高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质测试题

第3章　基因的本质

第2节　DNA的结构

从知识结构上看，本节内容既是对前面已学习的孟德尔遗传定律和减数分裂知识进一步的深化理解，也是为后面学习《DNA的复制》、《基因的表达》等生物的遗传和变异奠定理论基础。因此说，本节课起到了承上启下的作用，是高中生物重要内容之一。

生命观念：理解并掌握DNA分子的结构特点；

科学思维：理解DNA分子的结构中相关计算；

科学探究：学习制作DNA双螺旋结构模型，通过动手制作模型，培养观察能力、动手能力及空间想象能力等，形成结构与功能观；　

社会责任：了解科学家构建模型的研究历程,领悟模型构建在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。

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。

PPT展示DNA的相关图片：

这是2004年雅典奥运会开幕式上，用激光打出的DNA双螺旋结构。DNA对于生物的遗传具有重要的意义，那么，它又具有怎么的结构呢？

一、DNA双螺旋结构模型的构建

PPT展示DNA双螺旋结构模型的构建过程中各位科学家的功劳：

资料1　 20世纪30年代，科学家认识到组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，且DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。

资料2  1951年11月，根据威尔金斯和富兰克林提供的DNA晶体X射线衍射照片获得的数据，沃森和克里克推测出DNA分子是规则的、螺旋形的，而且不止由一条链构成。他们先后建构了几种模型，三链、双链都有。

资料3   他们设想的模型是将同种碱基以配对的方式排在内侧。由于嘌呤和嘧啶碱基形状不同，这个结构的骨架会因为这些“长度不一”碱基对的交替出现，而显示出凹凸不平的形状。

资料4  查伽夫研究发现，在DNA分子中，腺嘌呤（A）的数量与胸腺嘧啶（T）的数量“非常相似”，鸟嘌呤（G）的数量与胞嘧啶（C）的数量也是如此。就是说，存在这样一种可能：腺嘌呤与胸腺嘧啶间形成氢键，而鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成氢键。获此消息，沃森和克里克又重新构建了一个将A-T、G-C碱基对安排在内部，脱氧核糖磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。

资料5  化学家J.Donohue指出他们草图中的碱基构型属于烯醇式，应该改为酮式异构体。他们发现，在酮式结构情况下，A-T碱基对与G-C碱基对长度相等，并与DNA分子的直径相当。

资料6  富兰克林发现，将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克在获知这一信息后，意识到这两条链的分子应该是反向排列的。

1、构建过程

2、构建依据

（1）碱基分别为A、T、G、C的四种脱氧核苷酸连接可构成DNA长链分子

（2）DNA衍射图谱表明DNA分子呈双螺旋结构

（3）DNA分子中A=T，G=C

阅读教材相关内容，思考下列问题：

问题1：DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？

问题2：DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？

问题3：DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？

二、DNA的分子结构

1、DNA的化学组成

（1）基本组成元素：C、H、O、N、P

（2）化合物：磷酸、脱氧核糖、碱基　

（3）基本单位：脱氧核苷酸

2、DNA的基本单位－脱氧核苷酸

组成脱氧核苷酸的含氮碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（C）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。

脱氧核苷酸如何连接？

2、DNA的平面结构和空间结构

3、DNA的结构特点

（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成的。

（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。

（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。

△小规律：“五四三二一”

五种元素：C、H、O、N、P

四种碱基：A、G、C、T

三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基

两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链

一种螺旋：规则的双螺旋结构

在本节课中，教师提供必需的模型，通过适当的引导，学生能够展开自己的联想，作出合理的推断，沿着教师创设的一连串问题积极地进行思考和探究，最终得出了DNA的双螺旋结构模型。课堂完全是学生自主学习的课堂，而教师在此过程中只是一个引导者、参与”者和组织者，课堂气氛热烈、活跃，体现出新课程“自主、合作、探究”的理念。同时，运用学生自己制作的直观教具，和多媒体课件相比更具有优势，不仅有利于知识的构建、重难点的突破，同时也给学生亲自动手操作、展示作品的机会，极大地调动了学生的学习主动性，提高了课堂效率。