2023-2024学年 人教版 必修二 DNA的结构 学案.docx

第2节DNA的结构

学习目标

核心素养

1.概述科学家构建DNA模型的研究历程

2.概述DNA的双螺旋结构模型的特点

3.依据DNA的结构特点，分析并掌握DNA结构的相关计算

1.生命观念：DNA的双螺旋结构决定了DNA的稳定性，而稳定的结构适于储存遗传物质，体现了结构与功能观

2.科学思维：DNA结构模型的构建，不仅有利于学生科学思维的发展，也体现了DNA结构的认识发展过程同样是科学逻辑推理的过程；制作DNA双螺旋结构模型有利于培养学生构建模型的科学思维能力

3.科学探究：DNA结构模型的构建可以提高学生的探究能力、合作能力和动手能力

4.社会责任：在DNA结构的认识过程中，充分体现了科学家们交流合作、崇尚真理的科学精神

知识点1DNA双螺旋结构模型的构建

1．构建者

美国生物学家eq\x(\s\up1(01))沃森和英国物理学家eq\x(\s\up1(02))克里克。

2．构建过程

3．意义：是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。

DNA的结构模型属于什么模型？

提示：物理模型。

知识点2DNA的结构

1．组成元素：eq\x(\s\up1(01))C、H、O、N、P。

2．基本单位：eq\x(\s\up1(02))脱氧核苷酸(4种)。

(1)组成：每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子eq\x(\s\up1(03))含氮碱基构成，共有四种碱基，分别为Aeq\x(\s\up1(04))腺嘌呤、Teq\x(\s\up1(05))胸腺嘧啶、Geq\x(\s\up1(06))鸟嘌呤、Ceq\x(\s\up1(07))胞嘧啶。

(2)分子结构

脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作eq\x(\s\up1(08))1′-C，与磷酸基团相连的碳叫作eq\x(\s\up1(09))5′-C。

3．DNA结构：双螺旋结构。

(1)DNA的结构模式图

DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的eq\x(\s\up1(10))磷酸基团，这一端称作5′-端，另一端有一个eq\x(\s\up1(11))羟基(—OH)，称作3′-端。DNA的两条单链走向eq\x(\s\up1(12))相反，从双链的一端起始，一条单链是从eq\x(\s\up1(13))5′-端到3′-端的，另一条单链则是从eq\x(\s\up1(14))3′-端到5′-端的。

(2)结构特点

①DNA是由eq\x(\s\up1(15))两条单链组成的，这两条链按eq\x(\s\up1(16))反向平行方式盘旋成eq\x(\s\up1(17))双螺旋结构。

②DNA中的eq\x(\s\up1(18))脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成eq\x(\s\up1(19))基本骨架；eq\x(\s\up1(20))碱基排列在内侧。

③两条链上的碱基通过eq\x(\s\up1(21))氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是：eq\x(\s\up1(22))A与T配对，eq\x(\s\up1(23))G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作eq\x(\s\up1(24))碱基互补配对原则。

1．在双链DNA中，一个磷酸与几个脱氧核糖相连？一个脱氧核糖与几个磷酸相连？

提示：一个或两个；一个或两个。

2．一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过什么相连？

提示：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖。

知识点3制作DNA双螺旋结构模型及DNA相关计算

1．制作DNA双螺旋结构模型的过程

(1)组装脱氧核苷酸模型：利用材料制作若干个eq\x(\s\up1(01))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eq\x(\s\up1(02))相等，碱基之间能够eq\x(\s\up1(03))互补配对。

(3)制作DNA平面结构模型：按照eq\x(\s\up1(04))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eq\x(\s\up1(05))相反。

(4)制作DNA的立体结构(双螺旋结构)模型：把DNA平面结构旋转，即可得到一个DNA的双螺旋结构模型。

2．DNA相关计算

分析上图可得出以下规律

(1)DNA双链中互补的两个碱基数量eq\x(\s\up1(06))相等，即A＝T，C＝eq\x(\s\up1(07))G。

(2)DNA双链中，两个不互补的碱基之和占碱基总数的比值eq\x(\s\up1(08))相等，并为碱基总数的eq\x(\s\up1(09))eq\f(1,2)，即(A＋G)/(A＋G＋T＋C)＝(T＋C)/(A＋G＋T＋C)＝(A＋C)/(A＋G＋T＋C)＝(