分子的立体结构。

俗话说，磨刀不误砍柴工。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，帮助高中教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢？下面是小编精心为您整理的“分子的立体结构”，但愿对您的学习工作带来帮助。

第二节分子的立体结构
第一课时
教学目标：
1.会判断一些典型分子的立体结构，认识分子结构的多样性和复杂性，理解价层电子对互斥模型。
2.通过对典型分子立体结构探究过程，学会运用观察、比较、分类及归纳等方法对信息进行加工，提高科学探究能力。
3.通过观察分子的立体结构，激发学习化学的兴趣，感受化学世界的奇妙。
教学重点：价层电子对互斥模型
教学难点：能用价层电子对互斥模型解释分子的立体结构
教学过程：
教师活动学生活动设计意图
【课始检测】展示CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的球棍模型（或比例模型），让学生判断它们的立体构型并思考：为什么会具有这样的构型？观察判断
思考讨论承上启下，温故知新
【目标展示】多媒体展示本节教学目标并口述。熟悉本节目标有的放矢
【精讲精练】
一、形形色色的分子
【自主学习】请学生阅读教材P35相关内容，思考如下问题：
1、分子中所含有的原子个数与它们的空间构型有何关系？
2、同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间结构却不同，什么原因？同为四原子分子，CH2O与NH3分子的的空间结构也不同，什么原因？思考讨论回答培养学生联系思考的能力，引导学生完成对分子空间构型的成因的设想
【板演】写出C、H、N、O的电子式，根据共价键的饱和性讨论C、H、N、O的成键情况。
原子HCNO
电子式

可形成共用电子对数1432
成键情况1432
【归纳】原子不同，可形成的电子对数目不同，共价键的饱和性不同培养学生知识归纳的能力
【板演】写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的电子式和结构式；根据电子式、结构式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的成键情况.分析分子内的原子总数、孤对电子数及空间结构。
分子CO2H2ONH3CH2OCH4
电子式
结构式O=C=OH-O-H

原子总数33445
孤对电子数无21无无
空间结构直线型V型三角锥形平面三角形正四面体
发挥学生的主观能动性，强化学生对常见分子空间结构的了解和记忆
【归纳】含有同种原子的分子，因为原子形成的键角不同，结构不同自主探究
分析归纳
【归纳小结】分子结构多样性的原因
1．构成分子的原子总数不同
2．含有同样数目原子的分子的键角不同。小结归纳完成环节的小结
【趣味阅读】观察教材P36彩图，欣赏形形色色的分子结构。
【引发思考】不同的分子为何会形成不同的键角，从而导致不同的结构？思考承上启下，引出新知识
【导入】
由于中心原子的孤对电子占有一定的空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构——价层电子对互斥模型
（VSEPRmodels）
【自主学习】引导学生阅读教材P37-38内容，归纳以下问题：
1、价层电子对互斥理论怎样解释分子的空间构型？
2、什么是价层电子对？对于ABn型分子如何计算价层电子对数？
3、什么是VSEPR模型？如何确定分子的VSEPR模型与空间构型？接受新理论
阅读思考
交流讨论
归纳总结导入过渡
【归纳资料】
分子CO2H2ONH3CH2OCH4
分子内原子总数33445
中心原子孤对电子数无21无无
空间结构直线型V型三角锥形平面三角形正四面体
【板书】二、价层电子对互斥理论
1、价层电子对互斥理论：
分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。
【讲解】分子中的孤电子对—孤电子对的斥力成键电子对—孤电子对的斥力成键电子对—成键电子对的斥力。由于相互排斥作用,尽可能趋向彼此远离，排斥力最小。
【归纳】2、价层电子对的计算：价层电子对是指分子中心原子上的电子对。以ABn型分子为例：
价层电子对数=中心原子所成σ键数+中心原子孤电子对数=n+1/2（a-nb）
注：a为中心原子A价电子数，b为配位原子B最多能接受的电子数，n即为分子式中的n值，即配位原子的个数。
【强调】阴阳离子的价层电子对数的求法。
3、VSEPR模型：
【启发思考】如何应用价层电子对数确定VSEPR模型及空间构型？讨论，归纳，回答归纳
强调重点内容，加深学生印象

【归纳】对于ABn型分子，分子的构型同电子对数目和类型的关系归纳为：
【教师活动】投影，引导观察
【学生活动】观察，讨论，动手创建模型，思考归纳。
【板书】常见分子的立体结构一览表
A的电子对数成键电子对数孤对电子对数VSEPR几何构型实例实例构型
220直线型CO2直线型
330平面三角形CH2O平面三角形
21三角形V型
40四面体CH4四面体
31四面体NH3三角锥
22四面体H2OV型
60八面体SF6八面体
42八面体XeF4平面正方形
让学生自行完成知识体系的构建。
【启发归纳】
4、对于ABm型分子空间结构确定的一般步骤为：
（1）确定中心原子（A）的价层电子对数；
（2）根据计算结果找出理想的VSEPR模型；
（3）去掉孤电子对，得到分子真实的空间构型。归纳，总结总结规律
【反馈练习】课本P39思考与交流
【当堂达标】完成学案当堂达标测试。
【作业】（略）练习形成性训练
【板书设计】
一、形形色色的分子
分子结构的多样性：
1．构成分子的原子总数不同
2．含相同原子数目的分子的共价键的键角不一致。
二、价层电子对互斥理论：
1、价层电子对互斥理论
2、价层电子对的计算：
价层电子对数=中心原子所成σ键数+中心原子孤电子对数
=n+1/2（a-nb）
3、VSEPR模型
4、分子空间构型的确定方法

第二节分子的立体结构
第二课时
教学目标：
1．认识杂化轨道理论的要点
2．能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型
教学重点：
杂化轨道理论及其应用
教学难点：
分子的立体结构，杂化轨道理论
教学过程：
教师活动学生活动设计意图
【课始检测】
1、用价电子对互斥理论预测，甲烷分子的空间构型如何？键角为多少？
2、按照已学过的价健理论能否解释正四面体构型甲烷分子？为什么？回忆
应用
思考
交流

引起学生兴趣，增强求知欲望。

【自主学习】
安排学生阅读教材P39-41相关内容。归纳以下问题：
1、杂化与杂化轨道的概念是什么？
2、杂化有哪些类型？分别举例说明。
3、杂化轨道与分子的空间构型存在什么关系呢？如何用杂化轨道理论解释分子的空间构型？
【精讲精练】
三、杂化轨道理论
1、杂化的概念：
在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道，这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
【强调】提出杂化轨道理论的目的：合理解释分子的空间构型。
2、杂化的类型：
（1）sp杂化：一个s轨道和一个p轨道间的杂化。如：BeCl2、CO2
（2）sp2杂化：一个s轨道和两个p轨道间的杂化。
如：SO2、BF3
（3）sp3杂化：一个s轨道和三个p轨道间的杂化
如：CH4、H2O、NH3
【讲解】让学生观看教材上的插图，适当解释sp杂化sp2杂化与sp3杂化。
【归纳】
3、确定中心原子的杂化类型：
（1）确定中心原子价电子对数
（2）判断分子的VSEPR模型
（3）根据VSEPR模型与杂化类型的一一对应关系找出杂化类型：
直线型——sp杂化；
平面型——sp2杂化；
四面体——sp3杂化
强化理解和记忆
培养学生独立思考能力和合作精神。

【小结】

【知识升华】
【思考】
1、任何情况下轨道都可以发生杂化吗？杂化轨道有什么用途？
2、水、甲烷、氨气中心原子均为sp3杂化，为什么水的键角为105度？氨气的为107度？
【强调】
1、杂化只有在形成分子时才会发生；
2、能量相近的轨道方可发生杂化；
3、杂化轨道成键时满足最小排斥原理，从而决定键角。
4、杂化轨道只用来形成σ键或容纳孤对电子，未参与杂化的p轨道方可用于形成π键。
【反馈练习】
1、P41“思考与交流”。
2、利用杂化轨道理论解释乙烯、乙炔、苯的空间构型。
【当堂达标】
完成学案上的当堂达标题目。杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间的夹角空间构型实例
Sp2180°直线BeCl2
Sp23120°平面三角形BF3
Sp34109°28′四面体形CH4

完成习题，当堂达标

变抽象为直观，便于学生理解。

归纳需要注意的问题，知识得到升华
学以致用

【作业布置】完成本节辅导资料上的相关习题。培养知识应用能力
【板书设计】
第二节分子的立体结构
三、杂化轨道理论简介
1、杂化与杂化轨道的概念：
2、杂化轨道的常见类型：
（1）sp杂化——直线形：BeCl2CO2
（2）sp2杂化——平面形：BF3HCHO
（3）sp3杂化——四面体形：CH4NH4+
3、杂化类型的判断

第二节分子的立体结构
第三课时
教学目标
1．掌握配位键、配位化合物的概念，能举出常见的配位键、配合物的例子。
2．会正确表示配位键、配位化合物。
教学重点
配位键、配位化合物的概念，举例
教学难点
配位键、配位化合物的概念理解。
教学过程
教师活动学生活动设计意图
【问题导入】
为什么CuSO45H2O晶体是蓝色而无水CuSO4是白色？
【探究实验】
完成探究实验，填写表格。完成如下实验：
向盛有固体样品的试管中，分别加1/3试管水溶解固体，
将下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格。
固体①CuSO4②CuCl22H2O③CuBr2
白色绿色深褐色
④NaCl⑤K2SO4⑥KBr
白色白色白色
哪些溶液呈天蓝色
实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色

设置问题情境，引发学生思考
探究实验，激发学生探索新知的欲望
【精讲】
四、配合物理论：1、配位键
共享电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共享的共价键
【多媒体展示】图片：配位键的形成过程。
【归纳】配位键的形成条件：一方有孤对电子；另一方有空轨道。
配位键也可以用A→B来表示，其中A是提供孤对电子的原子，叫做给予体；B是接受电子的原子，叫做接受体
阅读教材

归纳知识点
听讲

看图归纳形成过程

归纳总结

把抽象的理论直观化
给予学生探索实践机会，增强感性认识。
2、配位化合物：
【自主学习】
学生阅读教材，了解配位化合物的定义。
【实验】学生合作完成实验2-2。
看图解释配位键的形成。阅读课本，归纳知识点
完成实验
看图归纳形成过程
加强学生的自学能力和组织、推断能力
培养学生的发散思维能力
【归纳】
金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物，叫做配位化合物。

归纳定义更深一层次了解知识点

【思考探究】
我们还见过哪些配位化合物？完成实验2-3
【趣味阅读】
阅读资料，体会配合物的结构对性质的影响。

【知识拓展】
3、配合物的应用：
【多媒体展示】配位化合物课外阅读知识。
【课堂小结】

【达标测试】思考
探究
实验

人们发现[Pt(NH3)2Cl2]有两种不同性质的异构体，如下表
配合物颜色极性在水中的溶解性抗癌活性
Pt(NH3)2Cl2棕黄色极性0.2577g/100gH2O有活性
Pt(NH3)2Cl2淡黄色非极性0.036g/100gH2O无活性
研究表明四个配体与中心离子结合成本面四边形有两种不同排列方式：（如右图）顺式为棕黄色，反式为淡黄色。

观看视频，了解相关知识

完成学案上的随堂检测。

完成知识的迁移

完成情感态度价值观目标
达成目标
【板书设计】
第二节分子的立体结构
四、配合物理论简介
1.配位键
2.配合物
3、配合物的应用

延伸阅读

分子的立体构型

《选修三第二章第二节　分子的立体构型》导学案（第4课时）
学习时间2011—2012学年上学期周
【课标要求】知识与技能要求：复习巩固本节知识
【本节重点知识再现】
一、常见分子的空间构型
1.双原子分子都是直线形，如：HCl、NO、O2、N2等。
2.三原子分子有直线形，如CO2、CS2等；还有“V”形，如H2O、H2S、SO2等。
3.四原子分子有平面三角形，如BF3、BCl3、CH2O等；有三角锥形，如NH3、PH3等；也有
正四面体，如P4。
4.五原子分子有正四面体，如CH4、CCl4等，也有不规则四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。
二、价层电子对互斥模型
1.理论模型
分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远
离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。
2.价电子对之间的斥力
(1)电子对之间的夹角越小，排斥力越大。
(2)由于成键电子对受两个原子核的吸引，所以电子云比较紧缩，而孤对电子只受到中心原子的吸引，电子云比较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，所以电子对之间斥力大小顺序如下：
孤电子对－孤电子对孤电子对－成键电子成键电子－成键电子
(3)由于三键、双键比单键包含的电子数多，所以其斥力大小次序为三键双键单键。
3.价层电子对互斥模型的两种类型
价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。
(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；
(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。
4.用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型
具体步骤：
(1)确定中心原子A价层电子对数目
中心原子A的价电子数与配体X提供共用的电子数之和的一半，即中心原子A价层电子对
数目。计算时注意：
①氧族元素原子作为配位原子时，可认为不提供电子，但作中心原子时可认为它提供所有的6个价电子。
②如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO3－4中P原子价层电子
数应加上3，而NH＋4中N原子的价层电子数应减去1。
③如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对看待。
(2)确定价层电子对的空间构型
由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离。价层电子对的空间构
型与价层电子对数目的关系：
价层电子对数目23456
价层电子对构型直线形三角形四面体三角双锥八面体
(3)分子空间构型确定
根据分子中成键电子对数和孤对电子数，可以确定相应的较稳定的分子几何构型。如p47表：
5.价电子对数计算方法
对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，分子的价电子对数可以通过下式确定：
n＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m2
其中，中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。先根据价电子对数判断分子的VSEPR
模型，再根据中心原子是否有孤对电子判断分子的立体结构模型。
三、杂化轨道理论的简述
1.杂化轨道理论认为：在形成分子时，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。但应注意，原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。同时只有能量相近的原子轨道(如2s,2p等)才能发生杂化，而1s轨道与2p轨道由于能量相差
较大，它是不能发生杂化的。
2.杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理，键与键间排斥力大小决定于键的方向，即决定于杂化轨道间的夹角。由于键角越大化学键之间的排斥力越小，对sp杂化来说，当键角为180°时，其排斥力最小，所以sp杂化轨道成键时分子呈直线形；对sp2杂化来说，当键角为120°时，其排斥力最小，所以sp2杂化轨道成键时，分子呈平面三角形。由于杂化轨道类型不同，杂化轨道夹角也不相同，其成键时键角也就不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。
3.杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等。
四、ABm型杂化类型的判断
1.公式:电子对数n＝12(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)
2.根据n值判断杂化类型
一般有如下规律：
当n＝2，sp杂化；n＝3，sp2杂化；n＝4，sp3杂化。
例如：SO2　n＝12(6＋0)＝3　sp2杂化NO－3　n＝12(5＋1)＝3　sp2杂化
NH3　n＝12(5＋3)＝4sp3杂化
注意　①当上述公式中电荷数为正值时取“－”，电荷数为负值时取“＋”。
②当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零。
五、配合物
1.配位键是一种特殊的共价键，但形成配位键的共用电子是由一方提供而不是由双方共同提供的。
2.过渡金属原子或离子都有接受孤对电子的空轨道，对多种配体具有较强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多。
3.配合物的电离
配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而内界的配体离子和分子通常不能电离。
如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，有三分之一的氯不能电离。
【对点练习】
1．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是()
A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形
C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形
2．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()
A．CO2与SO2B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3D．C2H4与C2H2
3．A、B、C三种物质均是中心原子配位数为6的不同配合物，它们的化学式都是CrCl36H2O，但结构不同，颜色不同；A呈亮绿色；B呈暗绿色，当B与硝酸银溶液反应时，能沉淀出1/3的氯元素，而C呈紫色。
(1)试写出B的结构简式。
(2)B配合物配离子的空间形状如何？画出其两种几何异构体的空间结构。
4．(1)某校化学课外活动小组的同学对AB3型分子或离子的空间构型提出了两种看法，你认为是哪两种？若两个A—B键均是极性键且极性相同，它们分子的极性是怎样的？举例说明。
(2)参照上题，你认为AB4型分子或离子的空间构型有几种？若每个A—B键都是极性键且极性相同。它们分子的极性是怎样的？举例说明。
【学习效果自测】
1.在下列分子中，电子总数最少的是()
A.H2SB．O2C．COD．NO
2.在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是()
A.NF3B．CH－3C．CO2D．H3O＋
3.有关甲醛分子的说法正确的是()
A.C原子采用sp杂化B.甲醛分子为三角锥形结构
C.甲醛分子为平面三角形结构D.在甲醛分子中没有π键
4.[Cu(NH3)4]2＋配离子中，中心离子的配位数为()
A.1B．2C．3D．4
5.苯分子(C6H6)为平面正六边形结构，下列有关苯分子的说法错误的是()
A.苯分子中的中心原子C的杂化方法为sp2B.苯分子内的共价键键角为120°
C.苯分子中的共价键的键长均相等D.苯分子的化学键是单、双键相交替的结构
6.下列分子的中键角最大的是()
A.CO2B．NH3C.H2OD．CH2＝CH2
7.对SO3的说法正确的是()
A.结构与NH3相似B．结构与SO2相似C.结构与BF3相似D．结构与P4相似
8.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角()
A.等于120°B．大于120°C.小于120°D．等于180°
9.三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体，测得其分子具有三角锥形结构。则下面对于NCl3
的描述不正确的是()
A.它是一种极性分子B.它的挥发性比PBr3要大
C.它还可以再以配位键与Cl－结合D.已知NBr3对光敏感，所以NCl3对光也敏感
10.试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的立体构型。
(1)SiF4(正四面体形)
(2)BCl3(平面三角形)
(3)NF3(三角锥形，键角为102°)
【课后作业】1．下列分子中，既没有对称轴，又没有对称面的是()
A．CH4B．H2OC．NH3D．CHBrClF
2．下列推断正确的是()
A．BF3是三角锥形分子B．NH＋4的电子式：[HN,?HH]＋，离子呈平面形结构
C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的spσ键
D．CH4分子中的碳原子以4个四面体形轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—Hσ键
3．下列分子中，键角最大的是()
A．H2SB．H2OC．CCl4D．NH3
4．中心原子采取平面三角形的是()
A．NH3B．BCl3C．PCl3D．H2O
5．下列各组离子中因有配合离子生成而不能大量共存的是()
A．K＋、Na＋、Cl－、NO－3B．Mg2＋、Ca2＋、SO2－4、OH－
C．Fe2＋、Fe3＋、H＋、NO－3D．Ba2＋、Fe3＋、Cl－、SCN－
6．下列离子中的中心原子采取不等性杂化的是()
A．H3O＋B．NH＋4C．PCl－6D．BI－4
7．下列各种说法中正确的是()
A．极性键只能形成极性分子B．CO2中碳原子是sp2杂化
C．形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤对电子
D．共价键形成的条件是成键原子必须有未成对电子
8．下列关于原子轨道的说法正确的是()
A．凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体
B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的
C．sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相等的新轨道
D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采取sp3杂化轨道成键
9．乙炔分子中的碳原子采取的杂化轨道是()
A．sp杂化B．sp2杂化C.sp3杂化D．无法确定
10．H2S分子中共价键键角接近90°，说明分子的空间立体结构为________；CO2分子中的共价键键角为180°，说明分子的空间立体结构为________；NH3分子中共价键键角为107°，说明分子的空间立体结构为________。
11．在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生sp3杂化生成4个______，生成的4个杂化轨道中，只有________个含有未成对电子，所以只能与________个氢原子形成共价键，又因为4个sp3杂化轨道有一个有______，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。

疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
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《选修三第二章第二节　分子的立体构型》导学案（第4课时）
【对点练习】
1．答案　D2．答案　B3．答案　(1)[Cr(H2O)4Cl2]Cl2H2O
(2)八面体，B的配离子[Cr(H2O)4Cl2]＋的几何异构体：

4．答案　(1)①平面正三角形，如BF3、SO3、NO－3、CO2－3等，这类分子或离子是非极性的。
②三角锥形，如NH3、NCl3、PCl3、PH3、SO2－3、ClO－3等，这类分子或离子是极性的。
(2)①正四面体构型，如CCl4、CH4、SiH4、SiF4、SiCl4、NH＋4、SO2－4、ClO－4等，这类分子或离子是非极性的。
②平面四边形构型，如PtCl4，也是非极性的。
【学习效果自测】
1.答案　C2.答案　C3.答案　C4.答案　D5.答案　D6.答案　A7.答案　C
8.答案　C9.答案　C
【课后作业】
1．答案　D2．答案　D3．答案：C4．答案　B5．答案　D6．答案　A7．答案　C
8．答案　C9．答案　A10．答案　V形直线形三角锥形11．答案　sp3杂化轨道　3　3　孤对电子

DNA分子的结构

古人云，工欲善其事，必先利其器。高中教师要准备好教案，这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？为此，小编从网络上为大家精心整理了《DNA分子的结构》，仅供参考，大家一起来看看吧。

第二节　DNA分子的结构

1.DNA分子的双螺旋结构模型是由和提出来的。
2.DNA分子具有的4种碱基分别是、、、，两条链上的碱基是通过　键连接的。
3.DNA的碱基配对是有一定规律的，即一定与配对，一定与配对，这样的配对使DNA分子具有稳定的，同时能解释A、T、G、C的关系，也能解释DNA的过程。

4.下列哪种不是DNA的组成成分？（　）
A．核糖B．磷酸C．胞嘧啶D．鸟嘌呤
5.DNA的两条链上排列顺序稳定不变的是（　）
A．4种脱氧核苷酸B．脱氧核苷
C．脱氧核糖和磷酸D．碱基对
6.DNA完全水解后得到的化学物质是（　）
A．氨基酸、葡萄糖、含氮碱基B．脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
C．氨基酸、核苷酸、葡萄糖D．核糖、含氮碱基、磷酸
7.组成DNA的含氮碱基、五碳糖、脱氧核苷酸的种类数依次是（　）
A．4、4、4B．4、1、8C．4、2、4D．4、1、4
8.已知DNA的一条单链中A＋G/T＋C＝0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是（　）
A．0.4和0.6B．2.5和1.0
C．0.4和0.4D．0.6和1.0
9.若一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基的27%，并测得DNA分子一条链上的A占这条链碱基的18%，则另一条链上的A的比例是（　）
A．9%B．27%C．28%D．46%
10.下列关于双链DNA的叙述错误的是（　）
A．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上A和T的数目也相等
B．若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C．若一条链上A:T:G:C＝1:2:3:4，则另一条链也是A:T:G:C＝1:2:3:4
D．若一条链上A:T:G:C＝1:2:3:4，则另一条链也是A:T:G:C＝2:1:4:3
11.由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达（　）
A．4120B．1204C．460D．604
12.某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占（　）
A．9%B．18%C．32%D．36%

13.在小麦中，由A、T、G构成的核苷酸种类有（　）
A．3种B．4种C．5种D．8种
14.下列有关DNA的叙述中正确的是（　）
A．同一生物个体各种体细胞核中的DNA，具有相同的碱基组成
B．双链DNA分子的碱基含量是A＋G＝C＋T或A＋C＝G＋T
C．细胞缺少和营养不足将影响DNA的碱基组成
D．DNA只存在于细胞核中
15.生物界的生物形形色色、多种多样的根本原因是（　）
A．蛋白质分子结构的多样性B．DNA分子的多样性
C．非同源染色体组合的多样性D．自然环境的多样性
16.下列不是DNA的结构特征的是（　）
A．DNA双链极性反向平行
B．DNA螺旋沿中心轴旋转
C．碱基按嘌呤与嘧啶，嘧啶与嘌呤互补配对
D．DNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸排列千变万化
17.在双链DNA分子中，有腺嘌呤P个，占全部碱基的比例为N/M(M＞2N)，则该DNA分子中鸟嘌呤的个数为（　）
A．(PM/N)－PB．(PM/2N)－PC．N－2P/2MD．PM/2N
18.有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是A．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶（　）
B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶
C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
D．3个磷酸、3个脱氧核糖核酸和1个胸腺嘧啶
19.下图为DNA分子结构模式图，据图回答：

（1）图中的1、2分别代表　、　，1、2、3合在一起称为。
（2）如果3是腺嘌呤，则4是　，5能否表示腺嘌呤？　。若不能请写出可能的碱基是。
（3）DNA被彻底水解后，能产生含氮产物的是　。

DNA的分子结构

生物：3.1.2《DNA的分子结构》例题与探究（中图版必修2）
典题精讲
例1DNA分子多样性的原因是（）
A.DNA是由4种脱氧核苷酸组成的
B.DNA的相对分子质量很大
C.DNA具有规则的双螺旋结构
D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
思路解析：组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的，这就构成了DNA分子的多样性。
答案：D
绿色通道：DNA分子的多样性，同时也决定了DNA分子的特异性。
变式训练下图所示为DNA分子平面结构图，仔细读图后完成下列问题：
（1）写出图中各编号的中文名称：
①___________，②___________，③___________，④___________，⑤___________，⑥___________，⑦___________，⑧___________，⑨___________。
（2）图中共有脱氧核苷酸___________个，碱基___________对。
（3）图中部分由___________个脱氧核苷酸化合而成。一个脱氧核苷酸由一分子___________、一分子___________、一分子___________构成。
思路解析：该题考查学生对DNA双螺旋结构模型知识的理解。由于DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变；DNA内部的碱基靠氢键连接起来形成碱基对，且严格遵循碱基互补配对原则。每个脱氧核苷酸是由一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成的。
答案：（1）①磷酸　②脱氧核糖　③胞嘧啶　④胞嘧啶脱氧核苷酸　⑤腺嘌呤　⑥鸟嘌呤　⑦胞嘧啶　⑧胸腺嘧啶　⑨氢键　（２）8　4　（３）8　磷酸　脱氧核糖　含氮碱基
例2在DNA双螺旋链中，已查明某一脱氧核苷酸对中有一个胸腺嘧啶，则该脱氧核苷酸对中还有（）
A.一个磷酸、一个脱氧核糖和一个鸟嘌呤
B.两个磷酸、两个脱氧核糖和两个腺嘌呤
C.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个腺嘌呤
D.三个磷酸、三个脱氧核糖和三个鸟嘌呤
思路解析：一个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，因为组成脱氧核苷酸的含氮碱基只有A、T、C、G四种，所以脱氧核苷酸只有四种。在组成DNA的双螺旋结构时，两个脱氧核苷酸分子的碱基通过氢键，按照碱基互补配对原则（A与T配对，G与C配对）形成脱氧核苷酸时，依题意画出DNA双螺旋链的局部图：
不难得出正确答案。
答案：C
绿色通道：此题要求学生掌握脱氧核苷酸的化学组成和碱基互补配对原则，并用它分析DNA的双螺旋结构，考查应用能力。
变式训练DNA分子的基本骨架是（）
A.磷脂双分子层B.规则双螺旋结构
C.脱氧核糖和磷酸交替连接D.碱基的连接
思路解析：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的。DNA分子是由两条具有反向平行关系的子链螺旋而成的，在链的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，构成DNA分子的基本骨架。
答案：C
例3某生物碱基的组成是嘌呤碱基占58%，嘧啶碱基占42%，此生物不可能是（）
A.T4噬菌体B.细菌
C.烟草花叶病毒D.酵母菌和人
思路解析：细菌、酵母菌和人的细胞中既有DNA也有RNA，因为RNA是单链，所以不满足嘌呤碱基和嘧啶碱基之和相等。烟草花叶病毒只有RNA，符合条件。T4噬菌体只有DNA。
答案：A
黑色陷阱：对核酸中碱基组成的理解不够，对DNA双螺旋结构中碱基互补配对的原则未掌握，对不同生物含有的核酸种类不明确，都是错答此题的原因。
变式训练1所有病毒的遗传物质（）
A.都是DNAB.都是RNA
C.是DNA和RNAD.是DNA或RNA
思路解析：病毒是由蛋白质和核酸组成的，核酸只有一种，要么是DNA，要么是RNA。
答案：D
变式训练2大豆根尖细胞所含的核酸中，含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类数共有（）
A.8种B.7种C.5种D.4种
思路解析：大豆根尖细胞中含有DNA、RNA，A、T、C、G参与4种脱氧核苷酸、3种核糖核苷酸的构成。
答案：B
问题探究
问题1DNA的空间结构是怎样的？
导思：从外观上看，DNA是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋成规则的双螺旋结构。外侧（像楼梯“扶手”）是脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架，内侧由碱基对（像楼梯“台阶”或谓横档）将两条链连接起来。
探究：DNA分子的空间结构：（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成骨架；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，A与T配对，G与C配对，碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
问题2碱基互补配对原则的意义是什么？
导思：DNA骨架之间的碱基连接是有一定规则的，只能是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对。换句话说，嘌呤与嘌呤之间，嘧啶与嘧啶之间均不能配对。具体是：腺嘌呤（A）一定与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）一定与胞嘧啶（C）配对，这就是碱基互补配对原则。
探究：（1）由于碱基互补配对原则，使四种脱氧核苷酸组成的DNA分子在结构上具有稳定性。（2）由于碱基互补配对原则，确保了DNA的自我复制能够准确无误地完成。

DNA分子的结构和复制

教学设计方案

1．教学重点
（1）DNA分子的结构。
（2）碱基互补配对原则及其重要性。
（3）DNA分子的多样性。
（4）DNA复制的过程及特点。
2．教学难点
（1）DNA分子的立体结构特点。
（2）DNA分子的复制过程。
3．教学疑点
DNA分子中只能是A—T、C－G配对吗？能不能A—C、G—T配对？为什么？
4．解决办法
（1）充分发挥多媒体计算机的独特功能，把DNA的化学组成、立体结构和DNA的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。
（2）通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
（3）通过讨论交流、通过提高学生的识图能力、思维能力，通过配合适当的练习，将知识化难为易。
（4）通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的稳定性，来说明只能是A—T、C—G配对。
2课时。

第一课时
（一）引言：
我们经过学习，已经知道DNA是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。那么，DNA为什么能起遗传作用呢？我们来学习DNA的结构。
（二）教学过程
1．DNA的结构
1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了理解DNA的结构，先来学习DNA的化学组成。
（1）DNA的化学组成
学生阅读教材第7－8页，看懂图6－4及银幕上出现的结构平面图，基本单位图。学生回答下列问题：
①组成DNA的基本单位是什么？每个基本单位由哪三部分组成？
②组成DNA的碱基有哪几种？脱氧核苷酸呢？DNA的每一条链是如何组成的？
学生回答后，教师点拨：
①组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧苷糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。
②组成DNA的碱基有四种：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；有四种脱氧核苷酸：腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸，胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成多脱氧核苷酸链。
（2）DNA分子的立体结构
出示DNA模型，学生阅书第8页，指着模型进解说过归纳，结构的主要特点是：
①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，一条链是55－35，另一条链是35－55，不宜过深）。
②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
③碱基互补配对原则：
两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：A—T、G—C（A一定与T配对，G一定与C配对）。
可见，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链上的碱基排列顺序也就确定了（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。
教师设问，学生思考后，由教师回答：
设问一：碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？
这是由于嘌呤碱是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱是单环化合物（画出单环），占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单环化合物配对才合适。
设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？
这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。
学生训练：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18％，那么鸟嘌呤的分子数占（）
A．9％B．18％C．32%D．36％
答案：C
（为巩固DNA立体结构的有关知识，加深对DNA分子结构特点的理解，此时应让学生做《实验十二、制作DNA双螺旋结构模型》，实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范，控制好上课的时间）。
（3）DNA的特性
师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。
①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DAN分子的稳定性。
②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。
③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
本节课我们学习了DNA的化学组成，DNA的立体结构和DNA的特性。组成DNA的碱基共有A、T、G、C四种，构成DNA的基本单位也有4种。每个DNA分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即A—T、G—C，通过氢键连接成碱基对。DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化，4种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个DNA分子能够贮存大量的遗传信息。
（三）课堂练习
1．课本10-11页三、四题。
2．根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（）
A．B．
C．D．
答案：选B
3．分析一个DNA分子时，其一条链上那么它的另一条链和整个DNA分子中的比例分别是（）
A．0.4和0.6B．2.5和0.4
C．0.6和1.0D．2.5和1.0
答案：D
（四）板书设计

第二课时
（一）引言：
通过上节课有关DNA结构的学习，理解DNA分子不仅能够储存大量的遗传信息，还能传递遗传信息，遗传信息的传递就是通过DNA分子的复制来完成的，怎样复制呢？
（二）教学过程：
2．DNA的复制
（1）复制的概念
在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期，以母细胞DNA分子为模板，合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
（2）“准确”复制的原理
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；
②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
（3）DNA复制的过程
学生阅书第10页，看图6-6，银幕上也出现动态的DNA分子复制过程图解，待学生看懂图后，回答如下问题：
①什么叫解旋？解旋的目的是什么？
②什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？
③简述“子链”形成的过程。
让学生充分回答上述问题后，教师强调：
复制的过程大致可归纳为如下三点：
①解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。
②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。
③子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。
（4）DNA复制的特点
讲述：
①DNA分子是边解旋边复制的，是一种半保留式复制，即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。
②DNA复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制。从而保证了子代和亲代具有相同的遗传性状。
问：DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同？为什么？
通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固DNA复制的全过程。
（5）DNA复制的必需条件
讲述：
DNA复制时必需条件是亲代DNA的两条母链提供准确模板、四种脱氧核苷酸为原料、能量（ATP）和一系列的酶，缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。
（6）DNA复制的生物学意义
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。
（三）小结：
1．通过学习DNA的结构和复制，必须掌握DNA的化学组成、立体结构、碱基互补配对原则以及DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。
2．目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面
（l）DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。
（2）把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与DNA有关。
（四）课堂练习：
1．某生物的双链DNA分子共有含氮碱基77对，其中一条链上（A+T）：（C+G）＝2.5，问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）
A．1200个B．400个C．600个D．1500个
2．课本第10页复习题一、二。
（五）板书设计