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第2节 DNA分子的结构
教学目标：
1.概述DNA分子结构的主要特点。
2.制作DNA分子双螺旋结构模型。
3.讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
教学重难点：
1.教学重点
（1）DNA分子结构的主要特点。
（2）制作DNA分子双螺旋结构模型。
2.教学难点
DNA分子结构的主要特点。
温故知新：下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：
（1）噬菌体侵染细菌的正确顺序应是___________。
（2）图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是___________，注入细菌内的物质是___________。
（3）图中E表明___________。
（4）噬菌体侵染细菌实验得出了___________是遗传物质的结论。
自主学习与要点讲解：
1、 DNA双螺旋模型的构建
1、 科学家：
最大贡献的三位科学家是： 、 、
2、 探究历程：
DNA的化学组成
磷酸
基本单位： 脱氧核糖
脱氧核苷酸 含氮碱基（A、T、C、G）
4种脱氧核苷酸
一条脱氧核苷酸链 DNA分子
3、模型制作
【模型建构1】: 脱氧核苷酸
【模型建构2】: 一条脱氧核苷酸链
【模型建构3】: DNA平面结构
【模型建构4】: DNA双螺旋
二、DNA的分子结构
DNA分子结构主要特点
（1）DNA分子是由 条 长链盘旋而成的 结构。
（2） 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 在内侧。
(3)两条链上的碱基通过 连接起来，A与T、G与C形成碱基对，遵循 。
DNA碱基量的关系是：
整个DNA分子中：
① A=T ； G=C
② A+ G = T + C；A + G = T + C = A + C =T + G = 1/2（A+G+C+T）
③ （A+ G） /（T + C）=（A + C ）/（T + G） =1
即：DNA分子中任一非互补碱基之和恒等，=1/2 DNA碱基总数
例1：已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000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．1800个和800个 B．1800个和l800个
C．3600个和800个 D．3600个和3600个
例2：若DNA分子中一条链的碱基A：C：T：G＝l：2：3：4，则另一条链上A：C：T：G的值为（ ）
　A．l：2：3：4　 　B．3：4：l：2
C．4：3：2：1　 　D．1：3：2：4
三、小结
（一）、DNA双螺旋模型的构建
组成 脱氧核苷酸 单链 双链 双螺旋
（二）、DNA 分子的立体结构
（1）2条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
主要特点 （2）外侧——基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替连接
内侧——碱基对
（3）碱基互补配对原则
课堂检测：
1．下列哪一组物质是DNA的组成成分（ ）
A．核糖、嘧啶、嘌呤、磷酸 B．脱氧核糖、磷酸、碱基
C．核糖、碱基、磷酸 D．脱氧核糖、核酸、磷酸
2．四种脱氧核苷酸的不同取决于（ ）
A．五碳糖的种类 B．含氮碱基的种类
C．磷酸分子的多少 D．碱基对的排列顺序
3．能够组成脱氧核苷酸的三个小分子物质的连接方式是（ ）
A．脱氧核糖-腺嘌呤-磷酸 B．尿嘧啶-脱氧核糖-磷酸
C．磷酸-脱氧核糖-胞嘧啶 D．鸟嘌呤-磷酸-脱氧核糖
4．DNA分子的基本骨架是（ ）
A．磷脂双分子层 B．规则的双螺旋结构
C．脱氧核糖和磷酸交替排列 D．碱基间的连接
5．在DNA分子的一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构是（ ）
A．氢键 B．—磷酸—脱氧核糖—磷酸
C．肽键 D．—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
6．根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子正确的是（ ）
A．（A+C）/（G+T）=1 B．（A+G）/（G +C）=1
C．（A+T）/（G+C）=1 D．（A+C）/（G+C）=1
7．某细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占（ ）
A．9% B．18% C．32% D．36%
8．从某一生物的组织中提取DNA进行分析，其中C+G=46%，又知该DNA分子的一条链中A为28%，问另一条链中A占该链全部碱基的（ ）
A．26% B．24% C．14% D．11%
9．下列关于DNA结构的描述错误的是（ ）
A．每一个DNA分子由一条多核苷酸链盘绕而成的螺旋结构
B．外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架，内部是碱基
C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对、G与C配对
D． DNA的两条链等长，但是反向平行
10.某DNA分子中，当A＋T/G＋C在一单链中为0．4时，在其互补链中这个比例是（ 　 ）
A．0.4 B．0.6 C．1 D．2.5
答案
温故知新：
(1)B D A E C (2)蛋白质外壳 DNA (3)噬菌体复制完成(产生性状完全相同的后代) (4) DNA
自主学习与要点讲解：
CB
课堂检测
选择：1-5 B B C C D 6-10 A C A C A
（一）问题探讨
提示：本节的问题探讨主要是培养学生收集资料、讨论交流的能力。
（二）旁栏思考题
1.（1）当时科学界已经发现的证据有：组成ＤNＡ分子的单位是脱氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照Ｘ射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建ＤNＡ结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量这一碱基之间的数量关系。
2.沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。
沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终，构建出了正确的DNA模型。
（三）思考与讨论
2.提示：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；建构模型的方法等。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。
3.提示：要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。
（四）模型建构
1.DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。
2.提示：（1）靠 DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；（2）在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求，教师可进行补充说明）。
（五）练习
基础题
1. （1）胞嘧啶；（2）腺嘌呤；（3）鸟嘌呤；（4）胸腺嘧啶；（5）脱氧核糖；（6）磷酸；（7）脱氧核苷酸；（8）碱基对；（9）氢键；（10）一条脱氧核苷酸链的片段。
2.C 。
3.B 。
拓展题
∵A＝TG＝C
∴A＋G＝T＋C
∴A＋G/（A＋G＋T＋C）＝T＋C/（A＋G＋T＋C）＝50%
也可以写成以下形式：A＋G／T＋C＝(T＋G )／(A＋C)＝(T＋C )／(A＋G)……＝1
规律概括为：在DNA双链中,任意两个不互补碱基之和恒等，并为碱基总数的50%。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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