第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1.構(gòu)建者: 。2.用到的關(guān)鍵信息(1)DNA是以4種 為單位連接而成的長鏈,這4種脫氧核苷酸分別含有 4種堿基。(2)威爾金斯和富蘭克林提供的 。(3)查哥夫提出的堿基數(shù)量關(guān)系:A等于 的量、G等于 的量。二、DNA的結(jié)構(gòu)1.組成元素: 。2.基本單位: 。3.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(1)DNA是由 條單鏈組成的,這兩條鏈按 方式盤旋成 結(jié)構(gòu)。(2)DNA中的 交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架; 排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過 連接成堿基對,并且堿基配對具有一定規(guī)律: 一定與T配對, 一定與C配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系,叫作 原則。三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型通過制作 模型,加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點的認識和理解。(1)DNA分子的兩條核糖核苷酸鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。()(2)DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸基團和一個堿基。()(3)雙鏈DNA分子中的嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)。()(4)DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,其結(jié)構(gòu)不會發(fā)生改變。()任務(wù)一DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建【資料】閱讀教材P48、P49DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建的相關(guān)內(nèi)容。[分析]完善DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程。例1某同學在學習DNA分子的結(jié)構(gòu)時,查到了以下三個資料:資料1:DNA外部為水溶液環(huán)境,堿基具有疏水性,磷酸和脫氧核糖具有親水性。資料2:奧地利生物化學家查哥夫?qū)NA分子進行了定量分析,發(fā)現(xiàn)在DNA分子中,腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量,鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量。資料3: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)時的一模一樣。下列敘述不是由資料1~3得出的是()A.DNA由兩條單鏈組成,脫氧核糖和磷酸交替連接B.脫氧核糖和磷酸排列在外側(cè),堿基排列在內(nèi)側(cè)C.堿基配對規(guī)律:A一定與T配對;G一定與C配對D.DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)任務(wù)二DNA的結(jié)構(gòu)【情境】如圖所示是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖,圖甲為平面結(jié)構(gòu),圖乙為雙螺旋結(jié)構(gòu)。[分析](1)請補充圖乙中空白處的堿基。(2)圖甲中,脫氧核糖中的1'-C是指與 相連的碳,5'-C是指與 相連的碳。(3)圖乙中,④ (填“是”或“不是”)一個脫氧核苷酸,原因是 。(4)DNA的一條單鏈具有兩個末端,一端有一個游離的磷酸基團,稱作 ,另一端有一個羥基(—OH),稱作 ,兩條單鏈反向平行。從雙鏈的一端開始,一條單鏈是從5'端到3'端的,另一條單鏈則是從3'端到5'端的。(5)圖乙、丙中,DNA片段有 個游離的磷酸基團,該片段中一個磷酸基團與 個脫氧核糖相連,一個脫氧核糖與 個磷酸基團相連。(6)DNA分子中兩條鏈的堿基通過 相連,一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的兩個堿基通過 相連。(7)為什么DNA分子中G與C堿基所占的比例越高,DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越強? 解讀兩種DNA結(jié)構(gòu)模型(1)圖乙是圖甲的簡化形式,圖乙中①②③可分別表示磷酸二酯鍵、胞嘧啶脫氧核苷酸、氫鍵。(2)由圖可解讀以下信息:(3)DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸,徹底水解的產(chǎn)物是1種磷酸、1種脫氧核糖和4種含氮堿基。例2[2024·福建泉州月考]下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,錯誤的是()A.組成DNA分子的兩條單鏈是反向平行的B.磷酸與核糖交替連接構(gòu)成DNA分子的基本骨架C.DNA分子兩條鏈上的堿基,總是嘌呤與嘧啶配對D.DNA分子中含氮堿基與磷酸基團的數(shù)目相等例3DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的揭示是劃時代的偉大發(fā)現(xiàn),在生物學的發(fā)展中具有里程碑式的意義。如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.①②③構(gòu)成的結(jié)構(gòu)是鳥嘌呤脫氧核苷酸B.從DNA分子的一端起始,兩條鏈皆是從5'端到3'端C.①和②交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成了DNA分子的基本骨架D.DNA分子中的腺嘌呤數(shù)和鳥嘌呤數(shù)相等,胞嘧啶數(shù)和胸腺嘧啶數(shù)相等[方法技巧]利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結(jié)構(gòu)任務(wù)三制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1.實驗?zāi)康耐ㄟ^制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,加深對DNA結(jié)構(gòu)特點的認識和理解。2.材料用具曲別針、泡沫塑料、紙片、扭扭棒、牙簽、橡皮泥、鐵絲等常用物品。3.實驗步驟組裝“脫氧核苷酸模型”→制作“脫氧核苷酸長鏈模型”→制作DNA分子平面結(jié)構(gòu)模型→制作DNA分子的立體結(jié)構(gòu)。4.實驗討論(1)DNA分子的結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性,其穩(wěn)定性的基礎(chǔ)是 。(2)某位細心的同學發(fā)現(xiàn)各實驗小組制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型各不相同,你認為不同實驗小組制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的差異主要表現(xiàn)在 不同。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型評價標準(1)科學性,要能夠體現(xiàn)DNA分子的特點,包括DNA分子各個組件的比例是否科學,能否夠體現(xiàn)出堿基配對的情況,能否靈活轉(zhuǎn)動成雙螺旋,以及每個螺旋中的堿基數(shù)目是否正確等。(2)藝術(shù)性,要美觀大方。(3)創(chuàng)造性,要能夠突破老師或書本上提供的材料和制作方法。(4)超前性,利用該模型還可以作為DNA分子復(fù)制的適宜模型。例4[2024·海南?？谠驴糫實驗室有紅、黃、藍、綠四種硬紙片各12、10、12、8張,分別代表A、G、C、T四種堿基,還有代表脫氧核糖的塑料片30個,代表磷酸的扭扭棒20個,其他材料均充足。某學習小組欲利用上述材料制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.脫氧核糖的1'-C上連接堿基,5'-C上連接磷酸基團B.外側(cè)的脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成DNA的基本骨架C.構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型中,最多含有10個堿基對D.利用上述實驗材料最多可構(gòu)建410種DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型任務(wù)四堿基互補配對原則及相關(guān)計算【實例】閱讀教材P48~P50有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。[分析](1)在整個雙鏈DNA分子中,嘌呤總數(shù)是否等于嘧啶總數(shù)? 。在DNA分子一條單鏈中呢? 。(2)某雙鏈DNA分子中,鳥嘌呤占23%,則腺嘌呤占 。(3)在DNA的一條單鏈中,(A+G)/(T+C)=0.4,上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是 。(4)若DNA的一條單鏈中,(A+T)/(G+C)=0.4,上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是 。(1)堿基互補配對原則:A=T,G=C,A1=T2,T1=A2,G1=C2,C1=G2,如圖所示:(2)雙鏈DNA中,DNA堿基互補配對原則的有關(guān)計算:規(guī)律1:互補的兩個堿基數(shù)量相等,即A=T,C=G。規(guī)律2:任意兩個不互補的堿基之和占總堿基數(shù)的50%。規(guī)律3:一條鏈中互補堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和。規(guī)律4:若一條鏈中,A1+T1A1+T1+C1+G1=n,規(guī)律5:若一條鏈中A1+G1T1+C1=K,則另一條鏈中A2+G2T2+注意:規(guī)律4和規(guī)律5可巧記為“補則等,不補則倒”。例5某DNA片段含有100個堿基對,其中一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,則該DNA片段()A.含有100個脫氧核糖B.含有30個TC.含有4種核糖核苷酸D.嘌呤數(shù)不等于嘧啶數(shù)例6[2024·山東聊城期中]某雙鏈(α鏈和β鏈)DNA分子中鳥嘌呤與胞嘧啶的數(shù)量之和占全部堿基總數(shù)的56%,α鏈中腺嘌呤占28