高中牛頓第二定律教案

第二節(jié)DNA分子的結構和復制。

學習目標：1.DNA分子結構的探究歷程
2．DNA分子的主要結構特點
3．DNA分子的復制過程及特點
4．米西爾森和斯塔爾證明DNA分子復制方式的實驗

[教材梳理]

一、DNA分子的結構
1．DNA分子結構的探索歷程
時期科學家成果
20世紀30年代后期瑞典科學家證明DNA是不對稱的
1951年查哥夫(美)定量分析DNA分子的堿基組成，發(fā)現(xiàn)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
1952年富蘭克琳(英)確認DNA為螺旋結構，而不是由一條鏈構成的
1953年沃森(美)和克里克(英)提出DNA分子的雙螺旋結構模型
2.DNA分子的基本組成單位
DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，如圖所示：
(1)組成：①磷酸；②脫氧核糖；③含氮堿基。
(2)堿基：A：腺嘌呤；G：鳥嘌呤；C：胞嘧啶；T：胸腺嘧啶。
3．DNA分子的立體結構
(1)整體：由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤旋而成的雙螺旋結構。
(2)外側——基本骨架：由脫氧核糖和磷酸交替連接構成。
(3)內(nèi)側——堿基對：由兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，是按堿基互補配對原則連接而成的，即A與T配對、G與C配對。
4．DNA分子的多樣性和特異性
(1)多樣性：堿基對排列順序的千變?nèi)f化。
(2)特異性：特定的堿基對排列順序構成了每一個DNA分子的特異性。
二、DNA分子的復制
1．DNA復制的概念、時期、場所及條件
(1)概念：以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。
(2)時期：細胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。
(3)場所：細胞核(主要)。
(4)DNA復制的條件：
①模板：DNA分子的兩條鏈。
②原料：游離的四種脫氧核苷酸。
③能量：由細胞提供。
④酶：解旋酶和DNA聚合酶等。
2．過程
3．特點
①邊解旋邊復制；②半保留方式復制。
4．準確復制的原因和意義
(1)原因
①DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板；
②通過堿基互補配對，保證了復制能夠精確地進行。
(2)意義：使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。
[牛刀小試]

一、DNA分子的結構
1．觀察教材P68圖4－8，結合制作模型體驗，探討下列問題：
(1)DNA分子中同一條鏈和兩條鏈中連接相鄰兩個堿基的結構有何不同？
提示：同一條鏈中連接相鄰兩個堿基的結構是—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—；兩條鏈中連接相鄰兩個堿基的結構是氫鍵。
(2)運用堿基互補配對原則分析，在所有的雙鏈DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的值相同嗎？在DNA分子的一條鏈中是否存在同樣的規(guī)律？
提示：①相同。在雙鏈DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此在所有的雙鏈DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同。
②在單鏈DNA分子中不存在同樣的規(guī)律，因為A與T，G與C不一定相等。
(3)某實驗小組同學制作了如下堿基對模型，你認為哪些是正確的，哪些是錯誤的？
提示：①～④所示模型中只有①正確，②、③、④均不正確。②中多了一個氫鍵，③中堿基配對錯誤，也未遵照“反向平行”的特點；④中未遵照“反向平行”特點。
2．連線
二、DNA分子的復制
閱讀教材P71～72，結合圖4－10、4－11，探究下列問題：
(1)DNA復制時有幾條模板鏈？新合成的DNA分子中的兩條鏈全是子鏈嗎？
提示：①兩條模板鏈(親代DNA分子解開螺旋的兩條鏈)。②不是，而是一條母鏈和一條子鏈。
(2)DNA復制時，用什么方法識別DNA中哪一條鏈是母鏈，哪一條鏈是子鏈？DNA復制所形成的子代DNA分子是否是親代DNA鏈和子代DNA鏈隨機結合的？
提示：①同位素標記法。②不是，而是親代DNA鏈與其相應的子鏈結合形成的子代DNA分子。
(3)若將某一試管中加入緩沖液、ATP、DNA模板和四種脫氧核苷酸，并置于適宜的溫度下，能否完成DNA復制？分析原因。
提示：不能。復制條件不完全，缺少解旋酶、DNA聚合酶。
(4)若1個DNA分子含有m個腺嘌呤，則復制n次需要多少游離的腺嘌呤脫氧核苷酸？
提示：需(2n－1)m個。因為1個DNA分子復制n次，共形成2n個DNA分子，其中有兩條脫氧核苷酸鏈為母鏈，不需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸。
(5)DNA分子復制具有準確性，那么在任何情況下，DNA分子復制產(chǎn)生的子代DNA分子與親代DNA分子都完全相同嗎？
提示：不一定。DNA分子復制時，受到各種因素的干擾，堿基序列可能會發(fā)生改變，從而使后代DNA分子與親代DNA分子堿基序列不同，導致遺傳信息發(fā)生改變。
[重難突破]

一、DNA分子的結構層次
1．DNA分子結構中的“五、四、三、二、一”：
“五”——DNA分子的基本組成元素有5種(C、H、O、N、P)。
“四”——DNA分子的基本組成單位為“四種”脫氧核苷酸。
“三”——每種單位均由三分子物質(zhì)(1分子磷酸、1分子脫氧核糖及1分子含氮堿基)構成。
“二”——兩條脫氧核苷酸長鏈。
“一”——一種規(guī)則的雙螺旋結構。【W(wǎng)ww.XD63.Com 心得體會大全】

2．DNA分子結構層次圖示
二、DNA分子中的堿基計算規(guī)律
1．堿基互補配對原則
2．堿基間的數(shù)量關系
項目雙鏈DNA1鏈2鏈規(guī)律
A、T、G、C關系A＝T，G＝CA1＝T2，G1＝C2，
T1＝A2，C1＝G2雙鏈DNA中，A總等于T，G總等于C，且1鏈上的A等于2鏈上的T,1鏈上的G等于2鏈上的C
非互補堿基和之比，即A＋GT＋C或G＋TA＋C
1m1/mDNA雙鏈中非互補堿基之和總相等，兩鏈間非互補堿基和之比互為倒數(shù)
互補堿基和之比，即A＋TG＋C或G＋CA＋T
nnn在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補堿基和之比相等
某種堿基的比例(x為A、T、G、C中某種堿基的百分含量)12(x1＋x2)
x1x2某堿基占雙鏈DNA堿基總數(shù)的百分數(shù)等于相應堿基占相應單鏈的比值的和的一半
3.堿基比例與DNA分子的共性和特異性
(1)共性：
①AT＝TA＝1；②GC＝CG＝1；③A＋CT＋G＝A＋GT＋C＝1
(2)特異性：
A＋TG＋C的比值是多樣的，是DNA分子多樣性和特異性的主要表現(xiàn)。
[特別提醒]
(1)在DNA單鏈中，A與T、G與C也可能相等。
(2)(A＋T)/(G＋C)的比值能體現(xiàn)DNA分子的特異性，不同的DNA分子中該值可能相同。
三、DNA分子復制過程中相關計算
1．DNA分子數(shù)、DNA鏈數(shù)及所占比例的計算
2.脫氧核苷酸鏈數(shù)的計算
(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸總鏈數(shù)＝2n＋1條；
(2)親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條；
(3)新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。
3.所需脫氧核苷酸數(shù)的計算
若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則：
(1)經(jīng)過n次復制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m(2n－1)個。
(2)第n次復制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸m2n－1個。
4．與染色體、細胞數(shù)目相關的計算
研究DNA分子的半保留復制時，常涉及計算后代帶放射性標記的DNA、染色體或細胞所占比例的問題，此時要注意：
(1)一個DNA分子含兩條DNA鏈，只要有一條DNA鏈帶標記該DNA分子便帶標記。
(2)每條染色體含一個或兩個DNA分子，只要有一條DNA鏈帶標記，該染色體便帶標記。
(3)每個細胞含多條染色體，每條染色體的情況是一樣的，只需分析一條染色體(減數(shù)分裂時只需分析一對同源染色體)即可。
[實驗探究]
DNA復制方式的探究
1．方法
放射性同位素標記法和密度梯度離心技術。
2．原理
含15N的雙鏈DNA密度最大，含14N的雙鏈DNA密度最小，一條鏈含14N和一條鏈含15N的雙鏈DNA分子密度中等。
3．過程
(1)用放射性同位素15N標記大腸桿菌的DNA。
(2)將被標記的大腸桿菌轉入以含14N物質(zhì)為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。
(3)分別取完成一次細胞分裂和兩次細胞分裂的大腸桿菌，并將其中的DNA分子分離出來，進行密度梯度超速離心和分析。
4．結果圖示
5．結論：DNA的復制方式為半保留復制。

[考向聚焦]

[例1]　下列有關DNA分子結構的敘述，正確的是()
A．DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的規(guī)則的雙螺旋結構，其基本骨架由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基交替排列而成
B．整個DNA分子中，嘌呤數(shù)目等于嘧啶數(shù)目，所以每條DNA單鏈中A＝T、G＝C
C．與DNA分子中的堿基G直接相連的是脫氧核糖和堿基C
D．每個脫氧核糖均只與一個磷酸和一個堿基相連

[解析]　DNA分子雙螺旋結構的外側是磷酸與脫氧核糖交替排列構成的基本骨架，堿基排列在內(nèi)側。若DNA分子的一條鏈上是堿基A，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基T；一條鏈上是堿基G，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基C，反之亦然。所以，在雙鏈DNA分子中A＝T、G＝C，但在單鏈中，堿基A的數(shù)目不一定等于堿基T的數(shù)目，堿基G的數(shù)目也不一定等于堿基C的數(shù)目。在一個脫氧核苷酸中，堿基G與脫氧核糖直接相連，兩鏈之間堿基G與堿基C互補配對。每個脫氧核糖均只與一個堿基相連，但除了游離的脫氧核糖只與一個磷酸相連外，其余脫氧核糖均與兩個磷酸相連。

[答案]　C
[例2]　(福建高考)雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結構與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有()
A．2種B．3種
C．4種D．5種
[解析]　根據(jù)堿基互補配對原則，單鏈模板鏈中A與胸腺嘧啶配對。單鏈模板鏈中含有4個“A”，其中每個“A”均可能與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對，當單鏈模板上的“A”與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對會有4種不同長度的子鏈；若單鏈模板鏈上的“A”只與脫氧核苷酸結合，形成1種子鏈，所以最多會產(chǎn)生5種子鏈。
[答案]　D
[例3]　科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結果見下表。
組別1組2組3組4組
培養(yǎng)液中
唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl
繁殖代數(shù)多代多代一代兩代
培養(yǎng)產(chǎn)物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代
操作提取DNA并離心
離心結果僅為輕帶
(14N/14N)僅為重帶
(15N/15N)僅為中帶
(15N/14N)1/2輕帶(14N/14N)
1/2中帶(15N/14N)
請分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。
(2)綜合分析本實驗的DNA離心結果，第________組結果對得到結論起到了關鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是________________。
(3)分析討論：
①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自________，據(jù)此可判斷DNA分子的復制方式不是________復制。
②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復制方式。
③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強度發(fā)生變化的是________帶。
④若某次實驗的結果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為________。
[解析]　經(jīng)過一代培養(yǎng)后，只能是標記DNA分子的一條單鏈，所以要想對所有的DNA分子全部標記，要進行多代培養(yǎng)；在探究DNA分子的復制方式為半保留復制的實驗中，“重帶”應為兩個單鏈均被15N標記，“輕帶”為兩個單鏈均被14N標記，“中帶”為一個單鏈被14N標記，另一個單鏈被15N標記。
[答案]　(1)多　15N(15NH4Cl)　(2)3　1　2　半保留復制　(3)①B　半保留?、诓荒堋、蹧]有變化　輕　④15N

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?[網(wǎng)絡構建]

填充：①雙螺旋②反向平行?、劢惶孢B接
④互補配對?、葸吔庑厪椭啤、薨氡Ａ魪椭?br> ⑦解旋?、嗪铣勺渔?br> ?[關鍵語句]
1．DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈構成，兩鏈按反向平行方式盤旋成規(guī)則的雙螺旋結構，其脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，堿基排在內(nèi)側。
2．DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，其中A一定與T配對，G一定與C配對，A與T之間形成2個氫鍵，G與C之間形成3個氫鍵。
3．組成DNA分子的堿基雖然只有4種，但堿基對的排列順序卻是千變?nèi)f化的，含n個堿基對的DNA分子，可形成4n種排列順序，這些排列順序即代表遺傳信息。
4．DNA分子堿基對排列順序的千變?nèi)f化，構成了DNA分子的多樣性，而堿基對的特定的排列順序又構成了每一個DNA分子的特異性。
5．DNA復制發(fā)生于細胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。
6．DNA分子復制是半保留復制，DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對原則保證了復制能精確地進行。
7．DNA分子通過復制，使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。
知識點一、DNA的結構及相關計算
1．如圖為核苷酸鏈結構圖，下列敘述不正確的是()
A．能構成一個完整核苷酸的是圖中的a和b
B．圖中每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連
C．各核苷酸之間是通過化學鍵③連接起來的
D．若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T
解析：選A　核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子堿基組成，即圖中的a，b中磷酸的連接位置不正確，A錯誤；由題圖可知，每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連，B正確；核苷酸之間通過磷酸二酯鍵即圖中③相連形成核苷酸鏈，C正確；脫氧核苷酸根據(jù)堿基不同分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸，因此若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是胸腺嘧啶T，D正確。
2．從某生物組織中提取DNA進行分析，其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤，則與H鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的()
A．26%B．24%
C．14%D．11%
解析：選A　由題中條件可知C＋G在整個DNA分子中占有的比例為46%，因為C＋G在整個DNA分子中占有的比例等于它在DNA某一條鏈中占有的比例，則在H鏈上C＋G＝46%。又因為在H鏈上腺嘌呤占28%，則胸腺嘧啶(T)占的比例為26%，據(jù)堿基互補配對原則，H鏈上胸腺嘧啶等于其互補鏈中腺嘌呤的數(shù)目或比例，則另一條鏈中腺嘌呤占該鏈堿基數(shù)的26%。
知識點二、DNA的復制及相關計算
3．如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是()
A．圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的
B．圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的
C．真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶
D．真核生物的這種復制方式提高了復制速率
解析：選A　圖中DNA分子的復制是從多個起點開始的，但并不是同時開始的。圖中DNA分子的復制是邊解旋(需解旋酶)邊雙向復制的。
4．一個雙鏈均被32P標記的DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述不正確的是()
A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104個
B．復制過程需要2.4×104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7
D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3
解析：選B　該DNA分子中A－T堿基對的數(shù)目為5000×2×20%＝2000個，G－C堿基對的數(shù)目為5000－2000＝3000個，則該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)目為2000×2＋3000×3＝1.3×104個；該復制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(23－1)×3000＝21000個；子代中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32P與只含31P的DNA分子數(shù)之比為2∶(23－2)＝1∶3。
5．據(jù)圖回答問題：
(1)該圖表示的生理過程是________，該過程主要發(fā)生在細胞的________(填部位名稱)。
(2)圖中的1、2、3、4、5分別表示____________________(填堿基名稱，用字母表示)。
(3)假如經(jīng)過科學家的測定，α鏈上的一段堿基序列(M)中的A∶T∶C∶G為2∶1∶1∶3，能不能說明科學家的測定是錯誤的？______，原因是______________________________。
(4)如果以(3)中的α鏈的M為模板，復制出的β鏈的堿基比例應該是________________。
解析：DNA是雙螺旋結構，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補配對原則，即A與T、C與G配對，所以DNA分子中A＝T，G＝C。DNA復制是半保留復制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補配對原則進行堿基互補配對，所以形成的DNA子鏈必定與DNA中的一條母鏈完全相同，新形成的兩個DNA分子，與親代DNA分子完全相同。
答案：(1)DNA復制　細胞核　(2)A、T、C、C、T
(3)不能　在單鏈中不一定存在A＝T、G＝C
(4)T∶A∶G∶C＝2∶1∶1∶3
(時間：25分鐘；滿分：50分)
一、選擇題(每小題2分，共20分)
1．下列關于沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的敘述，錯誤的是()
A．沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型是建立在DNA分子以4種脫氧核苷酸(堿基為A、T、G、C)為單位連接而成的長鏈的基礎上
B．威爾金斯和富蘭克林通過對DNA衍射圖譜的有關數(shù)據(jù)進行分析，得出DNA分子呈螺旋結構
C．沃森和克里克曾嘗試構建了多種模型，但都不科學
D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(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)的量的啟發(fā)，構建出了科學的模型
解析：選B　沃森和克里克最先提出了堿基在外側的雙螺旋和三螺旋結構模型，后來又提出了堿基在內(nèi)側的雙螺旋結構模型，并且同種堿基配對。最后提出了堿基互補配對的雙螺旋結構模型。
2．下面關于DNA分子結構的敘述中，錯誤的是()
A．每個雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸
B．每個堿基分子上均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖
C．每個DNA分子中堿基數(shù)＝磷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù)
D．雙鏈DNA分子中的一段含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤
解析：選B　脫氧核苷酸分子的連接方式應為。在雙鏈的DNA分子內(nèi)部，堿基之間通過氫鍵連接形成堿基對，對一個堿基來說，一側連接著一個脫氧核糖，另一側通過氫鍵和另一個堿基相連。
3．在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%，胸腺嘧啶占30%，則另一條鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的()
A．21%,12%B．30%,24%
C．34%,12%D．58%,30%
解析：選C　解這類題目，最好先畫出DNA分子的兩條鏈及堿基符號，并標出已知堿基的含量，這樣比較直觀，更易找到解題方法。然后利用DNA分子的堿基互補配對原則，由整個DNA分子中A＋T＝42%，可得出A1＋T1即對應單鏈堿基總數(shù)的百分比也為42%，則C1＋G1＝58%。由一條鏈中C1＝24%，C1＋G1＝58%，得出對應另一條單鏈中C2＝34%，由一條鏈中A1＋T1＝42%，A1＝12%，得出對應另一條單鏈T2＝12%。

4．(上海高考)在DNA分子模型搭建實驗中，如果用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型()
A．粗細相同，因為嘌呤環(huán)必定與嘧啶環(huán)互補
B．粗細相同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似
C．粗細不同，因為嘌呤環(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補
D．粗細不同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同
解析：選A　A和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是A＝T，G＝C，依題意，用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細相同。
5．如圖為DNA分子結構示意圖，相關敘述正確的是()
a．②和③相間排列，構成了DNA分子的基本骨架
b．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸
c．⑨是氫鍵，其形成遵循堿基互補配對原則
d．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息
e．③占的比例越大，DNA分子越不穩(wěn)定
f．⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
A．bcdf　B．cdf
C．a(chǎn)bcfD．bce
解析：選B　DNA分子是反向平行的雙螺旋結構，①磷酸與②脫氧核糖交替排列在外側，構成了DNA的基本骨架；④中的③②及②下方的磷酸基團組成胞嘧啶脫氧核苷酸；堿基互補配對，配對堿基之間通過氫鍵相連；DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息；G與C之間形成3條氫鍵，G與C含量越多，DNA分子越穩(wěn)定；根據(jù)堿基互補配對原則，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。
6．下列有關DNA復制的說法中，正確的是()
A．DNA復制時只有一條鏈可以作為模板
B．DNA復制所需要的原料是4種脫氧核苷酸
C．DNA復制的場所只有細胞核
D．DNA復制的時間只能是有絲分裂間期
解析：選B　DNA復制時，兩條鏈都可以作為模板，真核生物DNA復制的場所可以是細胞核，也可以是線粒體和葉綠體，在細菌體內(nèi)還可以是擬核。DNA復制時需要的原料是4種脫氧核苷酸。
7．把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的一個細菌，轉移到含重氮(15N)環(huán)境中，培養(yǎng)相當于繁殖一代的時間，然后全部放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當于連續(xù)繁殖兩代的時間后，細菌DNA組成分析表明()
A．3/4輕氮型、1/4中間型
B．1/4輕氮型、3/4中間型
C．1/2輕氮型、1/2中間型
D．3/4重氮型、1/4中間型
解析：選A　輕氮(14N)環(huán)境中的一個細菌轉移到重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當于繁殖一代的時間后，DNA分子全為15N/14N，再返回輕氮(14N)環(huán)境中培養(yǎng)繁殖，產(chǎn)生8個DNA分子，3/4輕氮型、1/4中間型。
8.如圖表示DNA分子復制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項中正確的是()
A．a(chǎn)和c的堿基序列互補
B．b和c的堿基序列相同
C．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與b鏈中同項比值相同
D．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與d鏈中同項比值不同
解析：選C　a、d兩條母鏈堿基互補，a、b兩條鏈堿基互補，c、d兩條鏈堿基互補，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補；兩條互補鏈中的(A＋T)/(G＋C)相同。
9．(山東高考)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖，下列正確的是()
解析：選C　DNA分子中(A＋C)/(T＋G)應始終等于1；一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)與其互補鏈中(A＋C)/(T＋G)互為倒數(shù)，一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.5時，互補鏈中(A＋C)/(T＋G)＝2；一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)與其互補鏈中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。
10．某DNA分子中含有1000個堿基對(被32P標記)，其中有胸腺嘧啶400個。若將該DNA分子放在只含被31P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復制兩次，其結果不可能是()
A．含32P的DNA分子占1/2
B．含31P的DNA分子占1/2
C．子代DNA分子相對分子質(zhì)量平均比原來減少1500
D．共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1800個
解析：選B　該DNA分子在含31P的培養(yǎng)液中復制兩次，可得到4個DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因為DNA復制為半保留復制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進入兩個子代DNA分子中；4個DNA分子中有兩個DNA分子的每條鏈都只含有31P，還有兩個DNA分子都是一條鏈含31P，另一條鏈含32P。前兩個DNA分子相對分子質(zhì)量比原DNA分子共減少了4000，后兩個DNA分子比原DNA分子共減少了2000，這樣4個DNA分子的相對分子質(zhì)量平均比原來減少了6000/4＝1500；在1000個堿基對的DNA分子中，胸腺嘧啶400個，則含有鳥嘌呤個數(shù)(1000×2－400×2)/2＝600(個)，復制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600×(22－1)＝1800(個)。

二、非選擇題(共30分)
11．(10分)如圖是DNA片段的結構圖，請據(jù)圖回答問題。
(1)圖甲是DNA片段的________結構，圖乙是DNA片段的________結構。
(2)填出圖中部分結構的名稱：[2]________________、[5]__________________。
(3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈是由________和________交替連接的。
(4)連接堿基對的化學鍵是____________，堿基配對的方式如下：即________與________配對；________與________配對。
(5)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________的________結構。
(6)含有200個堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個。請回答：
①該DNA片段中共有腺嘌呤________個，C和G共________對。
②該DNA片段復制4次，共需原料胞嘧啶脫氧核苷酸________個。
③在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，________堿基對的比例高，DNA分子穩(wěn)定性高。
解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結構。而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結構。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸鏈片段，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結構可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側構成了基本骨架。(4)DNA分子的兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，且有一定規(guī)律：A與T配對，G與C配對。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈是反向平行的；從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規(guī)則的雙螺旋結構。(6)①堿基對G和C之間有三個氫鍵，而A和T間有兩個氫鍵，設該DNA片段堿基A有x個，堿基G有y個，則有以下關系：x＋y＝200×1/2＝100,2x＋3y＝260，解得A為40個，G和C各為60個。②復制4次共需原料C為：(24－1)×60＝900個。③C和G之間的氫鍵多于A、T之間的氫鍵，因此C和G比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越大。
答案：(1)平面　立體(或空間)　(2)一條脫氧核苷酸鏈片段　腺嘌呤脫氧核苷酸　(3)脫氧核糖　磷酸　(4)氫鍵　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鳥嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)反向　規(guī)則　雙螺旋　(6)①40　60?、?00　③C和G
12．(10分)DNA指紋技術正發(fā)揮著越來越重要的作用，目前在親子鑒定、偵察罪犯等方面是最為可靠的鑒定技術。
請思考回答下列有關DNA指紋技術的問題：
(1)DNA親子鑒定中，DNA探針必不可少，DNA探針實際是一種已知堿基順序的DNA片段。請問：DNA探針尋找基因所用的原理是：_______________________________。
(2)用DNA做親子鑒定時，小孩的條碼會一半與其生母相吻合，另一半與其生父相吻合，其原因是________________________________________________________。
(3)如圖為通過提取某小孩和其母親以及待測定的兩位男性的DNA，進行DNA指紋鑒定，部分結果如圖所示。則該小孩的真正生物學父親是_________________________。
(4)現(xiàn)在已知除了一卵雙生胞胎外，每個人的DNA是獨一無二的，就好像指紋一樣，這說明了：______________________________________________________________。
(5)為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA?________________________。
(6)為了確保實驗的準確性，需要克隆出較多的DNA樣品，若一個只含31P的DNA分子用32P標記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復制3次后，含32P的單鏈占全部單鏈的________。
解析：DNA具有特異性，不同個體的DNA分子不同，因此可利用DNA分子雜交原理進行親子鑒定。由于子代的同源染色體一條來自父方，一條來自母方，因此親子鑒定時，應一半與父親吻合，一半與母親吻合。人體所有細胞都來源于同一個受精卵，因此都含有相同的遺傳物質(zhì)。
答案：(1)堿基互補配對原則　(2)孩子的每一對同源染色體一條來自父親，一條來自母親　(3)B　(4)DNA分子具有多樣性和特異性　(5)因為基因在DNA上，而不在RNA上，且DAN具有特異性　(6)7/8
13．(10分)DNA復制方式可以通過設想來進行預測，可能的情況是：全保留復制、半保留復制、分散復制。
(1)根據(jù)圖示對三種復制作出可能的假設：
①如果是全保留復制，則1個DNA分子形成2個DNA分子，其中一個是__________，而另一個是_______________________________________________________________；
②如果是半保留復制，則新形成的兩個DNA分子各有____________________；
③如果是分散復制，則新形成的DNA分子中__________________________________。
(2)請設計實驗來證明DNA的復制方式。
實驗步驟：
①在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)。
②在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N－DNA(親代)。
③將親代含15N的大腸桿菌轉移到14N培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心方法分離。
(3)實驗預測：
①如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分離出兩條帶：________和________，則可以排除________，同時肯定是________________。
②如果子代Ⅰ只有一條________，則可以排除________，但不能肯定是_______。
③如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出____________和____________，則可以排除__________________，同時肯定__________。
④如果子代Ⅱ不能分出________兩條密度帶，則排除________，同時肯定________。
(4)用圖例表示出最可能的實驗結果。
答案：(1)①親代的　新形成的　②一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新形成的　③每條鏈中的一些片段是母鏈的，另一些片段是子鏈的　(3)①一條輕密度帶(14N/14N)　一條重密度帶(15N/15N)　半保留復制和分散復制　全保留復制?、谥忻芏葞?14N/15N)　全保留復制　半保留復制還是分散復制?、垡粭l中密度帶(14N/15N)　一條輕密度帶(14N/14N)　分散復制　半保留復制　④中、輕　半保留復制　分散復制　(4)最可能的實驗結果(如圖所示)：

精選閱讀

DNA的結構和DNA的復制

DNA的結構和復制

DNA的結構和復制

一、教學目標：

1、知識目標
（1）、理解DNA分子的結構特點。
（2）、理解DNA分子復制的過程和意義。
2、能力目標：
（1）、培養(yǎng)學生自學能力：在自學中去領悟知識，去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

（2）、通過觀察DNA結構模型提高觀察能力、分析和理解能力。
3、情感目標：

培養(yǎng)學生樹立結構和功能相統(tǒng)一的觀點。

二、教學重點、難點：

1、DNA分子的結構。

2、DNA分子的復制。

解決方法：

（1）充分發(fā)揮多媒體的獨特功能，把DNA的化學結構、空間結構和DNA的復制過程等重難點知識編制成多媒體課件。將這些很難理解掌握的重點、難點知識變靜為動，變抽象為形象，轉化為易于吸收的知識。

（2）討論交流、通過提高學生的識圖能力、思維能力，通過配合適當?shù)木毩暎瑢⒅R化

難為易。

三、教學方法：

觀察法、討論法、講述法、問題引導法。

四、教學過程：

1、導入：

教師提問：上節(jié)課我們學習的“肺炎雙球菌轉化實驗”“噬菌體侵染細菌實驗”等實驗說明了什么？學生回答：DNA是遺傳物質(zhì)。教師引導：很好，我們也知道生物的結構和功能是相統(tǒng)一的。那么，DNA分子又應該有怎樣的結構和其功能相統(tǒng)一呢？我們就一起來學習一下本節(jié)課的內(nèi)容。2、講述：教師講述：1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA雙螺旋結構模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能奠定了基礎。為了理解DNA的結構，先來回憶一下DNA的化學組成。

教師提問：學生閱讀教材第8－9頁，仔細觀看圖6-6的基本單位圖。然后回答下列問題：

①組成DNA的基本單位是什么？每個基本單位由哪三部分組成？

②組成DNA的堿基有哪幾種？脫氧核苷酸呢？

學生活動：閱讀、討論、回答問題。教師總結：①組成DNA的基本單位是脫氧核苷酸，它由一分子脫氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮堿基組成。

②組成DNA的堿基有四種：腺嘌呤（A），鳥嘌呤（G），胞嘧啶（C）、胸腺嘧（T）；

所以，脫氧核苷酸有四種：

腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸。

教師提問：觀看教材第8頁，圖6-5回答“DNA的每一條鏈是如何組成的？”

學生回答：DNA的每一條鏈由四種不同的脫氧核苷酸聚合而成多脫氧核苷酸鏈。

教學目的：(在層層設疑、釋疑的基礎上，幫助學生搭建有關DNA分子結構的知識體系。)

展示模型：

教師引導：下面我們來觀察一下DNA分子的結構模型。DNA分子不僅具有一定的化學結構，還具有其特殊的空間結構。

教師提問：觀察模型，討論一下DNA的結構上有什么特點。

引導學生觀察在DNA雙螺旋結構模型中，一條鏈中的嘌呤堿基總數(shù)與嘧啶堿基總數(shù)有何關系？對應關系如何？

學生活動：觀察模型，分組討論?？偨Y特點。

教師引導：設問一：堿基配對時，為什么嘌呤堿不與嘌呤堿或嘧啶堿不與嘧啶堿配對呢？

答：這是由于嘌呤堿是雙環(huán)化合物，占有空間大；嘧啶堿是單環(huán)化合物，占

有空間小。而DNA分子的兩條鏈的距離是固定的，只有雙環(huán)化合物和單

環(huán)化合物配對才合適。

設問二：為什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？

答：這是由于A與T通過兩個氫鍵相連，G與C通過三個氫鍵相連，這樣使DNA的結構更加穩(wěn)定，所以，A與T或G與C的摩爾數(shù)比例均為1：1。

教師引導：那么，若從堿基數(shù)量的角度看，雙鏈DNA分子有何特點呢？

學生回答：（A=TG=C）--------即：堿基互補配對原則。

教師總結：對了。由此還可以推導出（A+G）/（T+C）=1。

并且（A+T）/（G+C）的比值具有物種的特異性，也就是對不同種生物來說，其比值是不一樣的。

幾種生物（A+T）∶（C+G）的比值：

小麥：1.21；家雞：1.34；黃牛：1.36；果蠅：1.37；小鼠：1.39；豬：1.43；人：1.5；家蠶：1.59。

教師總結：①兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構②脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在DNA分子的外側，構成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側。③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，且堿基配對有一定的規(guī)律，（A一定與T配對，G一定與C配對）教師引導：DNA分子的這種雙螺旋結構從位置上看：主鏈在外（磷酸和脫氧核糖交替連接），側鏈在內(nèi)（堿基對），形成了穩(wěn)定的空間結構；從成分上看主鏈穩(wěn)定，側鏈可變，側鏈成分的可變性導致了物種的差異性。

教師提問：DNA分子結構的特點與其結構的特性（穩(wěn)定性和多樣性的）是相聯(lián)系的。那么DNA分子都有哪些特性呢？

學生活動：分組討論。

教學目的：以閱讀、討論等形式引導學生分析問題，解決問題，能充分地發(fā)揮學生的主觀

能動性，培養(yǎng)學生語言表達能力和思維能力。

教師總結：①穩(wěn)定性：主鏈在外（磷酸和脫氧核糖交替連接），側鏈在內(nèi)（堿基對），形成了穩(wěn)定的空間結構。

②多樣性：DNA分子中堿基相互配對的方式雖然不變，而長鏈中的堿基對的排

列順序是千變?nèi)f化的。這就構成DNA分子的多樣性。

③特異性：每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序，這種特定的堿基排列順序就構成了DNA分子自身嚴格的特異性。

教師導入：DNA分子不僅具有一定的結構，還有相應的功能，下面我們來進一步學習DNA

復制方面的內(nèi)容。

首先，閱讀教科書11頁的相關內(nèi)容。

教師導入：閱讀完之后，我們來了解幾個與DNA復制有關的兩個經(jīng)典實驗。

一、梅賽爾—斯特爾在1958年用大腸桿菌所做的實驗（課件展示過程）

學生活動：觀看課件、聯(lián)系課文、分組討論、總結知識。

教師提問：新合成的DNA分子中有一半是舊鏈，另一半是新鏈。這個現(xiàn)象說明DNA分子是如何復制的呢？是否是像洗相片似的，有一張底片就可以洗出許多相片來？

學生回答：不相同。

教師提問：為什么你認為是不同的呢？

學生回答：因為DNA分子的復制結果并沒有形成一個完整的、新的DNA分子。而是形成了一半新一半舊的兩個DNA分子。

教師提問：那么，在細胞核內(nèi)的雙鏈DNA分子在開始復制的時候可能是什么狀態(tài)？是單鏈還是雙鏈？

學生回答：可能是單鏈。

教師提問：從螺旋型的雙鏈結構轉變?yōu)閱捂溄Y構，必須先怎樣變化？

學生回答：解開螺旋。

教學目的：通過層層設問，引導學生們建立“解旋、復制、新舊鏈形成新的DNA分子”的DNA分子的復制過程觀念。

教師引導：下面我們在來看另一個經(jīng)典的實驗。

二、美國生物化學家康貝格的實驗（課件展示過程）

學生活動：觀看課件、分組討論、總結知識。

教師提問：試管中事先放入的四種脫氧核苷酸是做什么用的？

學生回答：用作合成的原料。

教師提問：試管中加入DNA聚合酶起什么作用？

學生回答：催化化學反應。

教師提問：這個反應是什么樣的反應？

學生回答：是個合成反應。

教師提問：試管中加入適量的ATP起什么作用？

學生回答：為合成反應供能。

教師提問：從實驗結果看，合成出的新DNA分子的堿基序列與誰的堿基序列相同？康貝格在試管中放入的少量單鍵DNA在DNA復制的過程中起什么作用？

學生回答：少量的單鏈DNA是做模板用的。

教學目的：讓學生更明確理解DNA復制的條件。

教師提問：在活細胞中，DNA分子在什么時間復制？

教師提示：（在體細胞中，染色體是在什么時間復制的？在原始的生殖細胞中，染色體是在

什么時間復制的）

學生回答：在體細胞中，DNA是在細胞分裂間期復制。在原始的生殖細胞中，DNA是在細胞減數(shù)分裂之前復制的。

教師引導：那我們一起總結一下。

“DNA復制”應當如何表述呢？

學生回答：以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程。

教師引導：①DNA復制一般發(fā)生在什么時候？

②DNA復制的大致過程如何？

③DNA復制需要哪些條件？

④DNA復制的方式上有什么特點？

⑤DNA的分子結構為DNA分子復制提供了什么樣的分子基礎？或一般情況下，為什么DNA復制能準確無誤地完成？

教師總結：①細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期。（隨染色體的復制而完成的）

②邊解旋邊復制：解旋—合成子鏈—形成子代DNA。

③模板、原料、能量、酶。

④半保留復制。

⑤DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板。

通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確的進行。

教師提問：DNA分子復制的生物學意義？

學生回答：DNA分子通過復制，使遺傳信息從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

課后回顧：這節(jié)課，我們學習了DNA分子的結構和復制。我們再回顧開始時目的。DNA有什么結構能和其功能相適應呢？

作為遺傳物質(zhì)，應有的特點是：

1、能夠指導蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝。

2、具有貯存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力-------------（多樣性）

3、結構比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，

而且突變以后還能繼續(xù)復制，遺傳給后代。-----------（穩(wěn)定性、可變性）

4、在細胞生長和繁殖的過程中能精確的復制自己。-------（連續(xù)性）3、課后小結：這節(jié)課通過學習DNA的化學組成、空間結構和DNA分子復制等方面的知識，使我們對于作為遺傳物質(zhì)DNA的特點和功能有了更深的理解，這些都是我們今后學習有關基因控制蛋白質(zhì)的合成、基因突變等知識的基礎。4、隨堂練習：

1、根據(jù)堿基互補配對原則，在A≠G時，雙鏈DNA分子中，下列四個式子中正確的是（C）

A.(A+T):(G+C)=1B.(A+C):(G+C)=1

C.(A+G):(T+C)=1D.(A+C):(G+T)≠1

2、有15N標記細菌中的DNA，然后又將普遍的14N來供給這種細菌，于是該細菌便用14N來合成DNA，假設細菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們DNA中的含14N的鏈與15N的鏈的比例是（A）

A、7：1B、2：1C、1：1D、3：1

3、某DNA分子共有Q個堿基，其中胞嘧啶M個，則復制N次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為（）

A、（Q-2M）（2N-1）/2B、（Q-2M）/2C、（Q-2M）ND、2M2N5、板書：一、DNA的結構

1、DNA的化學組成：

基本單位：脫氧核苷酸

磷酸

堿基

脫氧核糖

G：鳥嘌呤

C：胞嘧啶

T：胸腺嘧啶

2、DNA的空間結構：

特點：1、

2、

3、

3、DNA分子特點：

穩(wěn)定性：

多樣性：

特異性：

二、DNA的復制：

1、概念：

2、場所：

3、時間：

4、過程：

5、條件：

6、特點：

7、精確復制原因：

8、意義：

DNA分子的結構

古人云，工欲善其事，必先利其器。高中教師要準備好教案，這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓學生們能夠更好的找到學習的樂趣，幫助高中教師營造一個良好的教學氛圍。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？為此，小編從網(wǎng)絡上為大家精心整理了《DNA分子的結構》，僅供參考，大家一起來看看吧。

第二節(jié)　DNA分子的結構

1.DNA分子的雙螺旋結構模型是由和提出來的。
2.DNA分子具有的4種堿基分別是、、、，兩條鏈上的堿基是通過　鍵連接的。
3.DNA的堿基配對是有一定規(guī)律的，即一定與配對，一定與配對，這樣的配對使DNA分子具有穩(wěn)定的，同時能解釋A、T、G、C的關系，也能解釋DNA的過程。

4.下列哪種不是DNA的組成成分？（?。?br> A．核糖B．磷酸C．胞嘧啶D．鳥嘌呤
5.DNA的兩條鏈上排列順序穩(wěn)定不變的是（?。?br> A．4種脫氧核苷酸B．脫氧核苷
C．脫氧核糖和磷酸D．堿基對
6.DNA完全水解后得到的化學物質(zhì)是（　）
A．氨基酸、葡萄糖、含氮堿基B．脫氧核糖、含氮堿基、磷酸
C．氨基酸、核苷酸、葡萄糖D．核糖、含氮堿基、磷酸
7.組成DNA的含氮堿基、五碳糖、脫氧核苷酸的種類數(shù)依次是（　）
A．4、4、4B．4、1、8C．4、2、4D．4、1、4
8.已知DNA的一條單鏈中A＋G/T＋C＝0.4，上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是（?。?br> A．0.4和0.6B．2.5和1.0
C．0.4和0.4D．0.6和1.0
9.若一個雙鏈DNA分子的G占整個DNA分子堿基的27%，并測得DNA分子一條鏈上的A占這條鏈堿基的18%，則另一條鏈上的A的比例是（　）
A．9%B．27%C．28%D．46%
10.下列關于雙鏈DNA的敘述錯誤的是（　）
A．若一條鏈上A和T的數(shù)目相等，則另一條鏈上A和T的數(shù)目也相等
B．若一條鏈上A的數(shù)目大于T，則另一條鏈上A的數(shù)目小于T
C．若一條鏈上A:T:G:C＝1:2:3:4，則另一條鏈也是A:T:G:C＝1:2:3:4
D．若一條鏈上A:T:G:C＝1:2:3:4，則另一條鏈也是A:T:G:C＝2:1:4:3
11.由120個堿基組成的DNA分子片段，可因其堿基對組成和序列的不同而攜帶不同的遺傳信息，其種類數(shù)最多可達（?。?br> A．4120B．1204C．460D．604
12.某生物細胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18%，那么鳥嘌呤的分子數(shù)占（　）
A．9%B．18%C．32%D．36%

13.在小麥中，由A、T、G構成的核苷酸種類有（?。?br> A．3種B．4種C．5種D．8種
14.下列有關DNA的敘述中正確的是（?。?br> A．同一生物個體各種體細胞核中的DNA，具有相同的堿基組成
B．雙鏈DNA分子的堿基含量是A＋G＝C＋T或A＋C＝G＋T
C．細胞缺少和營養(yǎng)不足將影響DNA的堿基組成
D．DNA只存在于細胞核中
15.生物界的生物形形色色、多種多樣的根本原因是（　）
A．蛋白質(zhì)分子結構的多樣性B．DNA分子的多樣性
C．非同源染色體組合的多樣性D．自然環(huán)境的多樣性
16.下列不是DNA的結構特征的是（?。?br> A．DNA雙鏈極性反向平行
B．DNA螺旋沿中心軸旋轉
C．堿基按嘌呤與嘧啶，嘧啶與嘌呤互補配對
D．DNA分子排列中，兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸排列千變?nèi)f化
17.在雙鏈DNA分子中，有腺嘌呤P個，占全部堿基的比例為N/M(M＞2N)，則該DNA分子中鳥嘌呤的個數(shù)為（?。?br> A．(PM/N)－PB．(PM/2N)－PC．N－2P/2MD．PM/2N
18.有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構有一個腺嘌呤，則它的其他組成應是A．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個尿嘧啶（?。?br> B．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胞嘧啶
C．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶
D．3個磷酸、3個脫氧核糖核酸和1個胸腺嘧啶
19.下圖為DNA分子結構模式圖，據(jù)圖回答：

（1）圖中的1、2分別代表　、　，1、2、3合在一起稱為。
（2）如果3是腺嘌呤，則4是　，5能否表示腺嘌呤？　。若不能請寫出可能的堿基是。
（3）DNA被徹底水解后，能產(chǎn)生含氮產(chǎn)物的是　。

第2節(jié)DNA分子的結構

第2節(jié)DNA分子的結構

教學目的

1.理解DNA分子的結構特點。
2.理解DNA分子復制的過程和意義。
3.通過學習DNA分子的結構，培養(yǎng)學生的空間想象能力。
4.通過制作DNA雙螺旋結構模型，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手操作能力。
5．通過“設同—議論—補充—結論”的教學模式，充分發(fā)揮學生的主體作用。

教學重點

DNA分子的結構和復制。
教學難點
DNA分子的結構特點和DNA分子的復制過程。

教學用具

1.DNA雙螺旋結構模型。
2.DNA分子復制過程圖解。
3.自制的幻燈膠片。

教學方法

探究與講述相結合。

教材分析

本節(jié)內(nèi)容用兩課時。第一課時講DNA分子的結構，第二課時講DNA分子的復制。利用兩課時之間的課余時間讓學生自制DNA雙螺旋結構模型。為了能使學生制作成功，在第一課時多用些時間，適當補充些有關DNA的生化知識，讓學生很好地掌握DNA“雙鏈、螺旋，平行，反向，配對”的空間結構，為第二節(jié)DNA分子的復制的學習打下基礎。

板書

教學過程

二、DNA分子的結構和復制
　
核苷酸
含N堿基（CHON）
　｜
戊糖（C、H、0）
?。?br> 磷酸（H、0、P）
（一）DNA分子的結構
　
1．構成DNA分子的基本單元—脫氧核糖核酸
　
　
　
　
2．脫氧核苷酸間通過脫水縮合連在一起形成多核苷酸鏈
A-脫氧核糖-磷酸
＼
T-脫氧核糖-磷酸
＼
C-脫氧核糖-磷酸
＼
G-脫氧核糖-磷酸
磷
|
脫—A
｜
磷
｜
脫—T
｜
磷
｜
脫—C
｜
磷
｜
脫—G
3.DNA分子由兩條平行且反向的多核苷酸鏈構成
　
A十G＝T十C
4.DNA分子的立體結構是規(guī)則的雙螺旋結構
①脫氧核苷酸的排列順序千變?nèi)f化（多樣性）
②雙鏈平行且反向
③堿基互補配對（特異性）
雙鏈螺旋結構
極性反向平行
堿基互補配對
排列順序無窮
（二）制作DNA雙螺旋結構模型
　存在問題：
　1.堿基間距不一
　2.雙鍵不平行
　3.外側鏈不反向
　4.螺旋周期不足或多于10個核苷酸　
　
應該注意：
　1.選材適宜
　2.嘌呤堿基AG和嘧啶堿基CT的區(qū)別。
　3.外側脫—磷—脫—磷鏈的平行和反向。
　4.螺旋周期。
　5.氫鍵的連接。第一課時
引言：我們已經(jīng)學習了DNA是主要的遺傳物質(zhì)及DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)。同學們已經(jīng)知道：DNA在生物傳種接代、生命延續(xù)中的重要作用。不知有沒有想過：
提問：為什么DNA在生命活動中的作用如此重要？
（生甲：與DNA結構嚴謹有關；生乙：與DNA可以復制有關。）
教師小結：同學們回答得很好！DNA能在遺傳中起重要作用與它的結構和功能特點有密切的關系。那么，DNA結構如何？怎樣進行復制呢？在學習之前，我們還是來回憶一下“生命的物質(zhì)基礎”中的有關知識。
提問：核酸有幾種？
回答：核酸有兩種：核糖核酸RNA和脫氧核糖核酸DNA。
提問：核酸是由哪些元素組成的？
回答：核酸是由C、H、0、N、P五種元素組成的。
提問：構成核酸的基本單位是什么？
回答：是核苷酸。
講述：核苷酸有兩大類：一類是構成RNA的基本單位：核核苷酸；另一類是構成DNA的基本單位：脫氧核糖核苷酸。
提問：在粗提取DNA的實驗中，DNA哪一個重要特性是在實驗中應引起注意的？
（回答：極易吸附于玻璃上因而不能用玻璃試管。）
提問：RNA與DNA有何區(qū)別？（學生討論：略）
教師小結：出示幻燈片，附表于后。
講述：1953年英國科學家克里克和美國科學家沃森共同提出了DNA的雙螺旋結構。
1.構成DNA分子的基本單位——脫氧核糖核苷酸。
（出示幻燈片）
講述：戊糖的第二號碳原子脫去了一個氧原子，故為脫氧核糖；含N堿基與脫氧核糖的第一號碳原子間脫去一個水分子連在一起構成一分子核苷；磷酸分子與脫氧核糖的第五號碳原子間脫去一個水分子連在一起構成一分子脫氧核糖核苷酸；構成脫氧核苷酸的含N堿基共有4種：嘌呤：腺嘌呤A、鳥嘌呤G；嘧啶：胞嘧啶C、胸腺嘧啶T。
由此：四種含N堿基分別構成了四種脫氧核苷酸：腺嘌呤（A）脫氧核苷酸。鳥嘌呤（G）脫氧核苷酸。胞嘧啶（C）脫氧核苷酸、胸腺嘧啶（T）脫氧核苷酸。
2．脫氧核苷酸間通過脫水縮合連在一起成為多核苷酸鏈。
（出示幻燈片）
講述：上一分子脫氧核苷酸的第3號碳原子脫去（-OH），下一分子脫氧核苷酸的磷酸分子脫去（-H），這樣脫去一分子水使兩個脫氧核苷酸連在一起。多個脫氧核苷酸通過脫水縮合便形成了脫氧核苷酸鏈（多核苷酸鏈）：外側鏈“磷酸—脫氧核糖”交替排列，含N堿基連在鏈的脫氧核糖上。
3.DNA分子是由兩條平行且反向的多核苷酸鏈構成。
講述：在雙核苷酸鏈的外側骨架一條為：磷—脫—磷—脫；另一條為：脫—磷—脫—磷；兩條鏈上的脫氧核苷酸數(shù)目相等，長度一樣，排列反向；內(nèi)部的堿基間嚴格遵循堿基互補配對原則：一條鏈上有堿基A，另一條鏈必有堿基T與其配對，一條鏈上有堿基C，另一條鏈上必有堿基G與其配對；堿基間通過氫鍵連在一起：A與T有兩個氫鍵，G與C有三個氫鍵。由此，在雙鏈DNA分子中：嘧啶堿基的總數(shù)與嘌呤堿基的總數(shù)相等。A＋G＝C＋T。這可作為判斷單、雙鏈DNA的唯一依據(jù)。但不同生物的DNA分子中AT對和GC對的比例不同：
（A＋T）／（G＋C）＝a(不同生物a值不同）。
4.DNA分子的立體結構是規(guī)則的雙螺旋結構。
（出示DNA雙螺旋結構模型）
講述：在DNA分子的雙鏈螺旋結構中：①共有四種堿基對：AT對、TA對、GC對、CG對。②每螺旋一周一條鏈由10個脫氧核苷酸構成，也就是有10對堿基可螺旋為一周，這樣的螺旋結構對鏈上的脫氧核苷酸順序無任何限制。因此，DNA分子中的脫氧核苷酸的排列順序千變?nèi)f化。從四種堿基中任選三種在一條鏈上作全排列的形式就有43＝64種。假設一條鏈上有4000個堿基，按全排列的公式推算則有多少種排列順序呢？
（讓學生通過對數(shù)計算可以得出44000=102408種）
這樣千變?nèi)f化的順序決定了生物界的多樣性。人類中找不到兩個人的指紋完全相同就在于此。但是，每一DNA都有其特異的脫氧核苷酸的排列順序。由此，我們完全可以通過對DNA中脫氧核苷酸序列的測定建立人的DNA檔案，鑒別人的血緣關系，為刑事案的偵破提供可靠依據(jù)，是人類基因組計劃研究的重要組成部分。
由上1、2、3、4可知：DNA的結構為：（見板書）
這樣嚴謹?shù)慕Y構，使DNA分子的結構具有相對的穩(wěn)定性，從而使生命能種族延續(xù)、代代相傳——遺傳。

二、制作DNA雙螺旋結構模型

（讓學生結合上課時及教材上所講有關DNA結構的內(nèi)容，自己動手制作DNA雙螺旋結構模型，進一步加深對DNA分子結構特點的理解，選擇適當?shù)牟牧希谜n余時間，每四人分成二組進行制作。）
（經(jīng)收回后檢查，有些小組制作效果不太好，存在下列問題
1.堿基間距不一
2.雙鏈不平行
3.沒有體現(xiàn)出“反向”。
4.每螺旋一周不足10個脫氧核苷酸或多于10個。
但在選材上，同學們費了心思：有硬紙片，有玉米桿，有橡皮泥，還有用泥土捏制等。）
（各小組就制作過程進行充分討論，略。）

教師小結：同學們討論的很好，在制作時應該：

1．選材要適當，易取，易制為好。
2．把嘌呤和嘧啶兩類堿基從形狀上區(qū)別開。
3．外側骨架“脫—磷—脫—磷……”鏈的平行和反向。
4．螺旋一周必須為10個核苷酸。
5．氫鍵數(shù)目：AT對兩個，CG對三個。
制作不好的各小組的同學，下課以后，不妨重新制作。能制
好嗎？
生：能！
師：好！我和同學們一起等你們滿意而歸。
提問：在制過程中，有沒有同學想到DNA是左旋，還是右旋呢？
生：這個沒想過，我們認為是左旋。
師：好！DNA到底是左旋，還是右旋，我在這里就不詳述了，等同學們上了大學后再學習。