2019_2020学年高中生物第3章第2节DNA分子的结构课件新人教版必修2201908081158.pptx
第2节DNA分子的结构一、DNA双螺旋结构模型的构建1.构建DNA双螺旋模型的科学家是沃森和克里克。2.构建过程:预习反馈判断正误。(1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建物理模型的方法。( )(2)AT碱基对和GC碱基对具有相同的形状和直径,使DNA分子具有稳定的直径。( )(3)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也做出了巨大的贡献。( )(4)在DNA分子中,由于碱基A一定与碱基T配对、碱基G一定与碱基C配对,所以碱基A的数量一定等于碱基T的数量,碱基G的数量一定等于碱基C的数量。( )(5)沃森和克里克构建了一个磷酸脱氧核糖骨架排在螺旋外部,碱基排在螺旋内部的双链螺旋模型。( )二、DNA分子的结构1.DNA的结构层次基本组成元素:C、H、O、N、P等基本组成物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基基本组成单位:脱氧核苷酸(4种)DNA单链:脱氧核苷酸链 两条DNA双链:DNA双螺旋结构2.DNA分子双螺旋结构的主要特点(1)DNA分子由两条链组成,这两条链按反向平行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,并且碱基配对有一定的规律:A一定与T配对,C一定与G配对,碱基之间的这种一一对应的关系,称为碱基互补配对原则。预习反馈1.判断正误。(1)DNA分子中碱基数=磷酸数=核糖数。( )(2)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。( )(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。( )(4)DNA分子中的核糖和磷酸交替连接,排列在外侧构成基本骨架。( )(5)DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连。( )2.识图。下图为DNA分子结构模式图,据图写出及a所代表结构的名称。;a.。 答案:磷酸(基团)脱氧核糖胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)氢键碱基对一条脱氧核苷酸链的片段三、制作DNA双螺旋结构模型 探究点一探究点二DNA分子的结构问题情景分析DNA分子的结构层次图解,回答下列问题。探究点一探究点二1.通过DNA的基本单位推测构成DNA的化学元素有哪些?提示:C、H、O、N、P五种元素。2.每个DNA片段中有几个游离的磷酸基团?提示:2个。3.如何理解碱基互补配对原则?哪种碱基对的数量对DNA分子结构的稳定性影响更大?提示:在DNA分子的内部,A总是与T配对,C总是与G配对,碱基之间这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。由于A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键,DNA分子中GC碱基对越多,结构越稳定。4.DNA若进行初步水解和彻底水解,则产物分别是什么?提示:初步水解产物为4种脱氧核苷酸;彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基(A、T、G、C)。探究点一探究点二归纳提升1.DNA分子的结构特点(1)稳定性DNA分子的两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构,其双螺旋结构就是DNA分子具有稳定性的原因之一。DNA分子的基本骨架稳定不变,都是脱氧核糖和磷酸交替连接构成的结构。DNA分子双螺旋结构内侧的碱基配对方式稳定不变。(2)多样性DNA分子中碱基对的排列顺序是千变万化的,这就构成了DNA分子的多样性。探究点一探究点二(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分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性正是自然界中各种生物之间、同种生物不同个体之间性状表现千差万别的根本原因。因此,DNA可以起到鉴别生物个体的作用。探究点一探究点二2.解读DNA结构模型的三个关键 探究点一探究点二方法技巧 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构探究点一探究点二典例剖析下图为DNA分子结构示意图,请回答问题。探究点一探究点二(1)(填“能”或“不能”)构成胞嘧啶脱氧核苷酸,(填序号)中含有N元素。 (2)在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基是通过连接的,有个游离的磷酸基团。 (3)含17%腺嘌呤的DNA比含15%胞嘧啶的DNA耐热性。 (4)(填序号)相间排列,构成了DNA分子的基本骨架,并且碱基对之间通过氢键相连,说明了DNA分子具有。 答案:(1)不能(2)脱氧核糖磷酸脱氧核糖1(3)高(4)和稳定性探究点一探究点二活学活练1.下图是某同学制作的脱氧核苷酸对模型,其中正确的是()解析:A项中,从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断,两条脱氧核苷酸链不是反向平行的,错误;B项中,A与T之间的氢键应该是两个而不是三个,错误;C项中,含氮碱基(C)与五碳糖的连接位置不对,且G与C之间应有三个氢键,错误。答案:D探究点一探究点二2.下图为DNA分子结构示意图,对该图的描述正确的是()A.和相间排列,构成了DNA分子的基本骨架B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C.DNA聚合酶用于的形成D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息探究点一探究点二解析:由图示可知,表示磷酸,表示脱氧核糖,表示胞嘧啶(碱基),和相间排列构成了DNA分子的基本骨架;中的应属于上面那个脱氧核苷酸的磷酸基团;的形成依靠碱基互补配对原则,不需要DNA聚合酶,DNA聚合酶的作用是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。答案:D探究点一探究点二DNA分子中的碱基数量关系问题情景请结合教材中的DNA平面结构图,分析回答下列问题。1.双链DNA分子中,嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系?其中A与T,C与G有什么数量关系?提示:嘌呤碱基数=嘧啶碱基数。A=T;C=G。2.如果DNA分子一条链H1中的(A+C)/(T+G)为m,那么互补链H2中(A+C)/(T+G)为多少?在整个DNA分子中,该比值是多少?提示:1/m;1。3.在双链DNA分子中,若某一条链中(A+T)/(G+C)=n,则在另一条链中(A+T)/(G+C)的比值是多少?在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是多少?提示:n;n。探究点一探究点二归纳提升DNA分子中碱基数量的计算规律(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,知识总结双链DNA分子之间碱基比例的共性及特异性(1)共性:A/T=T/A=1,G/C=C/G=1,(A+C)/(T+G)=(A+G)/(T+C)=1。不因生物种类不同而不同。(2)特异性:(A+T)/(C+G)的比值在不同DNA分子中是不同的,这是DNA分子多样性和特异性的表现。探究点一探究点二典例剖析一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则该DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的()A.44%B.24%C.14%D.28%探究点一探究点二解析:(1)画出草图。(如下图)(2)依题意,列出等量关系:联合得A1=28%(3)依“等量代换”有T2=A1=28%,即胸腺嘧啶占该链碱基数目的28%。答案:D探究点一探究点二方法技巧 “三步法”解决DNA分子中有关碱基比例的计算第一步:搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例,还是占DNA分子一条链上碱基的比例。第二步:画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步:根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。探究点一探究点二活学活练1.已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的()A.32.9%,17.1%B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3%D.17.1%,32.9%解析:配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的,因此,该链中G的比例为35.8%-17.1%=18.7%,A的比例为1-(G+C)%-T%=1-35.8%-32.9%=31.3%,根据碱基互补配对原则,它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。答案:B探究点一探究点二2.某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上A T G C=1 2 3 4,则有关该DNA分子的叙述,正确的是()A.含有4个游离的磷酸基团B.含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个C.4种含氮碱基A T G C=3 3 7 7D.碱基排列方式共有4100种探究点一探究点二解析:每条单链各有一个游离的磷酸基团,所以DNA分子应该有2个游离的磷酸基团。计算碱基数目时,需要注意所给碱基总数为个数还是对数,该DNA分子中含有200个碱基对,一条链上A T G C=1 2 3 4,根据双链中A+T所占比例=单链中A+T所占比例,则双链中A+T占3/10,根据A=T,推知A和T各占3/20,故腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为2002(3/20)=60。双链中A和T分别占3/20,则C和G分别占7/20,故A T G C=3 3 7 7。在碱基比例不确定的情况下,碱基排列方式共有4n种,n为碱基对数,即共有4200种,而该DNA分子碱基比例已确定,故排列方式小于4200种。答案:C
