新教材人教版必修23.2DNA的結構學案

1、第2節(jié)DNA的結構學案設計(一)學習目標1.討論DNA雙螺旋結構模型構建歷程。2.概述DNA分子的結構的主要特點。3.堿基互補配對原則的計算。自主預習DNA指紋法在案件偵破工作中有著重要的用途。刑偵人員將從案發(fā)現(xiàn)場得到的血液、頭發(fā)等樣品中提取的DNA,與犯罪嫌疑人的DNA進行比對,就有可能為案件的偵破提供證據(jù)。為什么DNA能為案件的偵破提供證據(jù)?自主學習1DNA模型的構建:沃森與克里克綜合當時多位科學家的研究成果,確立了DNA雙螺旋結構模型,兩人的默契配合成為科學合作研究的典范。請根據(jù)教材P4849科學史回答下列問題。1.DNA的基本組成單位是什么?有幾種?分別是哪些?2.英國科學家威爾金斯和

2、富蘭克林做了哪些貢獻?3.奧地利生物化學家查哥夫指出堿基的數(shù)量關系是怎樣的?4.DNA是由幾條鏈組成的?它具有怎樣的立體結構?自主學習2DNA的結構:1.DNA分子雙螺旋結構的主要特點:(1)DNA分子是由條鏈組成的,并且按照方式盤旋成結構。(2)DNA分子中的和交替連接,排列在側,構成基本骨架;堿基排列在側。(3)兩條鏈上的堿基通過連接成,并且有一定規(guī)律:即和配對,和配對。2.堿基互補配對原則概念:。課堂探究探究一:DNA雙螺旋結構模型的構建合作探究11.DNA結構的研究涉及哪些學科知識和方法?這對你理解生物科學的發(fā)展有什么啟示?2.沃森和克里克借鑒各科學家們的發(fā)現(xiàn),構建了什么樣的DNA模型

3、?探究二:DNA分子的結構合作探究2分組合作,同學們對下面的問題進行討論、辨析和探究。結合教材P50中的圖3-8,觀察A與T之間、G與C之間分別形成幾個氫鍵?這與DNA分子結構穩(wěn)定性有關系嗎?DNA分子中的堿基的數(shù)量有什么規(guī)律?小結:1.DNA的元素組成:5種元素。2.脫氧核苷酸的組成:一分子、一分子、一分子。3.脫氧核苷酸種類:、。4.在DNA分子中存在數(shù)量關系:。5.關于核酸可以總結成2、4、5、8,分別指什么?探究三:利用實驗材料構建DNA模型自主總結11.穩(wěn)定性:DNA分子中脫氧核糖與磷酸交替連接方式不變;兩條鏈間堿基互補配對方式不變。2.:每種生物的DNA分子都有特定的堿基數(shù)目和排列

4、順序。3.:DNA分子堿基對數(shù)量不同;堿基對的排列順序千變萬化。自主總結21.用不同顏色的卡紙剪成長方形代表,用其他顏色的卡紙剪成圓形代表,另一種顏色的卡紙剪成五邊形,代表。2.使用訂書機將磷酸、脫氧核糖、堿基連接,制作成一個個含有不同堿基的模型。3.用訂書機把一個個脫氧核糖核苷酸模型連接起來,形成一條長鏈;根據(jù)堿基互補配對原則,制作一條與這條鏈的脫氧核糖核苷酸長鏈。4.將脫氧核糖核苷酸中的磷酸固定在細鐵絲上,然后把兩條鏈平放在桌子上,用訂書機把兩兩連接在一起。5.將兩條鏈的末端分別與硬紙方塊連接在一起,兩手分別提起硬紙方塊,輕輕旋轉,即可得到一個DNA分子模型。核心素養(yǎng)專練1.DNA完全水解

5、(徹底水解)后得到的化學物質是()A.四種脫氧核苷酸B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖C.核糖、含氮堿基、磷酸D.脫氧核糖、含氮堿基、磷酸2.有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸,已查明它的結構中有一個腺嘌呤,則它的其他組成應是()A.三個磷酸、三個脫氧核糖、一個胸腺嘧啶B.兩個磷酸、兩個脫氧核糖、一個胞嘧啶C.兩個磷酸、兩個脫氧核糖、一個胸腺嘧啶D.兩個磷酸、兩個脫氧核糖、一個尿嘧啶3.下面關于DNA分子結構的敘述,正確的是()A.DNA分子任一條鏈中A=T,C=GB.每個堿基分子均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖C.每個磷酸分子都直接和兩個脫氧核糖相連D.DNA分子兩條鏈上的A與T通過氫鍵相連4.某同學在制作D

6、NA雙螺旋結構模型的實驗中,按要求制作含20個堿基對的DNA片段。那么該同學需要制作長方形、五邊形、圓形塑料片的數(shù)量依次是()A.202020B.303030C.404040D.2030405.下面是4位同學拼制的DNA分子部分平面結構模型,正確的是()6.DNA分子中,兩條鏈上排列順序不變的是()A.堿基對排列B.四種脫氧核苷酸C.脫氧核糖和磷酸D.堿基和磷酸7.已知1個DNA分子中有4 000個堿基對,其中胞嘧啶有2 200個,這個DNA分子中應含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是()A.4 000和900B.4 000和1 800C.8 000和1 800D.8 000和3 600

7、8.下圖為核苷酸鏈結構圖,下列表述不正確的是()A.能構成一個完整核苷酸的是圖中的a和bB.圖中與每個五碳糖直接相連的堿基有1個C.各核苷酸之間是通過化學鍵連接起來的D.若該鏈為脫氧核苷酸鏈,從堿基組成上看,缺少的堿基是T9.下圖是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)填出圖中各部分的名稱:1、2、3、4、5、7。(3)3的中文名字是。(4)DNA被徹底氧化分解后,3、4、6中能產(chǎn)生含氮廢物的是(用序號表示)。(5)從圖中可以看出DNA分子中的兩條長鏈是由和交替連接的。(6)連接堿基對的化學鍵是,堿基配對的方式有兩種:即與配對;與配對。

8、(7)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有規(guī)則的結構。參考答案自主預習DNA中含有相關的遺傳信息。自主學習11.脫氧核苷酸是DNA的基本組成單位;有4種脫氧核苷酸;分別是腺嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸。2.應用X射線衍射技術獲得了高質量的DNA衍射圖譜。3.A=T,G=C。4.2條鏈組成;它具有雙螺旋結構。自主學習21.(1)兩反向平行雙螺旋(2)脫氧核糖磷酸外內(3)氫鍵堿基對ATGC2.堿基之間的這種一一對應的關系課堂探究合作探究11.主要涉及物理學(主要是晶體學)、生物化學、數(shù)學和分子生

9、物學等學科的知識。涉及的方法主要有:X射線衍射結構分析方法,其中包括數(shù)學計算法、構建模型的方法等?，F(xiàn)代科學技術中許多成果的取得,都是多學科交叉運用的結果;反過來,多學科交叉的運用,又會促進學科的發(fā)展,誕生新的邊緣學科,如生物化學、生物物理學等。2.磷酸、脫氧核糖在外側,構成基本骨架,堿基在內側的AT、GC互補配對的DNA雙螺旋模型。合作探究2A與T之間形成兩個氫鍵;C與G之間形成三個氫鍵。CG對含量多的DNA分子相對于AT對含量多的DNA分子,含氫鍵多,所以更穩(wěn)定。在DNA分子中存在數(shù)量關系:A=T,C=G。小結:1.C、H、O、N、P2.磷酸脫氧核糖含氮堿基3.腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核

10、苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸4.A=T,C=G5.即含有2種核酸,各有4種核苷酸,共有5種堿基,共有8種核苷酸。自主總結12.特異性3.多樣性自主總結21.堿基磷酸脫氧核糖2.脫氧核糖核苷酸3.脫氧核糖核苷酸完全互補4.配對的堿基5.雙螺旋結構核心素養(yǎng)專練1.D2.C3.D4.C5.C6.C7.C8.A9.(1)平面立體(2)堿基對一條脫氧核苷酸單鏈片段脫氧核糖磷酸脫氧核苷酸氫鍵(3)脫氧核糖(4)6(5)磷酸脫氧核糖(6)氫鍵TAGC(7)反向平行雙螺旋學案設計(二)學習目標(1)概述DNA結構的主要特點。(2)制作DNA雙螺旋結構模型。自主預習一、DNA雙螺旋結構模型的構建【自主學

11、習1】預習教材,完成下列填空。1.DNA分子的基本單位(1)主要元素;(2)基本單位:。20世紀30年代,科學界已經(jīng)認識到:DNA是由4種連接而成的長鏈,這4種分別含有4種堿基。2.DNA呈螺旋結構英國生物物理學家威爾金斯(M.Wilkins)和同事富蘭克林(R.E.Franklin)應用X射線衍射技術獲得了高質量的DNA衍射圖譜。X形意味著DNA分子是螺旋的,沃森和克里克以該照片的有關數(shù)據(jù)為基礎,推算出DNA呈。3.DNA的雙螺旋結構模型1952年,奧地利生物化學家查哥夫(E.Chargaff)訪問劍橋大學,提供了重要信息:在DNA中,(A)的量總是等于(T)的量;(G)的量總是等于(C)的

12、量。在此基礎上,沃森和克里克構建出。1953年,沃森和克里克撰寫的核酸的分子結構脫氧核糖核酸的一個結構模型論文在英國自然雜志上刊載,引起了極大的轟動。1962年,沃森、克里克和威爾金斯三人因這一研究成果共同獲得了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。二、DNA的結構【自主學習2】梳理DNA雙螺旋結構的主要特點。(1)DNA分子是由組成的,這兩條鏈按方式盤旋成。(2)DNA分子中的和交替連接,排列在外側,構成基本骨架;排列在內側。(3)兩條鏈上的堿基通過連接成,并且堿基配對具有一定的規(guī)律:遵循原則。(4)在DNA雙鏈中,A=T,G=C,且A、T之間形成個氫鍵,G、C之間形成個氫鍵。課堂探究一、DNA雙螺旋結構模

13、型的構建【探究活動1】請你根據(jù)資料回答有關DNA結構方面的問題。(1)DNA是由幾條鏈構成的?它具有怎樣的立體結構?(2)DNA的基本骨架是由哪些物質組成的?它們分別位于DNA的什么部位?(3)DNA中的堿基是如何配對的?它們位于DNA的什么部位?二、DNA的結構【探究活動2】嘗試構建DNA的結構模型。第一步:下圖有6個游離的脫氧核苷酸,如何將它們連接成一條脫氧核苷酸鏈?第二步:在已繪制好的脫氧核苷酸鏈的右邊,請你繪制出另一條脫氧核苷酸鏈。【探究活動3】根據(jù)堿基互補配對的關系,歸納總結DNA分子各種堿基的數(shù)量關系(1)在整個DNA分子中,A=T、G=C;A+G=T+C=A+C=T+G=50%;

14、(A+G)/(T+C)=。(2)如果一條鏈中的(A+T)/(G+C)=a,則另一條鏈中的(A+T)/(G+C)比例也是a;如果一條鏈中的(A+G)/(T+C)=b,則另一條鏈中(A+G)/(T+C)的比例是。(3)在DNA分子中一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率,還雙鏈DNA分子中A+T的和占整個DNA分子的堿基比率。即:(A1+T1)%=(A2+T2)%=總(A+T)%,同理:(G1+C1)%=(G2+C2)%=總(G+C)%核心素養(yǎng)專練1.下圖中的脫氧核苷酸模型連接正確的是()2.下列有關DNA分子結構的敘述,正確的是()A.基本組成單位是四種核糖核苷酸B.

15、磷酸和五碳糖排列在內側C.堿基之間通過氫鍵連接構成分子的基本骨架D.具有規(guī)則的雙螺旋結構3.下列關于DNA分子結構的敘述,正確的是()A.DNA分子是以4種脫氧核糖核苷酸為單位連接而成的單鏈結構B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸脫氧核糖磷酸相連4.某雙鏈DNA分子中,A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%,其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量()A.20%B.24%C.30%D.75%5.下列有關雙鏈DNA分子的敘述,正確的是()A.若DNA分子一條鏈中堿基A所占比例為a,則另一條鏈的堿基C所占比例為1/2-aB.如果一條鏈上(A+T)/(G+C)=m,則另一條鏈上該比值也為mC.如果一條鏈上的ATGC=2233,則另一條鏈上該比值為3322D.由50個堿基對組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為150個