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课后测评

第3章　基因的本质

第2节　DNA的结构（导学案）

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。

1．在对DNA结构的探索中，于1953年摘取桂冠的是两位年轻的科学家——美国生物学家＿＿＿＿和英国物理学家＿＿＿＿，DNA＿＿＿＿的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。

2．研究DNA结构常用的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿。当时，科学界已经认识到：DNA是以＿＿＿＿为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有＿＿＿＿＿＿4种碱基。英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的＿＿＿＿＿＿＿。沃森和克里克主要以该照片的有关数据为基础，推算出DNA呈＿＿＿＿。沃森和克里克尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定了。1952年春天，奥地利生物化学家查哥夫推知，在DNA中，腺嘌呤（A）的量总是等于＿＿＿＿＿的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于＿＿＿＿＿＿的量。沃森和克里克据此构建了一个将碱基安排在＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿骨架安排在螺旋外部的模型。在这个模型中，＿＿＿＿碱基对与G－C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系。

3．DNA双螺旋结构的主要特点如下：（1）DNA是由＿＿＿条单链组成的，这两条链按＿＿＿方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA中的＿＿＿＿＿＿交替连接，排列在外侧，构成＿＿＿；碱基排列在＿＿＿。（3）两条链上的碱基通过＿＿＿连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：＿＿＿一定与T（胸腺嘧啶）配对；＿＿＿一定与C（胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作＿＿＿＿＿＿。

一、DNA双螺旋结构模型的构建

根据教材资料分析并回答下列问题：

1．沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的经验和成果，这些经验和成果分别是DNA分子是以＿＿＿＿＿＿＿为单位连接而成的长链；英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的＿＿＿＿＿；奥地利生物化学家＿＿＿＿＿测定DNA的分子组成，发现了碱基间的数量关系等。

2．沃森和克里克先后分别提出的模型有：多种不同的碱基位于螺旋外部的＿＿＿＿＿螺旋、＿＿＿＿＿螺旋结构模型和碱基位于螺旋内部，但相同碱基配对的＿＿＿＿＿螺旋结构模型，以及碱基位于螺旋内部且＿＿＿＿＿与＿＿＿＿＿配对、＿＿＿＿＿与＿＿＿＿＿配对的双螺旋结构模型。

3．资料中涉及的学科：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，涉及的主要方法：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

4．沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构模型的过程，被作为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的启示是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

【答案】1．四种脱氧核苷酸　　DNA衍射图谱　　查哥夫　　2．双　　三　　双　　A　　T　　G　　C　3．物理学、生物化学、数学和分子生物学等　　X射线衍射结构分析方法、数学计算法、建构模型的方法等　　4．协作精神、要善于利用他人的研究成果与经验、要善于与他人交流与沟通、多学科交又运用、不懈的努力与不断修正自己错误等

二、DNA分子的结构

1．下图是DNA分子的结构模式图，请用文字写出图中①～⑩的名称：

①＿＿＿＿＿＿　　②＿＿＿＿＿＿

③＿＿＿＿＿＿　　④＿＿＿＿＿＿

⑤＿＿＿＿＿＿　　⑥＿＿＿＿＿＿

⑦＿＿＿＿＿＿　　⑧＿＿＿＿＿＿

⑨＿＿＿＿＿＿　　⑩＿＿＿＿＿＿

2．碱基互补配对原则的应用

【答案】1．①磷酸　　②脱氧核糖　　③腺嘌呤　　④腺嘌呤脱氧核苷酸　　⑤鸟嘌呤　　⑥胞嘧啶　　

⑦胸腺嘧啶　　⑧碱基对　　⑨氢键　　⑩一条脱氧核苷酸链的片段　　2．①T2　　②A2　　③1　　④1/M　　⑤N　　⑥N　　⑦50%　　⑧1－a%

三、模型构建

　　制作DNA分子双螺旋结构模型时，可以分别代表＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。三者连接在一起构成一个＿＿＿＿分子，许多个这样的分子连接成一条＿＿＿＿＿＿＿＿，两条这样的结构盘旋成DNA的空间结构。如果20个这样的连接物都能一一配对，则可以制作出含有不同遗传信息的DNA分子模型＿＿＿＿种。

【答案】脱氧核糖　　磷酸　　碱基　　脱氧核苷酸　　脱氧核苷酸链　　410

1．核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸都有（    ）

A．碱基   B．核糖     C．脱氧核糖    D．氨基和羧基

2．下列各图中，图形分别代表磷酸、脱氧核糖和碱基，在制作脱氧核苷酸模型时，各部件之间需要连接。下列连接正确的是  （   ）

A．  B．  C．  D．

3．某DNA的一个单链中（A+G）／（T+C）=0.2，该比值在其互补链和整个DNA分子中分别是（　　）

A．0.4和0.6    B．5和1   C．0.4和0.4    D．0.6和1

4．下列关于DNA的描述，不正确的是（    ）

A．组成DNA的两条链是按反向平行方式盘旋成双螺旋结构的

B．DNA双链上的每个脱氧核糖均连着一个磷酸和一个碱基

C．DNA双链上的碱基严格配对且通过氢键相连

D．组成DNA分子的两条单链的碱基数相等

5．如图表示DNA分子双螺旋结构，下列说法正确的是（    ）

A．DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成双螺旋结构

B．碱基排列在内侧，构成DNA的基本骨架

C．④表示核糖核苷酸

D．⑤表示碱基对，由两个碱基通过肽键连接而成

6．以下所示四个双链DNA分子中，稳定性最差的是（    ）

A．双链DNA中A占25%    B．双链DNA中T占30%

C．双链DNA中G占25%    D．双链DNA中C占30%

7．在制作DNA的双螺旋结构模型时，会发现制成的DNA的平面结构像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键依次是（    ）

①磷酸和脱氧核糖    ②氢键　　　③碱基对    ④肽键

A．①②③   B．①③②     C．③①②    D．①③④

8．下列关于DNA结构的说法中，不正确的是（    ）

A．在一个DNA分子中总是含有两个游离的磷酸基团

B．DNA分子的基本骨架由“…磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—…”构成

C．两条单链能结合在一起与氢键的作用密切相关

D．DNA分子中G与C所占比例越大，结构越稳定

1．DNA由两条链组成，这两条链的方向是平行关系，一条DNA分子中有2个游离的磷酸基团。DNA分子一条链的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。DNA分子两条链之间是碱基与碱基相连，碱基对之间通过氢键连接，G、C之间有三个氢键，A、T之间有两个氢键。氢键数目越多，DNA分子越稳定，所以G、C含量高的DNA分子稳定性强。

2．碱基互补配对原则的推论；

（1）在双链DNA分子中：①两个互补的碱基相等，任意两个不互补的碱基这种恒等，即A＝T、G＝C，A＋G＝C＋T＝A＋C＝G＋T或（A＋G）/（T＋C）＝（A＋C）/（G＋T）＝1；②在碱基比率上，任意两个不互补的碱基这种占总碱基数的50%，即A＋G＝C＋T＝A＋C＝G＋T＝50%。

（2）在双链DNA分子中，互补的α、β两条链之间存在两种关系：①任意两个不互补的碱基之和的比值在两条互补单链中呈倒数关系；②两个互补碱基之和的比值在两条互补单链中呈恒等关系。

【答案】

1．A

2．A

3．B

4．B

5．A

6．B

7．B

8．A