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3.2学案设计



学案设计

第3章 第2节

基因的本质

DNA 分子的结构
学习目标

1.讨论 DNA 双螺旋结构模型构建历程。 2.概述 DNA 分子的结构的主要特点。 3.碱基互补配对原则的计算。

学习过程
●导入新课 DNA 指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。

刑侦人员将从案发现场得到的血液、 头发等样品中提取的 DNA,与犯罪嫌疑人的 DNA 进行比对,就有可能为案件的侦破提供证据。 为什么 DNA 能为案件的侦破提供证据?

●探究新知 探究一:DNA 双螺旋结构模型的构建 [自主学习 1] 沃森与克里克综合当时多位科学家的研究成果,确立了 DNA 双螺旋结构模型,两人的默 契配合成为科学合作研究的典范。请根据教材 P47~48 科学史回答下列问题。 1.DNA 的基本组成单位是什么?有几种?分别是哪些?

2.英国科学家威尔金斯和美国的科学家富兰克林做了哪些贡献?

3.奥地利生物化学家查哥夫指出碱基的数量关系是怎样的?

4.DNA 是由几条链组成的?它具有怎样的立体结构?

[合作探究 1] 1.DNA 结构的研究涉及哪些学科知识和方法?这对你理解生物科学的发展有什么启示?

2.沃森和克里克借鉴各科学家们的发现,构建了什么样的 DNA 模型?

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探究二:DNA 分子的结构 [自主学习 2] 1.DNA 分子双螺旋结构的主要特点: (1)DNA 分子是由 条链组成的,并且按照 方式盘旋成 结构。 (2)DNA 分子中的 和 交替连接,排列在 侧,构成基本骨架;碱基排列在 侧。 (3)两条链上的碱基通过 连接成 ,并且有一定规律:即 和 配对, 和 配对。 2.碱基互补配对原则概念: 。 [合作探究 2] 分组合作,同学们对下面的问题进行讨论、辨析和探究。 结合教材 P51 练习中 T1 图,观察 A 与 T 之间、G 与 C 之间分别形成几个氢键?这与 DNA 分子结构稳定性有关系吗?DNA 分子中的碱基的数量有什么规律?

小结: 1.DNA 的元素组成: 5 种元素。 2.脱氧核苷酸的组成:一分子 、一分子 、一分子 3.脱氧核苷酸种类: 、 、 4.在 DNA 分子中存在数量关系: 。 5.关于核酸可以总结成 2、4、5、8,分别指什么?

。 、



探究三:DNA 分子的特性 [自主总结 1] 1.稳定性:DNA 分子中脱氧核糖与磷酸交替连接方式不变 ;两条链间碱基互补配对形成 氢键将两条链连在一起。 2. :每种生物的 DNA 分子都有特定的碱基数目和排列顺序。 3. :DNA 分子碱基对数量不同;碱基对的排列顺序千变万化。 探究四:利用实验材料构建 DNA 模型 [自主总结 2] 1.用不同颜色的卡纸剪成长方形代表 ,用其他颜色的卡纸剪成圆形代表 ,另 一种颜色的卡纸剪成五边形,代表 。 2. 使 用 订 书 机 将 磷 酸 、 脱 氧 核 糖 、 碱 基 连 接 , 制 作 成 一 个 个 含 有 不 同 碱 基 的 模型。 3.用订书机把一个个脱氧核糖核苷酸模型连接起来,形成一条 长链;根据碱基互补 配对原则,制作一条与这条链 的脱氧核糖核苷酸长链。 4.将脱氧核糖核苷酸中的磷酸固定在细铁丝上,然后把两条链平放在桌子上,用订书机把 两两连接在一起。 5.将两条链的末端分别与硬纸方块连接在一起,两手分别提起硬纸方块,轻轻旋转,即可得 到一个 DNA 分子 模型。

课时检测

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1.DNA 完全水解(彻底水解)后得到的化学物质是( ) A.四种脱氧核苷酸 B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖 C.核糖、含氮碱基、磷酸 D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸 2.有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它的其他组成应是 ( ) A.三个磷酸、三个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶 B.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胞 嘧啶 C.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶 D.两个磷酸、 两个脱氧核糖,一个尿嘧 啶 3.下面关于 DNA 分子结构的叙述,正确的是( ) A.DNA 分子任一条链中 A=T,C=G B.每个碱基分子均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖 C.每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连 D.DNA 分子两条链上的 A 与 T 通过氢键相连 4.某同学在制作 DNA 双螺旋结构模型的实验中,按要求制作含 20 个碱基对的 DNA 片段。 那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次是( ) A.20 20 20 B.30 30 30 C.40 40 40 D.20 30 40 5.下面是 4 位同学拼制的 DNA 分子部分平面结构模型,正确的是( )

6.DNA 分子中,两条链上排列顺序不变的是( ) A.碱基对排列 B.四种脱氧核苷酸 C.脱氧核糖和磷酸 D.碱基和磷酸 7.已知 1 个 DNA 分子中有 4 000 个碱基对,其中胞嘧啶有 2 200 个,这个 DNA 分子中应 含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是( ) A.4 000 和 900 B.4 000 和 1 800

C.8 000 和 1 800 D.8 000 和 3 600 8.如图为核苷酸链结构图,下列表述不正确的是( ) A.能构成一个完整核苷酸的是图中的 a 和 b B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有 1 个 C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的 D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是 T 9.右图是 DNA 片段的结构图,请据图回答问题。

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(1)图甲是 DNA 片段的 结构,图乙是 DNA 片段的 结构。 (2)填出图中各部分的名称: [1] 、[2] 、[3] 、[4] 、[5] 、[7] 。 (3)[3]的中文名字是 。 (4)DNA 被彻底氧化分解后,[3]、[4]、[6]中能产生含氮废物的是 (用序号表示)。 (5)从图中可以看出 DNA 分子中的两条长链是由 和 交替连接的。 (6) 连接碱基对的化学键是 , 碱基配对的方式有两种 ; 即 与 配对 ; 与 配对。 (7)从图甲可以看出组成 DNA 分子的两条链的方向是 的,从图乙可以看出组成 DNA 分子的两条链相互缠绕成有规则的 结构。

参考答案
学习过程 ●导入新课 DNA 中含有相关的遗传信息。 ●探究新知 [自主学习 1] 1.脱氧核苷酸是 DNA 的基本组成单位;有 4 种脱氧核苷酸;分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、 胸 腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸。 2.威尔金斯:展示了 DNA 的 X 射线图谱的幻灯片。 富兰克林:提供 DNA 衍射图谱。 3.A=T,G=C。 4.2 条链组成;它具有双螺旋结构。 [合作探究 1] 1.主要涉及物理学(主要是晶体学)、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及 的方法主要有:X 射线衍射结构分析方法,其中包括数学计算法、构建模型的方法等。现代科 学技术中许多成果的取得,都是多学科交叉运用的结果;反过来,多学科交叉的运用,又会促进 学科的发展,诞生新的边缘学科,如生物化学、生物物理学等。 2.从最初模型中碱基在外侧,磷酸、脱氧核糖在内侧,相同碱基配对,到最终磷酸、脱氧核 糖在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧的 A—T、G—C 互补配对的 DNA 双螺旋模型,并获得诺 贝尔奖。 [自主学习 2] 1.(1)两 反向平行 双螺旋 (2)脱氧核糖 磷酸 外 内 (3)氢键 碱基对 A T G C 2.相应碱基互补配对的这种一一对应关系

学案设计 [合作探究 2] A 与 T 之间形成两个氢键;C 与 G 之间形成三个氢键。 C—G 对含量多的 DNA 分子相对 于 A—T 对含量多的 DNA 分子 , 含氢键多 , 所以更稳定。在 DNA 分子中存在数量关 系:A+T=G+C。 小结: 1.C、H、O、N、P 2.磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 3.腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 4.A+T=G+C 5.即含有 2 种核酸,各有 4 种核苷酸,共有 5 种碱基,共有 8 种核苷酸。 [自主总结 1] 2.特异性 3.多样性 [自主总结 2] 1.碱基 磷酸 脱氧核糖 2.脱氧核糖核苷酸 3.脱氧核糖核苷酸 完全互补 4.配对的碱基 5.双螺旋结构 课时检测 1.D 2.C 3.D 4.C 5.C 6.C 7.C 8.A 9.(1)平面 立体 (2)碱基对 一条脱氧核苷酸单链片段 脱氧核糖 磷酸 脱氧核苷酸 氢键 (3)脱氧核糖 (4)[6] (5)磷酸 脱氧核糖 (6)氢键 T A G C (7)反向 双螺旋



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