課時13 第2節 dna分子的結構
學習目標:
1、概述dna分子結構的主要特點。
2、嘗試製作dna分子雙螺旋結構模型。
3、了解dna雙螺旋結構模型的構建過程。
自主學習:
1、沃森和克里克是如何構建dna雙螺旋結構模型的?
1、在對dna分子結構的研究中,美國生物學家和英國物理學家做了突出的貢獻。
2、dna分子是以4種為單位連線而成的長鏈,這4種脫氧核苷酸分別含有四種鹼基。
3、沃森和克里克嘗試了很多種不同的雙螺旋結構和三螺旋結構,但都被否定了。後來他們重新構建了乙個將磷酸--核醣骨架安排在螺旋外部,鹼基安排在螺旋內部的雙鏈螺旋。
4、後來,沃森和克里克又根據其他科學家得出的腺嘌呤(a)的量總是等於胸腺嘧啶(t)的量,鳥嘌呤(g)的量總是胞嘧啶(c)的量的資訊,改變了鹼基配對的方式,讓a與t配對配對,構建出dna的模型。
答案:1、沃森和克里克 2、脫氧核苷酸 a、t、c、g 4、等於 c與g 雙螺旋
2、dna分子的雙螺旋結構有哪些主要的特點?
1、dna分子由兩條鏈組成,這兩條鏈按的方式盤旋成結構。
2、dna分子中的和交替連線,排列在外側,構成基本骨架; 排列在內側。
3、兩條鏈上的鹼基通過連線成鹼基對,並且鹼基配對有一定的規律:a(腺嘌呤)一定與配對;g(鳥嘌呤)一定與配對。鹼基之間這種一一對應的關係,叫做原則。
答案:1、反向平行雙螺旋 2、磷酸脫氧核醣鹼基對
3、氫鍵 t(胸腺嘧啶) c(胞嘧啶) 鹼基互補配對
三、製作dna雙螺旋結構模型的目的及設計過程是怎樣的?
1、目的要求:通過製作dna雙螺旋結構模型,加深對dna分子結構特點的認識和理解。2、設計過程:
分別用幾種不同的材料來代替組成dna分子的磷酸、脫氧核醣和鹼基。讓這三種成分按照正確的方式連線在一起,並且要體現出dna分子的兩條鏈是反向平行的,鹼基之間遵循鹼基互補配對原則。
問題透析:
一、對dna化學組成的分析:
1、dna分子屬於大分子化合物,它們是由乙個脫氧核苷酸連線起來的長鏈。脫氧核苷酸是dna的基本結構單位。
2、每個脫氧核苷酸分子又是由三個「一分子」組成的:一分子磷酸、一分子脫氧核醣、一分子含氮鹼基。關係如下:
脫氧核醣(五碳糖)
核苷腺嘌呤
鳥嘌呤 脫氧核苷酸鹼基胞嘧啶
胸腺嘧啶
磷酸3、dna的空間結構
主 (1)兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構
要 (2)外側:磷酸和脫氧核醣交替連線(基本骨架)
特內側:鹼基對
點 (3)鹼基互補配對原則
溫馨提示:鹼基互補配對原則可使dna分子在結構上具有穩定性,還確保了dna的自我複製能準確無誤地完成。
例1:有1對氫鍵連線的脫氧核苷酸,已查明它的結構中有1個腺嘌呤,則它的其他組成成分應是( )
a.3個磷酸、3個脫氧核醣和1個胸腺嘧啶
b.2個磷酸、2個脫氧核醣和1個胞嘧啶
c.2個磷酸、2個脫氧核醣和1個胸腺嘧啶
d.1個磷酸、1個脫氧核醣和1個胸腺嘧啶
答案:c
變式1:組成dna結構的基本成分是( )
①核醣 ②脫氧核醣 ③磷酸 ④腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶 ⑤胸腺嘧啶 ⑥尿嘧啶
a.①③④⑤ b.①②④⑥ c.②③④⑤ d.②③④⑥
答案:c
2、鹼基互補配對原則及其拓展
1、鹼基互補配對原則是指在dna分子形成鹼基對時,a一定與t配對,g一定與c配對的一一對應關係。
2、整個dna分子中鹼基量的關係:
①a=t;g=c
②a+g=t+c=a+c=t+g=1/2(a+t+c+g)
③(a+g)/(t+c)=(a+c)/(t+g)=1
3、在dna兩條互補鏈(a鏈和b鏈)之間
a鏈中(a+g)/(t+c)=b鏈中該值的倒數
a鏈中(a+t)/(g+c)=b鏈中的該值
例2:乙個dna分子中有腺嘌呤1500個,腺嘌呤與鳥嘌呤之比為3:1,則該dna分子中含有脫氧核醣的數目為( )
a.2000個 b.3000個 c.4000個 d.8000個
答案:c
變式2:已知1個dna分子中有1800個鹼基對,其中胞嘧啶有1000個,這個dna分子中應含有的脫氧核苷酸的數目和腺嘌呤的數目分別是( )
a.1800個和800個 b.1800個和1800個
c.3600個和800個 d.3600個和3600個
答案:c
3、製作dna雙螺旋結構模型的事前準備
1、製作dna模型之前,首先要熟記dna分子雙螺旋結構的主要特點。
2、熟悉製作模型所需要的各種材料所代表的物質。
3、製作的模型,兩條鏈上的脫氧核苷酸數目必須相等;兩條鏈之間材料代表的鹼基必須保證能進行鹼基互補配對;兩條鏈的方向是相反的。
例3:在dna分子的一條脫氧核苷酸鏈中,相鄰的鹼基a與t之間的連線結構是( )
a.氫鍵 b.-磷酸-脫氧核醣-磷酸 c.肽鍵 d.-脫氧核醣-磷酸-脫氧核醣
答案:d
變式3:在製作dna雙螺旋結構模型時,如果要求一種顏色代表一種物質,則至少需要準備幾種顏色的塑料片( )
a.3種 b.4種 c.5種 d.6種
答案:d
互動**:
沃森和克里克在建構模型的過程中,是如何對待和糾正錯誤的?對我們有什麼啟示?
要善於利用他人的研究成果和經驗,要善於與別人交流溝通,閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的。沃森和克里克當時嘗試了很多種不同的雙螺旋結構和三螺旋結構,但都被否定了。但他們沒有氣餒,重新構建了乙個將磷酸--脫氧核醣骨架安排在螺旋外部,鹼基安排在螺旋內部的雙螺旋鏈;又根據其他科學家的研究成果,改變了鹼基配對的方式,讓a與t配對,g與c配對,最終構建出dna的雙螺旋模型。
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