成 鍵
? 一個(gè)堿基上的H原子和與之配對的堿基上的電負(fù)性強(qiáng)的 N原子或O原子間存在一定的吸引力，形成氫鍵。
1953年4月25日，沃森和克里克在英國《自然》發(fā)表題為《核酸的分子結(jié)構(gòu)-脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》
討論2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你那些啟示？
③研究小組成員從事的研究要有興趣和激情等。
②要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；
①要善于利用不同學(xué)術(shù)界的知識交流
2.制作DNA平面結(jié)構(gòu)模型
3.制作DNA立體結(jié)構(gòu)模型
二.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型制作
【活動(dòng)2】:6-7人一小組制作DNA平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)總結(jié)DNA分子特點(diǎn)
①由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。
②外側(cè):脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架；
堿基互補(bǔ)配對原則：A=T G≡C
③內(nèi)側(cè):堿基通過氫鍵連接成堿基對
氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含G、C堿基對比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，更耐高溫。
【活動(dòng)3】：小組思考討論并回答下列問題
1.A+T含量為40%的DNA分子和A+T含量為60%的DNA分子哪個(gè)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，為什么？
G與C更穩(wěn)定量越多，DNA結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。A+T含量為40%的DNA分子更穩(wěn)定
2.一個(gè)脫氧核糖連接幾個(gè)磷酸？3.一個(gè)DNA分子有幾個(gè)游離的磷酸？
4.DNA遺傳信息是什么？
堿基對的排列順序就代表了遺傳信息
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
核心探討思考3：DNA的多樣性和穩(wěn)定性1.DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息？
堿基排列順序的千變?nèi)f化，使DNA儲(chǔ)存了大量的遺傳信息。
2.DNA是如何維系它的遺傳穩(wěn)定性的？
兩條鏈上的堿基之間的氫鍵和每條鏈上的磷酸二酯鍵共同維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對，堿基對有：A—T、T—A、G—C、C—G。請同學(xué)們計(jì)算DNA分子有多少種？
堿基對的特定排列順序。
①外部穩(wěn)定的基本骨架——磷酸和脫氧核糖交替連接形成；
②內(nèi)部堿基對穩(wěn)定——通過氫鍵連接，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則， 加強(qiáng)穩(wěn)定性；
③空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定——規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
堿基對的數(shù)量不同、千變?nèi)f化的不同堿基排列順序的。
在雙鏈DNA中，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則：
(兩條鏈不互補(bǔ)的堿基之和相等)
（A+G）或（A+C)或(T+G)或（T+C)/（A+T+G+C）=
規(guī)律1：雙鏈DNA中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和相等，并為堿基總數(shù)50%（1/2）
四.DNA分子中有關(guān)的計(jì)算
例題1：某生物細(xì)胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18%，那么鳥嘌呤的分子數(shù)占__。
在雙鏈DNA中，A+G=T+C=A+C=T+G= 50%
規(guī)律2：兩互補(bǔ)堿基和之比在DNA的兩條單鏈中相等，在整個(gè)分子中此比也都相等
例題2：某DNA中A+T占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是____
在雙鏈DNA中A +T=44%
在雙鏈DNA中G+C=56%
在一鏈DNA中G+C=56%
在一鏈DNA中G=21%
在一鏈DNA中C=35%
根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則在另一鏈DNA中G=35%
若 b 則
規(guī)律3：非互補(bǔ)堿基和之比在DNA的兩條單鏈中互為倒數(shù)，在整個(gè)分子中比為1（相等）
例題3：DNA的一個(gè)單鏈中（A+T）/（G+C）=0.4,上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整個(gè)DNA分子中分別是_____、_____。
在DNA的一個(gè)單鏈中（A+T）/（G+C）=0.4
在DNA的另一個(gè)單鏈中（A+T）/（G+C）=0.4
在DNA的雙鏈中（A+T）/（G+C）=0.4
DNA分子的總氫鍵數(shù)=2(A-T堿基對數(shù))+3(G-C堿基對數(shù))
氫鍵的計(jì)算：在某雙鏈DNA中，堿基總數(shù)為1000，其中腺嘌呤200個(gè)，則該DNA分子中有______氫鍵；
易錯(cuò)提醒：(1)看清單雙鏈：所求的堿基占單鏈中的比例還是雙鏈中的比例。(2)看清“個(gè)”或“對”：題干中給出的數(shù)量是多少“對”堿基還是多少“個(gè)”堿基。
四.DNA分子中有關(guān)計(jì)算
3.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（ ）A.32.9%，17.1%　　　 B.31.3%，18.7%C.18.7%，31.3%　　　 D.17.1%，32.9%
(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%=64.2% T1=32.9% T2=?(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%=35.8% C1=17.1% C2=?

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第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

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