2015-2016學年高中生物 第3章 第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)學案 新人教版必修2

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1、 DNA分子的結(jié)構(gòu) 1．沃森和克里克創(chuàng)建了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，建構(gòu)了物理模型。 2．DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，兩條鏈按反向平行方式盤旋。這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。 3．磷酸—脫氧核糖骨架排列在螺旋外部，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在螺旋內(nèi)部。 4．兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量；鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。 5．DNA中，A一定與T配對，G一定與C配對。這叫做堿基互補配對原則。 一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1．模型名稱：DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)

2、模型。 2．構(gòu)建者：美國生物學家沃森和英國物理學家克里克。 二、DNA分子的結(jié)構(gòu) 1．結(jié)構(gòu)層次。 基本組成元素——C、H、O、N、P等 ↓ 基本組成物質(zhì)——磷酸脫氧核糖、含氮堿基 　　　　　　　　　↓　(A、G、C、T四種) 基本組成單位——脫氧核糖核苷酸(四種) 　　　↓聚合 DNA單鏈——脫氧核苷酸長鏈 　　　↓兩條 DNA雙鏈——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。 2．結(jié)構(gòu)特點。 (1)雙鏈反向平行。 (2)脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。 (3)兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。 (4)A和T之間形成二個氫鍵，C和G之間形成三個

3、氫鍵，故DNA分子中G－C比例高的穩(wěn)定性強。 1．判斷正誤： (1)DNA分子由兩條方向相同的脫氧核苷酸鏈盤旋而成。(×) 解析：構(gòu)成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈反向平行。 (2)沃森和克里克構(gòu)建的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中，磷酸－脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部。(√) (3)DNA分子中的堿基一定存在如下數(shù)量關(guān)系：C＝T，A＝G。(×) 解析：DNA分子中A與T配對，G與C配對，故存在的數(shù)量關(guān)系應(yīng)為A＝T，G＝C。 2．問題導學： (1)不同DNA分子的基本骨架是否相同？請說明理由。 提示：相同。不同DNA分子的基本骨架都是磷酸與脫氧核糖分子交替排列連接

4、而成。 (2)DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，你知道為什么嗎？ 提示：①DNA分子中兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基通過氫鍵相連形成堿基對；②DNA分子的基本骨架固定不變。 1．提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的科學家是(B) A．施萊登、施旺 B．沃森、克里克 C．孟德爾、摩爾根 D．列文·虎克、羅伯特·虎克 2．在DNA分子的一條單鏈中，相鄰的堿基A與T是通過下列哪種結(jié)構(gòu)連接起來的(B) A．氫鍵 B．－脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖－ C．肽鍵 D．－磷酸－脫氧核糖－磷酸－ 3．關(guān)于DNA和RNA的敘述，正確的是(C) A．DNA有氫鍵和高能磷酸鍵 B．一種病毒同時

5、含有DNA和RNA C．原核細胞中既有DNA，也有RNA D．葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA 4．在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時，各“部件”之間需要連接。圖中錯誤的是(B) 5．制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時，下圖為兩個脫氧核苷酸的模型，其中圓圈代表磷酸，下列說法正確的是(C) A．長方形可能代表A、T、C、U四種含氮堿基 B．兩個圓圈可用曲別針(代表化學鍵)連接，以形成DNA的單鏈 C．曲別針(代表化學鍵)應(yīng)該連接在一個核苷酸的五邊形和另一個核苷酸的圓圈上 D．如果兩個脫氧核苷酸分別位于鏈的兩側(cè)，兩個模型方向相同 6．下圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答：

6、 (1)圖甲是DNA片段的________結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的________結(jié)構(gòu)。 (2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：[2]_________、[3]________、[5]___________。 (3)連接堿基對的[7]是________，堿基配對的方式如下：______與______配對；______與______配對。 (4)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成____________結(jié)構(gòu)。 解析：(1)由圖分析可得，圖甲是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)圖，圖乙是DNA分子的立體結(jié)構(gòu)圖。 (2)準確識記DNA

7、分子結(jié)構(gòu)，并依此作答。 (3)(4)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點有：DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA分子外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連接而成的基本骨架；DNA分子兩條鏈的內(nèi)側(cè)的堿基按照堿基互補配對原則配對，并以氫鍵互相連接。 答案：(1)平面　立體(或空間)　 (2)一條脫氧核苷酸單鏈片段　脫氧核糖　腺嘌呤脫氧核苷酸 (3)氫鍵　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鳥嘌呤) C(胞嘧啶) (4)反向平行　規(guī)則的雙螺旋 一、選擇題 1．有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是(D) A．DNA分子由4種核糖核苷酸組成 B．DNA單鏈上相鄰堿

8、基以氫鍵連接 C．堿基與磷酸相連接 D．磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架 解析：DNA是由4種脫氧核苷酸組成的，故A錯誤。DNA單鏈上的堿基是不直接相連的，故B錯誤。堿基是與脫氧核糖相連接的，故C錯誤。磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架，故D正確。 2．關(guān)于下圖DNA分子片段的說法不正確的是(D) A．①所指的堿基代表鳥嘌呤 B．②所指的堿基是DNA分子中特有的 C．③代表堿基互補配對形成的氫鍵 D．DNA分子片段中A－T堿基對含量越高，DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 解析：圖中①所指堿基為鳥嘌呤(G)；②所指堿基為胸腺嘧啶(T)，T是DNA特有的；③代表

9、氫鍵；DNA分子中A－T堿基對有2個氫鍵，G－C堿基對有3個氫鍵，若G－C堿基對含量越高，則DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。 3．細胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片段中(C) A．G的含量為30%　　　　　B．U的含量為30% C．嘌呤含量為50% D．嘧啶含量為40% 解析：根據(jù)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中A＝T、C＝G可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故C正確。其他堿基的含量分別為：T＝A＝30%、C＝G＝[1－(30%＋30%)]/2＝20%。U參與構(gòu)成RNA，DNA中沒有。 4．分析某生物的雙鏈DNA，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的64%，其中一條鏈上的腺

10、嘌呤占該鏈全部堿基的30%，則另一條鏈中腺嘌呤占整個DNA分子堿基的比例是(A) A．17% B．32% C．34% D．50% 解析：由于A＋T＝64%，所以A、T占整個DNA分子的比例A＝T＝32%；而其中一條鏈上的A占該鏈全部堿基的30%，占整個DNA分子的15%，所以另一條鏈上的A占整個DNA分子的比例為32%－15%＝17%。 5．DNA分子片段中有200個堿基對，其中腺嘌呤有90個，因此這個片段中含有的游離的磷酸的數(shù)目和氫鍵的數(shù)目依次為(B) A．200個和400個 B．2個和510個 C．2個和400個

11、 D．400個和510個 解析：DNA分子由兩條鏈組成，而且這兩條鏈的方向是相反的，在每條鏈的一端都有一個游離的磷酸，則兩條鏈共有2個游離的磷酸。在DNA分子中，A與T配對，G與C配對，且A與T之間有2個氫鍵，G與C之間有3個氫鍵，由題可知，氫鍵的數(shù)目是90×2＋(200－90)×3＝510。 6．下面是4位同學拼制的DNA分子中一條多核苷酸鏈局部平面結(jié)構(gòu)模型，正確的是(C) 解析：圓圈表示磷酸基團，五邊形表示五碳糖，長方形表示堿基，由于磷酸與脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)，故A、B錯誤；兩個磷酸連接五碳糖的部位不同，故D錯誤，C正確。 7．

12、某DNA雙鏈中，一條單鏈的(A＋T)/(C＋G)＝b，則其互補鏈中、整個DNA分子中該比例分別為(C) A．b、1 B．1/b、1 C．b、b D．1/b、b 解析：DNA分子具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，它是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋而成的；其外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基對(A－T、C－G)通過氫鍵連接。在一條單鏈中(A＋T)/(C＋G)＝b，由于堿基互補配對，則其互補鏈中(T＋A)/(G＋C)＝b，所以在整個DNA分子中(A＋T)/(C＋G)也等于b，故選C。 二、非選擇題 8．下圖所示DNA分子平面結(jié)構(gòu)圖，仔細閱

13、圖回答下列各問： (1)寫出圖中各編號的中文名稱： ①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________；⑦________；⑧________；⑨________ (2)圖中共有脫氧核苷酸________個，堿基________對。 (3)如果將細胞培養(yǎng)在含15N的同位素培養(yǎng)基上，則能在此圖的________成分(填寫編號)上可以測到15N。 (4)如果將細胞培養(yǎng)在含32P的同位素培養(yǎng)基上，則能在此圖的________成分上可以測到32P。 (5)DNA分子具有獨特的________結(jié)構(gòu)，連接兩條鏈的堿基之間具

14、有________的能力；DNA分子堿基對排列順序的千變?nèi)f化和堿基對的特定的排列順序決定了生物體具有________和________的特點。 (6)某DNA分子含有5000個堿基對，基中T為4000個，則G為________個，脫氧核苷酸為________個，磷酸為________個。在DNA分子中，如果堿基A＋T＝56%，則其中一條單鏈中的A＋T占該單鏈堿基總數(shù)的________，若此單鏈中，G占18%，則在另一條單鏈中G占單鏈堿基數(shù)為________。 解析：(1)DNA分子的結(jié)構(gòu)及組成成分。(2)此DNA分子片段中共有脫氧核苷酸8個，堿基對4對。(3)將細胞培養(yǎng)在含15N的同位素培

15、養(yǎng)基上，含氮堿基中都有15N。(4)將細胞培養(yǎng)在含32P的同位素培養(yǎng)基上，則磷酸基團中可以測到32P；DNA分子具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，連接兩條鏈的堿基之間具有互補配對的能力。(5)DNA分子堿基對排列順序的千變?nèi)f化和堿基對的特定排列順序決定了生物體具有多樣性和特異性的特點。(6)根據(jù)堿基互補配對原則：A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝50%。 答案：(1)①磷酸基?、诿撗鹾颂恰、郯奏ぁ、馨奏っ撗鹾颂呛塑账帷、菹汆堰?A)?、搌B嘌呤(G)　⑦胞嘧啶(C)?、嘈叵汆奏?T)　⑨氫鍵　(2)8　4　(3)③～⑧中均可　(4)①　(5)雙螺旋　互補配對　多樣性　特異性　(6)1000個　10000

16、個　10000個　28%　54% 9．DNA指紋技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用，在親子鑒定、偵查罪犯等方面是目前最為可靠的鑒定技術(shù)。請思考回答下列有關(guān)DNA指紋技術(shù)的問題： (1)如圖為通過提取某小孩和其母親以及待測定的三位男性的DNA，進行DNA指紋鑒定，部分結(jié)果如圖所示。則該小孩的真正生物學父親是________。 (2)現(xiàn)在已知除了一卵雙生雙胞胎外，每個人的DNA都是獨一無二的，就好像指紋一樣，這說明了DNA分子具有________性。 (3)DNA指紋技術(shù)運用了DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，據(jù)此請回答：DNA分子由兩條鏈組成，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成__________；

17、DNA分子中的________和________交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，________排列在內(nèi)側(cè)；堿基互補配對原則是指：A(腺嘌呤)一定與______(________)配對；______(________)一定與C(胞嘧啶)配對。 (4)為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA? _______________________________________________。 解析：本題考查DNA分子中堿基排列順序的多樣性和特異性的應(yīng)用。 (1)觀察圖知，孩子的DNA指紋圖譜一部分與母親相同，另一部分應(yīng)該與父親的DNA指紋圖譜相同，所以孩子的真正生物學父親是B。(2)除一卵雙生雙胞胎外，每個人的DNA不同且每個人的DNA是獨一無二的，說明了DNA分子具有特異性。(3)DNA分子的主要特點是：DNA分子由兩條鏈組成，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)；堿基互補配對原則是指：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。 (4)DNA是人類的遺傳物質(zhì)，所以用DNA做親子鑒定。 答案：(1)B　(2)特異　(3)雙螺旋結(jié)構(gòu)　脫氧核糖　磷酸　堿基　T(胸腺嘧啶) G(鳥嘌呤)　(4)因為DNA是人類的遺傳物質(zhì) - 7 -