（统编版）2020学年高中生物第三章第二节DNA的分子结构和特点教学案浙科版必修39

第二节 DNA的分子结构和特点

知识内容 核酸分子的组成 DNA分子的结构和特点 活动：制作DNA双螺旋结构模型 必考要求 a b b 加试要求 a b b 1.结合图例分析，概述DNA分子的双螺旋结构及特点。2.阅读教材图文，课时要求 学会“制作DNA双螺旋结构模型”的构建过程。3.通过制作DNA双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。

通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA。那么DNA究竟具有怎样的结构呢？如上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程，这就是科学家模拟的DNA模型，下面就让我们重温科学家构建DNA模型的研究历程，分析DNA的结构特点。

一、DNA分子的结构和特点

1．基本单位

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2．双螺旋结构模型

(1)该模型的构建者：美国学者沃森和英国学者克里克。 (2)写出图中①②③④的结构名称。 ①A，②G，③腺嘌呤脱氧核苷酸，④氢键。 3．DNA分子结构的主要特点

(1)两条链反向平行：脱氧核糖与磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架，排列在外侧；碱基排列在内侧。

(2)碱基互补配对原则：一条链上的A总与另一条链上的T配对，之间形成2个氢键；一条链上的G总与另一条链上的C配对，之间形成3个氢键。

(3)卡伽夫法则：在DNA分子中，A＝T，G＝C，有A＋G＝T＋C，但A＋T不一定等于G＋C。 方法链接 DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆 五种元素：C、H、O、N、P；

四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸； 三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基； 二条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链； 一种螺旋：规则的双螺旋结构。

如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：

1．图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？

答案 [1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。

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2．两条链之间的碱基是怎样结合的？配对有什么规律？

答案 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。

3．结构[2]中的相邻碱基C和A是如何连接的？

答案 连接方式为：C—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—A。 4．该片段中，游离的磷酸基团有几个？ 答案 2个。

5．现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C—G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？

分析 假设M分子只有A、T两种碱基，则200个碱基形成100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G—C碱基对共60个。N分子中A－T碱基对有20个，则G—C碱基对有80个，氢键共有20×2＋80×3＝280个，氢键越多的DNA分子越稳定。 答案 M分子中C—G碱基对共60个；N分子更稳定。

知识整合 DNA中两条链反向平行，每条链有一个游离的磷酸基团；一条链内的相邻碱基由脱氧核糖—磷酸基团－脱氧核糖连接；两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对，A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键；相同长度的DNA分子，G—C碱基对越多，氢键越多，DNA分子越稳定。

1．下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是( ) A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 B．DNA分子中的两条链反向平行

C．DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等

D．DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则 答案 C

解析 在DNA分子中，A＝T、G＝C，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子两条链反向平行；A－T间是2个氢键，G－C间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。

2．如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是( )

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A．DNA是双螺旋结构 B．碱基严格互补配对 C．嘌呤数等于嘧啶数 D．两条脱氧核苷酸链反向平行 答案 D

解析 由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。 知识整合 DNA分子特性

(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。

(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4种。

(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。

二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律

n

1．制作DNA双螺旋结构模型

(1)原理：DNA分子双螺旋结构的主要特点。

(2)实验目的：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。 (3)制作步骤

选择材料制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基

↓连接 多个脱氧核苷酸

↓连接 脱氧核苷酸长链

↓形成 一个DNA分子

↓ DNA双螺旋结构 (4)注意事项

①选材时，用不同形状、不同大小和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。 ②要选用有一定强度和韧性的支架和连接材料。

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