制作DNA双螺旋结构模型

制作DNA双螺旋结构模型

【课前复习】

在学习新课程前要复习好DNA结构等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入到知识体系中。 温故——会做了，学习新课才能有保障

1．组成DNA的基本单位是____________，它是由_____________、_____________、____________构成，这几种物质之间的连接方式可用图表示如下：

答案：脱氧核苷酸 一分子含氮碱基 一分子脱氧核糖 一分子磷酸 连接方式如图6—4—1。

脱氧核苷酸 图6—4—1

2．在DNA分子中，每个脱氧核苷酸之间是在_____________部位连接成长链。

答案：脱氧核糖和磷酸

3．DNA分子两条长链的方向是__________________________，它们之间的碱基按____________即A（_____________）一定与______（________）配对；______ （_______）一定与__________（___________）配对并靠___________键相连接。DNA分子的立体构型是_________________________。

答案：反向平行 碱基互补配对原则 腺嘌呤 T（胸腺嘧啶） G（鸟嘌

呤） C（胞嘧啶） 氢 规则的双螺旋结构 知新——先看书，再来做一做

1．制作DNA双螺旋结构模型的实验原理是什么？ 2．制作DNA双螺旋结构模型应准备哪些材料用具？ 3．制作DNA双螺旋结构模型的方法步骤是怎样的？

【学习目标】

1．初步学会制作DNA双螺旋结构模型，掌握制作技术。 2．进一步理解和掌握DNA分子的结构。 3．理解碱基互补配对原则。

【基础知识精讲】 课文全解： 1．实验原理

依据沃森和克里克提出的DNA分子双螺旋结构。其主要特点如下：（1）每个DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则的双螺旋结构。脱氧核苷酸长链的两端是不同的，一端是脱氧核糖上羟基，另一端是磷酸基，而DNA分子两条长链的同一端，一个是磷酸基，另一个则是羟基，因而两条长链的方向是相反的。(2)DNA分子的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连结构成的基本骨架，内侧是碱基对。(3)DNA分子两条链上的内侧碱基按照碱基互补配对原则(A配T，G配C)两两配对，通过氢键互相连结。 2．实验材料

硬塑方框2个(长约10 cm或视两个通过氢键连接的脱氧核苷酸模型宽度而定，方框也可用其他硬质材料代替)，细铁丝两根(长约0.5 m或视制作的长链长度而定)，圆形塑料片(代表磷酸)若干、双层五边形塑料片(代表脱氧核糖)若干、4种不同颜色的长方形塑料片(代表四种不同碱基)若干，这些塑

料材料也可用其他材料如硬纸板、泡沫板、卡纸等代替。粗铁丝两根（长约10 cm或视两个通过氢键连接的脱氧核苷酸模型宽度而定）、订书器、订链(注意碱基的顺序与第一条链上碱基顺序互补配对，但方向相反)。用钉书针将两条链之间的互补碱基连接好。

书钉。

3．实验方法与步骤 (1)预习DNA分子结构

DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。一分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸基组成。脱氧核糖上的羟基与含氮碱基结合生成脱氧核苷，脱氧核苷另一位置上羟基与磷酸酯化生成脱氧核苷酸，它们的连接部位如图6—4—1所示。 在DNA分子中，脱氧核苷酸分子之间通过磷酸与脱氧核糖之间的氢键相互连接而成长链，链的方向是从磷酸基到脱氧核糖，但两条链走向相反，两条链内侧的碱基通过氢键配对连接，这样方向相反的两条平行长链盘旋而成的规则双螺旋结构，这就是DNA分子的立体构型。 (2)制作DNA模型

①先做支架

取一个硬塑方框，在硬塑方框一侧的两端各拴上一条长约0.5 m或视制作的长链长度而定的细铁丝。

②制作脱氧核苷酸模型

将一个圆形塑料片(代表磷酸)和一个长方形塑料片(4种不同颜色的长方形塑料片分别代表4种不同的碱基)，分别用钉书钉连接在一个剪好的五边形塑料片上(代表脱氧核糖)，用同样的方法制作出一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型，其连接方式如图6—4—1。

③制作多核苷酸长链模型

将若干个制成的脱氧核苷酸模型，按照一定的碱基顺序(可自行设定)依次穿在长细铁丝上。

④制作DNA平面结构模型。按同样方法制作好DNA的另一条脱氧核苷酸

⑤制作DNA的空间结构模型。将穿好脱氧核苷酸长链的两条细铁丝的末端分别拴到另一个硬塑方框一侧的两端，并在所制模型的背侧用两根较粗的铁丝加固。双手分别提起硬塑方框，拉直双链，向右旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋空间结构模型。

问题全解：

19．制作DNA双螺旋结构模型的实验原理是什么？ 见“课文全解”。

20．制作DNA双螺旋结构模型注意事项和成功的关键是什么？ (1)注意事项

①制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时，须注意各分子的大小比例。

②磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。

③整个制作过程中，各种模型零件间的连接必须牢固。 ④制作DNA的两条长链时，必须注意每条链上的碱基总数要一致，碱基对间应是互补配对的，两条链的方向是相反的。

⑤由平面结构右旋成立体结构时，若未成规则的双螺旋，则应矫正。 (2)关键

要注意各分子的大小比例，相同的物质大小要一致。

【学习方法指导】

1．在动手制作DNA双螺旋结构模型之前，先复习DNA分子结构的主要特点等知识，然后再开始动手制作模型。 2．熟悉制作模型用的各种零件所代表的物质。 3．按顺序制作模型。

4．在组装多核苷酸长链时，必须注意两点：一是两条长链的单核苷酸数目必须相同；二是两条长链并排时，必须保证碱基之间能够相互配对，不能随意组装。

【知识拓展】

制作DNA双螺旋结构模型的替代材料：制作DNA分子双螺旋结构模型的材料，可以因地制宜就地取材。就农村中学而言，只要取麦秆、细高粱秆、玉米、细绳、牙签即可。将麦秆剪成等长，染上4种不同的颜色，分别代表4种不同的碱基。高粱秆去皮留芯，剪成小块，代表脱氧核糖。玉米代表磷酸。用两条等长的细绳将高粱秆芯和玉米交替穿上，再用牙签穿好上色的麦秆(代表互补配对的碱基)，将牙签的两端分别插入两条细绳穿起的相应高粱秆芯中，就形成代表DNA分子的双链结构。最后，双手拉直两条细绳，旋转一下，就得到DNA分子的双螺旋结构模型了。

代表不同碱基的长方形塑料片个数是 代表脱氧核糖的五边形塑料片个数是

A．10 B．20 C．30 D．40 3．制作脱氧核苷酸模型时，各“部件”之间需要连接，下图中连接正确的是

4．如下图所示，下列制作的DNA双螺旋模型中，连接正确的是

【同步达纲训练】

1．制作DNA双螺旋结构模型的依据是 A．人们观察到的DNA分子结构

B．沃森和克里克提出的双螺旋结构模型 C．人们确认的DNA化学成分 D．人们自行确认的DNA分子结构

2．某同学欲制作一段具10对碱基的DNA片断模型，她在准备材料时，至少需准备代表磷酸的球形塑料片个数是

参考答案

1．解析：现在DNA分子空间结构特点，依据的是沃森和克里克建立起来

的DNA双螺旋结构模型。 答案：B

2．解析：10对碱基的DNA片段中，含20个脱氧核苷酸分子，每个脱氧核苷酸分子由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子脱氧核糖组成，因此20个脱氧核苷酸分子中共由20个脱氧核糖、20个含氮碱基和20个磷酸组成。

答案：B B B

3．解析：每个脱氧核苷酸分子中的磷酸与含氮碱基均连接在同一个脱氧核糖上，碱基与脱氧核糖第1位碳原子上羟基连接，磷酸与脱氧核苷第5位碳原子上羟基连接，如下图所示。因而只有A是正确的。

脱氧核糖

答案：A

4．解析：脱氧核苷酸的脱氧核糖在第3位碳原子上与另一脱氧核苷酸的磷酸结合形成脱氧核苷酸单链。 答案：B