ＤＮＡ分子的结构

【学习目标】

１.通过搜集DNA结构模型建立过程的资料并进行交流和讨论，通过分析DNA的结构与其蕴藏遗传信息的功能相适应的特点树立结构与功能相适应的观念。（生命观念）

２.通过制作DNA双螺旋结构模型，分析DNA的化学组成、平面结构及立体结构，领悟构建模型在科学研究中的应用。（科学思维）

３.通过模型构建过程中的反复猜测和求证，培养学生严谨的逻辑思维能力和科学探究精神。（科学探究）

４.结合DNA分子的特异性链接实际应用，如亲子鉴定、遗骸鉴定等，形成科学发展更应服务于社会生活的观念。（社会责任）

【学习历程】

任务一   依据科学史，建构DNA双螺旋结构模型

活动1   回忆旧知，尝试构建DNA分子的单链

1.DNA分子的基本单位是什么？有几种？用        表示其结构模型

2.如何将以上基本单位连接成单链的DNA

科学史1   1951年，英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式。他认为核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键(脱氧核糖的3位碳原子与相邻核苷酸的磷酸发生化学反应形成的化学键)连接。

科学史2: 1951 年11月，英国物理学家威尔金斯(M.Wilkins) 和同事富兰克 林(R.E.Franklin) 应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。推测：DNA分子呈什么结构？由几条链组成？

活动2：利用所给材料，思考DNA的两条链应如何排列？后根据科学史修正模型

科学史3: 1951年，富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。她认为组成DNA分子的脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中。

科学史4: 富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张X射线衍射图谱,他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转时的一模一样。

科学史5：DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。

科学史6：嘌呤碱基是双环化合物;嘧啶碱基是单环化合物。

科学史7：20世纪50年代初，查哥夫应用紫外分光光度法和纸层析等技术，对多种生物的 DNA 做碱基定量分析，发现了DNA中碱基的规律。

科学史8：英国《自然》杂志同时刊登了三篇论文，一篇是沃森和克里克的、一篇是威尔金斯的、一篇是富兰克林的。1962年，沃森、克里克、威尔金斯同时获得了诺贝尔生理学或医学奖。

沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？

任务二  观察模型，总结DNA的结构

活动3    观察DNA分子的模型，思考讨论并回答下列问题

1. A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA分子哪个结构更稳定，为什么？

2. 一个脱氧核糖连接几个磷酸？

3.一个DNA分子有几个游离的磷酸？

4.一条链上相邻的两个碱基通过什么连接？

5. DNA遗传信息指的是什么？

6. 若该DNA分子片段中A和C共有1 500个,则DNA分子片段中G和T共有多少个?为什么?

7. 若该DNA分子中一条链的(A+G)/(T+C)=0.5,则互补链中(A+G)/(T+C)是多少?双链DNA分子中(A+G)/(T+C)是多少？

8. 若该DNA分子中一条链的(A+T)/(G+C)=a,则互补链中(A+T)/(G+C)是多少?双链DNA分子中(A+T)/(G+C)是多少？

活动4    为烈士寻亲是依据DNA的什么特性？

【课堂反馈】

一、判断(画“√”或“×”)

(1)DNA分子的X光衍射照片属于物理模型。(    )

(2)模型的构建是否正确,还需要通过与原型的比较来验证。(     )

(3)一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团,而环状DNA不存在。(     )

(4)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。(    )

(5)DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成的双螺旋结构。(    )

(6)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“-磷酸-脱氧核糖-磷酸”相连。(    )

(7)DNA中A—T碱基对所占的比例越高,该DNA稳定性越强。(    )

二、选择

1.(多选)如图所示为某DNA分子的部分平面结构图,下列有关叙述,正确的是(　　)

A.双链DNA分子由两条反向平行的核糖核苷酸长链组成

B.图中含有游离磷酸基团的一端是DNA的5'端

C.据图可知④代表的是一分子胞嘧啶脱氧核糖核苷酸

D.DNA分子中⑥与⑦比例越高,结构就越稳定

2.某双链DNA分子中,鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a,其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b,则下列说法正确的是(　　)

A.该双链DNA分子每条链上都含2个游离的磷酸基团

B.互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比例为(a-b)/2

C.(A+G)/(T+C)的比值在不同DNA分子中不同

D.互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶之和在该链上所占的比例也为a

3.(多选)若某DNA片段含有100个碱基对,腺嘌呤占DNA分子的20%,其中一条链上鸟嘌呤占该链的24%。下列有关叙述错误的是(　　)

A.该DNA片段中(A+G)/(T+C)=1

B.该DNA片段一条链上嘌呤比例为44%

C.该DNA片段另一条互补链上鸟嘌呤占18%

D.该DNA分子共含有氢键260个

4．DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。下列相关说法正确的是（    ）

A．DNA中4种核糖核苷酸的排列顺序储存着遗传信息，可提供犯罪嫌疑人的信息

B．部分病毒的遗传信息也储存在DNA分子中，如HIV、烟草化叶病毒等

C．同一生物个体的不同细胞中DNA基本相同，RNA不完全相同

D．真核细胞内的遗传物质是DNA，原核细胞内的遗传物质是RNA

5．根据DNA 分子结构模式图回答下列问题：

(1)写出下列的名称：①      ; ②        ;④            ; ⑤         ;

(2)分析这种结构的主要特点：

①构成DNA 分子的两条链按            盘旋成双螺旋结构。

②DNA 分子的基本骨架由              而成。

③DNA分子两条链上的碱基通过       连接成碱基对，并且遵循         原则。

(3)DNA分子中的碱基有       种，碱基间配对方式有        种，但            , 使DNA分子具有多样性;      , 使DNA分子具有特异性。