1、第第2 2节节DNADNA的结构的结构课程标准要求课程标准要求核心素养对接核心素养对接学业质量水平学业质量水平概述概述DNA分子是由四种脱氧核苷分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。碱基的排列顺序编码了遗传信息。1.生命观念生命观念通过搜集通过搜集DNA结构模型建立过程结构模型建立过程的资料并进行交流和讨论，运用结构与功能观，的资料并进行交流和讨论，运用结构与功能观，分析分析DNA的结构与其蕴藏遗传信息的功能是相适的结构与其蕴藏遗传信息的功能是相适应的。应的。水平
2、二水平二2.科学思维科学思维通过模型构建，理解通过模型构建，理解DNA的化学的化学组成、平面结构以及立体结构。组成、平面结构以及立体结构。水平二水平二3.科学探究科学探究通过制作通过制作DNA双螺旋结构模型，双螺旋结构模型，领悟模型构建在科学研究中的应用。领悟模型构建在科学研究中的应用。水平三水平三DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建自主自主梳理梳理1.构建者构建者和和。沃森沃森克里克克里克2.构建过程构建过程衍射图谱衍射图谱AT C G螺旋螺旋ATGCTC典例典例1(2019郑州学考模拟郑州学考模拟)1953年沃森和克里克构建了年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重双螺旋结
3、构模型，其重要意义在于要意义在于()发现发现DNA如何储存遗传信息如何储存遗传信息确定确定DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质发现发现DNA分子分子中碱基含量的规律性中碱基含量的规律性为为DNA复制机理的阐明奠定基础复制机理的阐明奠定基础A.B.C.D.答案答案C对点练对点练1(2019中山期末中山期末)1962年，沃森、克里克和威尔金斯共同获得诺贝尔生理学年，沃森、克里克和威尔金斯共同获得诺贝尔生理学或医学奖的研究成果是或医学奖的研究成果是()A.通过肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的存在通过肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的存在B.通过噬菌体侵染细菌实验证明了遗传物质是通过噬菌体侵染细菌
4、实验证明了遗传物质是DNAC.提出提出DNA双螺旋结构双螺旋结构D.证明了基因位于染色体上证明了基因位于染色体上解析解析证明转化因子存在的科学家是格里菲思，证明转化因子存在的科学家是格里菲思，A错误；噬菌体侵染细菌实验是由错误；噬菌体侵染细菌实验是由赫尔希和蔡斯完成的，赫尔希和蔡斯完成的，B错误；摩尔根等人证明了基因位于染色体上，错误；摩尔根等人证明了基因位于染色体上，D错误。错误。答案答案C联想质疑联想质疑北京中关村将北京中关村将DNA雕塑作为高科技的标志雕塑作为高科技的标志沃森和克里克搭建的沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型自主自主梳理梳理1.DNA的基本组成单位的基本组
5、成单位(1)结构模式图结构模式图DNA的结构和特点的结构和特点脱氧核苷酸脱氧核苷酸(2)构成：由构成：由1分子磷酸、分子磷酸、1分子分子和和1分子碱基构成。其中碱基包括分子碱基构成。其中碱基包括A、和和C共共4种。种。(3)种类：腺嘌呤脱氧核苷酸、种类：腺嘌呤脱氧核苷酸、和胞嘧啶脱氧核苷酸共和胞嘧啶脱氧核苷酸共4种。种。助学巧记助学巧记巧记巧记DNA分子结构的分子结构的“五五四四三三二二一一”脱氧核糖脱氧核糖TG胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸2.DNA双螺旋结构的主要特点双螺旋结构的主要特点(1)DNA是由是由条单链组成的，这条单链组成的，这两条链两条链按
6、反向平行方式盘旋成按反向平行方式盘旋成结构。结构。并非所有的并非所有的DNA都是双链都是双链两两双螺旋双螺旋(2)DNA中的中的交替连接，排列在外侧，构成基本骨交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；架；排列在内侧。排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过两条链上的碱基通过连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤腺嘌呤)一定与一定与配对，配对，G(鸟嘌呤鸟嘌呤)一定与一定与配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作原则。原则。脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基碱基氢键氢键T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)C(胞嘧啶胞嘧啶)碱
7、基互补配对碱基互补配对3.DNA的方向性的方向性(1)脱氧核糖上与脱氧核糖上与相连的碳称作相连的碳称作1C，与，与相连的碳相连的碳称作称作5C。(2)DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5端，另一端有一个羟基端，另一端有一个羟基(OH)，称作，称作3端。端。(3)DNA的两条单链走向的两条单链走向，从双链的一端起始，一条单链是从，从双链的一端起始，一条单链是从5端到端到3端的，另一条单链则是从端的，另一条单链则是从3端到端到5端的。端的。碱基碱基磷酸基团磷酸基团相反相反4.DNA的多样性的多样性(1)由于
8、由于的不同，导致了的不同，导致了DNA分子的多样性。分子的多样性。(2)DNA分子中共有分子中共有4种类型的碱基对，若某个种类型的碱基对，若某个DNA分子具有分子具有n个碱基对，则该个碱基对，则该DNA分子中的碱基对可能有分子中的碱基对可能有种排列方式，这构成了种排列方式，这构成了DNA分子的多样性，决分子的多样性，决定了遗传信息的多样性。定了遗传信息的多样性。脱氧核苷酸的数量和排列顺序脱氧核苷酸的数量和排列顺序4n典例典例2(2019天化中学期末天化中学期末)关于关于DNA分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是()A.DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸
9、链组成分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成B.脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧C.碱基对构成碱基对构成DNA分子的基本骨架分子的基本骨架D.两条链之间的碱基配对方式为两条链之间的碱基配对方式为A与与T配对，配对，G与与C配对配对解析解析DNA分子由分子由2条脱氧核糖核苷酸链组成，这两条链反向平行，形成规则的双条脱氧核糖核苷酸链组成，这两条链反向平行，形成规则的双螺旋结构，螺旋结构，A正确；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成正确；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成DNA的基本骨架，的基本骨架，B正确，正确，C错误；两条链之间的碱基配对方式为错误；两条链
10、之间的碱基配对方式为A与与T配对，配对，G与与C配对，配对，D正确。正确。答案答案C对点练对点练2 下列关于下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是分子结构的叙述，正确的是()A.DNA分子是以分子是以4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的单链结构种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的单链结构B.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基C.DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对D.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖脱氧核糖磷酸相连磷酸相连解析解析DNA分子是以分子是
11、以4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的双链结构，种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的双链结构，A错误；错误；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B错错误；误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，D错误。错误。答案答案C一题多变一题多变(1)DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？分子中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？提示提示DNA分子中，每个脱氧核糖均连一个碱基；而除分子中，每个脱氧核糖均连一个碱基；而除3
12、端的脱氧核糖只连一个端的脱氧核糖只连一个磷酸外，其他部位的脱氧核糖均连两个磷酸。磷酸外，其他部位的脱氧核糖均连两个磷酸。(2)DNA分子中，互补链配对的两个脱氧核苷酸之间靠什么连接？分子中，互补链配对的两个脱氧核苷酸之间靠什么连接？提示提示互补链配对的两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连。互补链配对的两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连。素养提升素养提升DNA分子中碱基数量的计算分子中碱基数量的计算典例典例3(2019梅河口五中月考梅河口五中月考)在一个双链在一个双链DNA分子中，碱基总数为分子中，碱基总数为a，鸟嘌呤碱基，鸟嘌呤碱基数为数为b，则下列叙述错误的是，则下列叙述错误的是()A.脱氧核苷酸数磷酸数
13、脱氧核苷酸数磷酸数a B.碱基之间的氢键数为碱基之间的氢键数为abC.T的数量为的数量为ab D.一条链中一条链中CG的数量为的数量为b解析解析DNA的基本单位是脱氧核苷酸，的基本单位是脱氧核苷酸，1分子的脱氧核苷酸是由分子的脱氧核苷酸是由1分子磷酸、分子磷酸、1分子脱分子脱氧核糖和氧核糖和1分子含氮碱基组成，因此脱氧核苷酸数磷酸数分子含氮碱基组成，因此脱氧核苷酸数磷酸数a，A正确；依题意和正确；依题意和碱基互补配对原则可推知，在该双链碱基互补配对原则可推知，在该双链DNA中，中，ATGCa，GCb，AT(abb)21/2ab，又因为在双链，又因为在双链DNA分子中，分子中，A与与T之间有之间
14、有2个氢键，个氢键，G与与C之间有之间有3个氢键，所以碱基之间的氢键数为个氢键，所以碱基之间的氢键数为2(1/2ab)3bab，B正确，正确，C错错误；依据碱基互补配对原则可推知，在双链误；依据碱基互补配对原则可推知，在双链DNA分子中，一条链上的碱基分子中，一条链上的碱基C、G分别分别与另一条链上的与另一条链上的G、C相等，所以一条链中相等，所以一条链中CG的数量为的数量为b，D正确。正确。答案答案C对点练对点练3 某研究小组测定了多个不同双链某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制分子的碱基组成，根据测定结果绘制了了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在
15、分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是的关系图，下列正确的是()解析解析DNA分子中分子中(AC)/(TG)应始终等于应始终等于1；一条单链中；一条单链中(AC)/(TG)与其互补与其互补链中链中(AC)/(TG)互为倒数，一条单链中互为倒数，一条单链中(AC)/(TG)0.5时，互补链中时，互补链中(AC)/(TG)2；一条单链中；一条单链中(AT)/(GC)与其互补链中与其互补链中(AT)/(GC)及及DNA分子分子中中(AT)/(GC)都相等。都相等。答案答案C一题多变一题多变 (1)DNA的两条单链之间，哪些比例是相等
16、的？的两条单链之间，哪些比例是相等的？提示提示能配对的两个碱基之和所占的比例，即能配对的两个碱基之和所占的比例，即(AT)或或(GC)在每条链上占的比在每条链上占的比例。例。(2)DNA的两条单链之间，哪些比例互为倒数？的两条单链之间，哪些比例互为倒数？提示提示不能配对的两个碱基之和所占的比例，即不能配对的两个碱基之和所占的比例，即(AC)/(GT)或或(AG)/(CT)。联想质疑联想质疑【易错提示】【易错提示】(1)脱氧核苷酸分子中，碱基连接在五碳糖的脱氧核苷酸分子中，碱基连接在五碳糖的1C上，磷酸基团连接在五碳糖的上，磷酸基团连接在五碳糖的5C上；上；(2)核苷酸脱水缩合形成多核苷酸长链时
17、，一个核苷酸五碳糖核苷酸脱水缩合形成多核苷酸长链时，一个核苷酸五碳糖3C与另一个核苷与另一个核苷酸磷酸基团之间通过形成磷酸二酯键相连；酸磷酸基团之间通过形成磷酸二酯键相连；(3)如果如果DNA的一条单链上的碱基序列为的一条单链上的碱基序列为5GGTATC3，那么与其互补的另一，那么与其互补的另一条单链的碱基序列就为条单链的碱基序列就为3CCATAG5。GC碱基对的比例越高，碱基对的比例越高，DNA分子的稳定性越高分子的稳定性越高(1)每个每个DNA片段中，游离的磷酸基团数是多少？磷酸数片段中，游离的磷酸基团数是多少？磷酸数脱氧核糖数脱氧核糖数含氮碱基数含氮碱基数是多少？是多少？提示：提示：2个
18、；个；111。(2)关于关于DNA分子中碱基的配对问题，生物化学家查哥夫提出了分子中碱基的配对问题，生物化学家查哥夫提出了DNA中嘧啶和嘌呤数中嘧啶和嘌呤数目相等，这对目相等，这对DNA模型的构建有何提示？模型的构建有何提示？提示提示嘌呤总是和嘧啶配对，而不是嘌呤和嘌呤配对，或嘧啶和嘧啶配对。嘌呤总是和嘧啶配对，而不是嘌呤和嘌呤配对，或嘧啶和嘧啶配对。1.构建构建“脱氧核苷酸模型脱氧核苷酸模型”(1)用卡纸剪下若干如图用卡纸剪下若干如图1所示圆形、五边形和矩形，分别代表磷酸、所示圆形、五边形和矩形，分别代表磷酸、_和和。(2)在代表脱氧核糖的每个五边形上如图在代表脱氧核糖的每个五边形上如图1所
19、示标注出所示标注出1C、3C和和5C的位置。的位置。(3)将将1个圆形、个圆形、1个五边形和个五边形和1个矩形按照图个矩形按照图2所示的相对位置贴在一张所示的相对位置贴在一张A4纸上，并纸上，并用铅笔将圆形和五边形的用铅笔将圆形和五边形的连接起来，将矩形与五边形的连接起来，将矩形与五边形的连连接起来，这样就构建起了接起来，这样就构建起了1个脱氧核苷酸模型。个脱氧核苷酸模型。制作制作DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型自主自主梳理梳理脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基5C1C(4)重复第重复第(3)步，在步，在A4纸上如图纸上如图3所示，构建多个脱氧核苷酸模型，并在竖直方向所示，构建多个脱氧核苷酸模型，并在
20、竖直方向上等距排列成两列。上等距排列成两列。2.构建构建“脱氧核苷酸长链模型脱氧核苷酸长链模型”用水笔将用水笔将A4纸上的上下相邻的脱氧核苷酸的磷酸二酯键标识出来，如图纸上的上下相邻的脱氧核苷酸的磷酸二酯键标识出来，如图3所示，建所示，建构两条脱氧核苷酸长链模型。注意下一个脱氧核苷酸的磷酸基团连接在上一个脱构两条脱氧核苷酸长链模型。注意下一个脱氧核苷酸的磷酸基团连接在上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖的氧核苷酸的脱氧核糖的上。上。3C3.构建构建DNA平面结构模型平面结构模型(1)将构建的两条脱氧核苷酸长链模型沿虚线处剪下。将构建的两条脱氧核苷酸长链模型沿虚线处剪下。(2)将两条脱氧核苷酸长链模型按图
21、将两条脱氧核苷酸长链模型按图4所示所示的方式重新粘在一张的方式重新粘在一张A4纸上。纸上。(3)在每一个矩形上用水笔标注出在每一个矩形上用水笔标注出A、T、G或或C，注意两条链之间的相邻碱基应遵，注意两条链之间的相邻碱基应遵循碱基互补配对原则。循碱基互补配对原则。(4)用水笔在用水笔在AT碱基对之间画出两条虚线，碱基对之间画出两条虚线，GC碱基对之间画出三条虚线，这碱基对之间画出三条虚线，这里的虚线代表的是碱基对之间的里的虚线代表的是碱基对之间的。(5)制作制作DNA分子的立体结构分子的立体结构(双螺旋结构双螺旋结构)模型模型将图将图4所示的所示的A4纸两侧折叠卷成桶状，两个边缘上下适度错开不
22、要对齐，并用透明纸两侧折叠卷成桶状，两个边缘上下适度错开不要对齐，并用透明胶带固定。胶带固定。反向平行反向平行氢键氢键典例典例4(2019长安区一中期末长安区一中期末)某同学制作一个某同学制作一个DNA片段模型，现准备了片段模型，现准备了15个碱基个碱基A塑料塑料片，片，8个碱基个碱基T塑料片，塑料片，40个脱氧核糖和个脱氧核糖和40个磷酸塑料片，为了充分利用现有材料，还个磷酸塑料片，为了充分利用现有材料，还需准备碱基需准备碱基C塑料片塑料片()A.8个个 B.24B.24个个 C.16个个 D.12D.12个个解析解析DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子
23、的基本组成单位是脱氧核苷酸，每分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以40个脱氧核糖和磷酸的塑料片能形成个脱氧核糖和磷酸的塑料片能形成20个个脱氧核苷酸对，即脱氧核苷酸对，即20个碱基对个碱基对.在双链在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即即AT、GC，所以，所以15个碱基个碱基A塑料片，塑料片，8个碱基个碱基T塑料片，能形成塑料片，能形成8个个AT碱基对。碱基对。因此，为了充分利用现有材料，还需准备因此，为了充分利用现有材料，还需准备12个碱基个碱基C塑料片，以形成塑料片
24、，以形成12个个CG碱基对。碱基对。答案答案D对点练对点练4(2019温州十校联合体期末温州十校联合体期末)在搭建在搭建DNA分子模型的实验中，若有分子模型的实验中，若有4种碱基种碱基塑料片共塑料片共20个，其中个，其中4个个C，6个个G，3个个A，7个个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片个，脱氧核糖塑料片30个，磷酸塑料片个，磷酸塑料片50个，代表氢键的连接物若干，脱氧核个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则糖和碱基之间的连接物若干，则()A.所有的脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连所有的脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连B.所
25、搭建的所搭建的DNA分子片段最长为分子片段最长为10个碱基对个碱基对C.A和和T之间需要之间需要3个连接物，个连接物，C和和G之间需要之间需要2个连接物个连接物D.能搭建出的能搭建出的DNA分子模型种类小于分子模型种类小于44种种解析解析在双链在双链DNA分子中，大多数的脱氧核糖都有分子中，大多数的脱氧核糖都有2个磷酸基团与之相连，但是个磷酸基团与之相连，但是3端端的脱氧核糖只有的脱氧核糖只有1个磷酸基团与之相连，个磷酸基团与之相连，A错误；一条脱氧核苷酸链中需要的脱氧核错误；一条脱氧核苷酸链中需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物个数为糖和磷酸之间的连接物个数为NN12N1(N为组成一条脱氧核苷酸
26、链的脱氧为组成一条脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸数核苷酸数)，则，则DNA分子中需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物个数为分子中需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物个数为4N2，由题，由题干干“脱氧核糖和磷酸之间的连接物脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个个”可知，组成该可知，组成该DNA分子片段的脱氧核苷酸分子片段的脱氧核苷酸数为数为8个即能搭建出一个个即能搭建出一个4碱基对的碱基对的DNA分子片段，分子片段，B错误；错误；A和和T之间需要之间需要2个连接个连接物，物，C和和G之间需要之间需要3个连接物，个连接物，C错误；根据以上分析可知，该片段含有错误；根据以上分析可知，该片段含有4个碱基对，个碱基对，而题
27、干中不同的碱基数目是有限的，因此能搭建出的而题干中不同的碱基数目是有限的，因此能搭建出的DNA分子模型种类应该小于分子模型种类应该小于44种，种，D正确。正确。答案答案D联想质疑联想质疑DNA双螺旋结构模型制作过程双螺旋结构模型制作过程不同的不同的DNA分子在结构方面可能有哪些不同？分子在结构方面可能有哪些不同？提示提示脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同。脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同。课堂小结课堂小结反向反向双螺旋双螺旋脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖AT17、美丽让男人停下，智慧让男人留下。4、道德是朵最美丽的花儿，最圣洁的心灵，让人问心无愧，心胸坦荡。4、除了人格以外，人生最大的损失，莫
28、过于失掉自信心了。13、做一个我一笑我家都可以不用开灯的人。2、学问多深也别满足，过失多小也别忽略。10、每个人都会累，没人能为你承担所有悲伤，人总有一段时间要学会自己长大。5、信心孕育信心，从胜利走向胜利。14、喜欢跑步的人很多，但天天跑步的人不多，拥有梦想的人很多，但坚持梦想的人不多。12、如果失去了顽强的意志，困难就会给你戴上枷锁。20、想的多一定没做的多有效，然而不想便做一定没什么效果。17、一个人几乎可以在任何他怀有无限热忱的事情上成功。8、望洋兴叹的人，永远达不到成功的彼岸。3、记住四句话：再难也要坚持，再好也要淡泊，再差也要自信，再多也要节省。1、活着一天，就是有福气，就该珍惜。当我哭泣我没有鞋子穿的时候，我发现有人却没有脚。15、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。9、到了一定年龄，便要学会寡言，每一句话都要有用，有重量。喜怒不形于色，大事淡然，有自己的底线。5、发光并非太阳的专利，你也可以发光。4、哲人无忧，智者常乐。并不是因为所爱的一切他都拥有了，而是所拥有的一切他都爱。1、想要有空余时间，就不要浪费时间。13、内心强大，世界就渺小，内心渺小，世界就很大!4、岂能尽人如意，但求无愧于心!19、顶天立地奇男子，要把乾坤扭转来。2、工作上的执著实际上是人的一种意志。2、你永远都不会知道自己到底有多坚强，直到有一天你除了坚强别无选择。
