高中生物必修二第三章基因本质课件.ppt

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1、第第3章章 基因的本质基因的本质高中生物必修二第三章基因本质第1页，此课件共46页哦课程标准课程标准概述概述DNA分子结构的主要特点。分子结构的主要特点。学习目标学习目标1概述概述DNA分子结构的主要特点。分子结构的主要特点。2制作制作DNA分子双螺旋结构模型。分子双螺旋结构模型。3讨论讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。双螺旋结构模型的构建历程。第2页，此课件共46页哦我们身边的生物我们身边的生物坐坐落落于于北北京京中中关关村村高高科科技技园园区区的的DNA雕雕塑塑，以以简简洁洁而而独独特特的的双双螺螺旋旋造造型型吸吸引引着着过过往往的的行行人人，但但很很少少有有人人去去注注意意它它的的旋旋

2、转转方方向向是是顺顺时时针针还还是是逆逆时时针针。同同样样是是一一座座以以DNA双双螺螺旋旋结结构构为为基基础础设设计计的的雕雕塑塑，却却因因旋旋转转方方向向的的问问题题，曾曾引引发发一一起起北北京京世世纪纪盛盛典典文文化化艺艺术术交交流流有有限限公公司司起起诉诉北北京京大大学学的的雕雕塑塑合合同同纠纠纷纷案案件件。案案件件是是由由于于DNA空空间间结结构构的的旋旋转转方方向向问问题题引引起起的的，那那DNA到到底底有有什什么么样样的的化化学组成和空间结构呢？学组成和空间结构呢？第3页，此课件共46页哦第4页，此课件共46页哦一、一、DNA双螺旋双螺旋结结构模型的构建构模型的构建1模型名称：模

3、型名称：_模型。模型。2构构建建者者：美美国国生生物物学学家家_和和英英国国物物理理学学家家_。3构建依据构建依据(1)DNA分分子子是是以以4种种_为为单单位位连连接接而而成成的的长长链链，这这4种脱氧核苷酸分种脱氧核苷酸分别别含有含有_四种碱基。四种碱基。(2)威威尔尔金金斯斯和和富富兰兰克克林林提提供供的的DNA衍衍射射图图谱谱表表明明DNA分子呈分子呈_结结构。构。第5页，此课件共46页哦(3)查查哥夫哥夫测测定定DNA的分子的分子组组成，成，发现发现_的量的量总总是等于是等于_的量；的量；_的量的量总总是等于是等于_的量。的量。第6页，此课件共46页哦二、二、DNA分子的分子的结结构

4、构1DNA分子双螺旋分子双螺旋结结构的主要特点构的主要特点(1)DNA分分子子是是由由_条条链链组组成成的的，这这两两条条链链按按_盘盘旋成双螺旋旋成双螺旋结结构。构。(2)DNA分分子子中中的的_和和_交交替替连连接接，排排列列在在_侧侧，构构成成基基本本骨骨架架；碱碱基基排排列列在在_侧侧。(3)两两条条链链上上的的碱碱基基通通过过_连连接接成成_，并并且且按按_原原则则配配对对。A一一定定与与_配配对对，G一一定与定与_配配对对。第7页，此课件共46页哦2碱基互碱基互补补配配对对原原则则_，叫叫做做碱碱基基互互补补配配对对原原则则。3DNA分子的特性分子的特性(1)_：脱脱氧氧核核糖糖与

5、与磷磷酸酸交交替替排排列列的的顺顺序序稳稳定定不不变变。(2)_：碱基：碱基对对的排列的排列顺顺序各异。序各异。(3)_：每每个个DNA都都有有自自己己特特定定的的碱碱基基对对排排列列顺顺序。序。第8页，此课件共46页哦4规规律律(1)在两条互在两条互补链补链中，中，_的比例互的比例互为为倒数关系。倒数关系。(2)在在整整个个DNA分分子子中中，嘌嘌呤呤碱碱基基之之和和_之之和。和。(3)整整个个DNA分分子子中中，_与与分分子子内内每每一一条条链链上上的的该该比例相同。比例相同。第9页，此课件共46页哦第10页，此课件共46页哦第11页，此课件共46页哦一、一、DNA双螺旋双螺旋结结构模型的

6、构建构模型的构建1构构建建者者：美美国国生生物物学学家家沃沃森森和和英英国国物物理理学学家家克克里里克。克。2构建依据构建依据(1)DNA由由6种种小小分分子子组组成成：脱脱氧氧核核糖糖、磷磷酸酸和和4种种碱碱基基(A、G、T、C)，这这些些小小分分子子组组成成了了4种种脱脱氧氧核核苷苷酸酸，再再由由4种种脱脱氧氧核核苷苷酸酸组组成成两两条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸长长链链，进进而而构构成成DNA。第12页，此课件共46页哦(2)威威尔尔金金斯斯和和富富兰兰克克林林提提供供的的DNA衍衍射射图图谱谱表表明明DNA呈螺旋呈螺旋结结构。构。(3)查查哥哥夫夫测测定定DNA的的分分子子组组成成，发发现现

7、在在不不同同物物种种中中4种种碱碱基基的的含含量量不不同同，但但是是A和和T的的含含量量总总是是相相等等，G和和C的含量也相等。的含量也相等。第13页，此课件共46页哦3构建过程构建过程(1)沃森和克里克推算出沃森和克里克推算出DNA分子呈螺旋结构。分子呈螺旋结构。(2)构构建建多多种种不不同同的的双双螺螺旋旋和和三三螺螺旋旋结结构构模模型型，在在不不断的研究中不断地抛弃和重建断的研究中不断地抛弃和重建DNA模型。模型。(3)构构建建碱碱基基对对AT、GC互互补补配配对对的的双双螺螺旋旋模模型型，能能够够解解释释A、G、T、C的的数数量量关关系系，也也能能解解释释DNA的的复复制，并与拍摄的制

8、，并与拍摄的X衍射照片相符。衍射照片相符。第14页，此课件共46页哦例例1下下列列关关于于威威尔尔金金斯斯、沃沃森森和和克克里里克克、富富兰兰克克林林、查查哥哥夫夫等等人人在在DNA分分子子结结构构构构建建方方面面的的突突出出贡贡献献的的说说法法中，正确的是中，正确的是()A威威尔尔金金斯斯和和富富兰兰克克林林提提供供了了DNA分分子子的的电电子子显显微微镜图镜图像像B沃沃森森和和克克里里克克提提出出了了DNA分分子子的的双双螺螺旋旋结结构构模模型型C查查哥夫提出了哥夫提出了A与与T配配对对、C与与G配配对对的正确关系的正确关系D富富兰兰克克林林和和查查哥哥夫夫发发现现A量量等等于于T量量、C

9、量量等等于于G量量第15页，此课件共46页哦解解析析在在DNA分分子子结结构构构构建建方方面面，威威尔尔金金斯斯和和富富兰兰克克林林提提供供了了DNA的的衍衍射射图图谱谱；查查哥哥夫夫发发现现了了A量量等等于于T量量、C量量等等于于G量量。沃沃森森和和克克里里克克在在以以上上基基础础上上提提出出了了DNA分子的双螺旋结构。分子的双螺旋结构。答案答案B第16页，此课件共46页哦变变式式1下下图图是是一一个个DNA分分子子的的片片段段，从从图图中中不不能能得到的信息是得到的信息是()ADNA是双螺旋结构是双螺旋结构B碱基严格互补配对碱基严格互补配对C嘌呤数等于嘧啶数嘌呤数等于嘧啶数D两条脱氧核苷酸

10、链反向平行两条脱氧核苷酸链反向平行第17页，此课件共46页哦解解析析：题题图图为为DNA分分子子的的立立体体结结构构模模式式图图，磷磷酸酸与与脱氧核糖交替排列的侧链没有体现方向性。脱氧核糖交替排列的侧链没有体现方向性。答案：答案：D第18页，此课件共46页哦二、二、DNA分子的分子的结结构构1化学组成化学组成(1)基本基本组组成元素：成元素：C、H、O、N、P 5种元素。种元素。(2)基本基本组组成成单单位：位：4种脱氧核苷酸。种脱氧核苷酸。每分子脱氧核苷酸的构成：每分子脱氧核苷酸的构成：第19页，此课件共46页哦三者之三者之间连间连接如接如图图：脱氧核苷酸的种脱氧核苷酸的种类类：腺腺嘌嘌呤呤

11、(A)脱脱氧氧核核苷苷酸酸鸟鸟嘌嘌呤呤(G)脱脱氧氧核核苷苷酸酸胞胞嘧啶嘧啶(C)脱氧核苷酸胸腺脱氧核苷酸胸腺嘧啶嘧啶(T)脱氧核苷酸脱氧核苷酸第20页，此课件共46页哦2平面结构平面结构第21页，此课件共46页哦(1)一一条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链：由由一一分分子子脱脱氧氧核核苷苷酸酸中中脱脱氧氧核核糖糖上上的的3号号碳碳原原子子与与另另一一分分子子脱脱氧氧核核苷苷酸酸中中的的磷磷酸酸通通过过形成化学形成化学键键(3,5磷酸二磷酸二酯键酯键)相相连连接。如右接。如右图图：(2)两两链链之之间间的的碱碱基基对对：A一一定定与与T配配对对，两两碱碱基基间间形形成成两两个个氢氢键键；G一一定定与

12、与C配配对对，两两碱碱基基间间形形成成三三个个氢氢键键。如下如下图图所示：所示：第22页，此课件共46页哦3立体结构立体结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条长链反向平行盘旋形成规则的双螺旋结构：两条长链反向平行盘旋形成规则的双螺旋结构：(1)两条链反向平行；两条链反向平行；(2)脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧；脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧；(3)碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。如图：如图：第23页，此课件共46页哦例例2在在DNA双双螺螺旋旋链链中中，已已查查明明某某一一脱脱氧氧核核苷苷酸酸对对中有一个胸腺中有一个胸腺嘧啶嘧啶，则该

13、则该脱氧核苷酸脱氧核苷酸对对中中还还有有()A一个磷酸、一个脱氧核糖和一个一个磷酸、一个脱氧核糖和一个鸟鸟嘌嘌呤呤B两个磷酸、两个脱氧核糖和两个腺两个磷酸、两个脱氧核糖和两个腺嘌嘌呤呤C两个磷酸、两个脱氧核糖和一个腺两个磷酸、两个脱氧核糖和一个腺嘌嘌呤呤D三个磷酸、三个脱氧核糖和三个三个磷酸、三个脱氧核糖和三个鸟鸟嘌嘌呤呤第24页，此课件共46页哦解解析析一一个个脱脱氧氧核核苷苷酸酸是是由由一一分分子子磷磷酸酸、一一分分子子脱脱氧氧核核糖糖和和一一分分子子含含氮氮碱碱基基组组成成的的，因因为为组组成成脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的含含氮氮碱碱基基只只有有A、T、G、C四四种种，所所以以脱脱氧氧核核苷

14、苷酸酸只只有有四四种种。在在组组成成DNA的的双双螺螺旋旋结结构构时时，两两个个脱脱氧氧核核苷苷酸酸分分子子的的碱碱基基通通过过氢氢键键，按按照照碱碱基基互互补补配配对对原原则则(AT，GC)形形成成脱脱氧氧核核苷苷酸酸对对，DNA双双螺螺旋旋链链的的局局部部如如上上图图所所示。故选示。故选C。答案答案C第25页，此课件共46页哦变变式式2下面关于下面关于DNA分子分子结结构的叙述正确的是构的叙述正确的是()ADNA分子的任一条分子的任一条链链中中AT，GCB每每个个碱碱基基分分子子上上均均连连接接着着一一个个磷磷酸酸和和一一个个脱脱氧氧核核糖糖C每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相每个磷酸分子

15、都直接和两个脱氧核糖相连连DDNA分子两条分子两条链链上的上的A与与T通通过氢键连过氢键连接接第26页，此课件共46页哦解解析析：本本题题运运用用DNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构的的相相关关知知识识，考考查查学学生生的的理理解解能能力力。解解答答本本题题时时应应先先明明确确：DNA是是规规则则的的双双螺螺旋旋结结构构；在在DNA分分子子外外侧侧，磷磷酸酸和和脱脱氧氧核核糖糖交交替替连连接接；在在DNA分分子子内内侧侧，碱碱基基A与与T、G与与C通通过过氢氢键键相相连连，构构成成碱碱基基对对。然然后后逐逐项项分分析析如如下下：在在DNA分分子子中中，碱碱基基遵遵循循互互补补配配对对原原则则，即

16、即AT，GC，但但是是任任一一条条单单链链不不一一定定会会出出现现AT，GC的的情情况况，A项项错错；DNA分分子子中中与与碱碱基基相相连连的的是是脱脱氧氧核核糖糖，磷磷酸酸不不与与碱碱基基连连接接，即，即，第27页，此课件共46页哦B项项错错；DNA分分子子的的每每条条链链分分别别有有一一个个游游离离的的磷磷酸酸基基只只与与一一个个脱脱氧氧核核糖糖相相连连，其其余余的的磷磷酸酸都都与与两两个个脱脱氧氧核核糖糖直直接接相相连连，C项项错错；双双链链DNA分分子子中中，一一条条链链上上碱碱基基是是A，另另一一条条链链上上与与之之配配对对的的一一定定是是T，反反之之亦亦然然，二二者者通过氢键连接起

17、来，通过氢键连接起来，D项正确。项正确。答案：答案：D第28页，此课件共46页哦三、三、DNA分子中碱基分子中碱基计计算的算的规规律律总结总结1规规律律一一：一一个个双双链链DNA分分子子中中，AT，CG，AGTC，ACGT，即即嘌嘌呤呤碱碱基基总总数数等等于于嘧嘧啶啶碱碱基基总总数数，各各占占全全部部碱碱基基总总数数的的50%；不不互互补补配配对对的的两两个个碱碱基基之之和和占占全全部部碱碱基基数数的的50%，简简记记为为“不不配配对对碱碱基基和和占占总总数一半数一半”。2.规规律律二二：双双链链DNA分分子子一一条条链链中中的的两两个个不不互互补补碱碱基之和的比基之和的比值值是另一条互是另

18、一条互补链补链中中这这一比一比值值的倒数。的倒数。3.规规律律三三：双双链链DNA分分子子中中互互补补配配对对的的碱碱基基之之和和在在两条两条单链单链中所占比例等于在整个中所占比例等于在整个DNA分子中所占比例。分子中所占比例。第29页，此课件共46页哦4.规律四：在一双链规律四：在一双链DNA分子中，某碱基占碱基总分子中，某碱基占碱基总量的比例等于每条链中的平均值。量的比例等于每条链中的平均值。第30页，此课件共46页哦例例3一一个个DNA分分子子的的一一条条链链上上，腺腺嘌嘌呤呤比比鸟鸟嘌嘌呤呤多多40%，两两者者之之和和占占DNA分分子子碱碱基基总总数数的的24%，则则这这个个DNA分分

19、子子的的另另一一条条链链上上，胸胸腺腺嘧嘧啶啶占占该该碱碱基基数数目目的的()A44%B24%C14%D28%第31页，此课件共46页哦解解析析画画出出DNA简简图图(如如下下图图)。依依题题意意，列列出出等等量量关系：关系：(A1G1)/G140%A11.4G1，而在整个而在整个DNA分子中：分子中：(A1G1)/20024%A1G148%，联立联立得：得：A128%。整个整个DNA分子中分子中A1T2，因此正确答案是，因此正确答案是D。答案答案D第32页，此课件共46页哦变式变式3下列关于双链下列关于双链DNA的叙述错误的是的叙述错误的是()A若若一一条条链链上上A和和T的的数数目目相相等

20、等，则则另另一一条条链链上上的的A和和T数目也相等数目也相等B若若一一条条链链上上A的的数数目目大大于于T，则则另另一一条条链链上上A的的数目小于数目小于TC若若一一条条链链上上的的A T G C1 2 3 4，则则另另一一条条链链上也是上也是A T G C1 2 3 4D若若一一条条链链上上A T G C1 2 3 4，则则另另一一条条链链为为A T G C2 1 4 3第33页，此课件共46页哦解解析析：此此题题考考查查的的知知识识点点是是DNA双双螺螺旋旋结结构构中中的的碱碱基基互互补补配配对对原原则则，即即A对对T，G对对C，由由此此推推测测两两条条链链上上互互补补碱碱基基的的数数量量

21、关关系系是是AT，GC。本本题题即即可可用用此此数数量量关关系系来来判判断断。选选项项C，若若一一条条链链A T G C1 2 3 4，对对 应应 出出 另另 一一 条条 链链 上上 T A C G 1 2 3 4，调调 整整 为为A T G C的顺序，应等于的顺序，应等于2 1 4 3。所以选项。所以选项C是错误的。是错误的。答案：答案：C第34页，此课件共46页哦四、制作四、制作DNA双螺旋双螺旋结结构模型构模型1制制作作原原理理：DNA的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸双双链链反反向向平平行行，磷磷酸酸与与脱脱氧氧核核糖糖交交替替连连接接，排排列列在在外外侧侧。碱碱基基排排列列在在内内侧侧，碱基碱

22、基对对通通过氢键连过氢键连接，碱基互接，碱基互补补配配对对。2设设计计模模型型：绘绘出出DNA模模型型的的设设计计图图；确确定定制制作作的的DNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构模模型型的的大大小小(如如高高度度与与直直径径的的比比例例)、维维系系立立体体结结构构的的方方式式；选选择择代代表表磷磷酸酸、脱脱氧氧核核糖糖、碱碱基基的材料等。的材料等。第35页，此课件共46页哦3制作模型制作模型(1)使使用用各各种种材材料料分分别别“制制作作”若若干干个个磷磷酸酸、脱脱氧氧核核糖糖、碱碱基基；将将各各种种配配件件整整合合在在一一起起，并并连连接接成成脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链；连连接接两两条条脱脱氧氧核

23、核苷苷酸酸链链，拼拼成成DNA分分子子平平面面结结构构图；再图；再“旋转旋转”成双螺旋结构。成双螺旋结构。(2)根根据据设设计计计计划划，对对制制作作的的DNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构模模型进行检查，对模型的不足加以修正。型进行检查，对模型的不足加以修正。第36页，此课件共46页哦4需要注意的问题需要注意的问题(1)熟熟悉悉制制作作模模型型用用的的各各种种零零件件代代表表的的物物质质，写写出出4种种碱基的字母名称。碱基的字母名称。(2)两两条条链链的的长长度度、碱碱基基总总数数一一致致，碱碱基基互互补补、方方向向相反。相反。(3)磷磷酸酸、脱脱氧氧核核糖糖、碱碱基基三三者者之之间间的的连连

24、接接部部位位要要正正确。确。(4)制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。(5)各各组组模模型型制制作作以以不不同同数数量量和和顺顺序序的的AT、CG、TA、GC四种碱基对排列，领悟四种碱基对排列，领悟DNA分子的多样性。分子的多样性。第37页，此课件共46页哦例例4某某同同学学为为制制作作一一DNA片片段段模模型型，准准备备了了10个个碱碱基基A塑塑料料片片，8个个碱碱基基T塑塑料料片片，40个个脱脱氧氧核核糖糖和和磷磷酸酸的的塑料片，那么塑料片，那么还还需准需准备备碱基碱基C塑料片数目是塑料片数目是()A8 B12C16 D24第38页，此课件共46

25、页哦解解析析DNA分分子子遵遵循循严严格格的的碱碱基基互互补补配配对对原原则则，A与与T、C与与G配配对对，现现有有8个个T，需需要要的的A的的数数量量也也应应是是8个个，4种种脱脱氧氧核核苷苷酸酸分分子子中中都都含含1个个磷磷酸酸和和1个个脱脱氧氧核核糖糖，除除掉掉A与与T消消耗耗的的8216个个核核糖糖和和磷磷酸酸塑塑料料片片外外，还还需需24个个塑料片，因塑料片，因C与与G数量相等，故需要数量相等，故需要24212个个C塑料片。塑料片。答案答案B第39页，此课件共46页哦变变式式4在在制制作作DNA双双螺螺旋旋模模型型时时，各各“部部件件”之之间间需要连接。下列结构连接中错误的是需要连接

26、。下列结构连接中错误的是()答案：答案：B第40页，此课件共46页哦1.在在DNA分分子子的的一一条条单单链链中中，相相邻邻的的碱碱基基A与与T是是通通过过下列哪种下列哪种结结构构连连接起来的接起来的()A氢键氢键B脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖C肽键肽键D磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸第41页，此课件共46页哦解解析析：同同一一条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链中中的的相相邻邻碱碱基基A与与T通通过过“脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖”连接，如右图所示。连接，如右图所示。答案：答案：B第42页，此课件共46页哦2下列有关下列有关DNA的叙述中正确的是的叙述中正确的是()A同同一

27、一生生物物个个体体各各种种体体细细胞胞核核中中DNA具具有有相相同同的的碱基碱基组组成成B所所有有DNA分分子子的的碱碱基基含含量量是是AGCT或或ACGTC细细胞缺水和胞缺水和营营养不足将影响养不足将影响DNA的碱基的碱基组组成成DDNA只存在于只存在于细细胞核中胞核中第43页，此课件共46页哦解解析析：DNA碱碱基基组组成成为为四四种种，不不同同生生物物和和同同种种生生物物的的DNA碱碱基基组组成成相相同同，但但碱碱基基比比例例不不同同，在在单单链链DNA中中AG与与CT或或AC与与GT不一定相等。不一定相等。答案：答案：A第44页，此课件共46页哦3在在一一个个DNA分分子子中中有有20

28、0个个碱碱基基对对，其其中中腺腺嘌嘌呤呤有有90个个，则则这这个个DNA片片段段中中含含有有游游离离的的磷磷酸酸基基的的数数目目和和氢键氢键的数目依次的数目依次为为()A200个和个和400个个 B400个和个和510个个C2个和个和510个个 D2个和个和400个个解解析析：双双链链DNA片片段段中中只只有有两两个个游游离离的的磷磷酸酸基基；A90，即即有有90对对AT对对，则则GC对对为为110，氢氢键键数数为为9021103510个。个。答案：答案：C第45页，此课件共46页哦4分分析析一一个个DNA分分子子时时，发发现现30%的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸含含有有腺腺嘌嘌呤呤，由由此此可可知知该该分分子子一一条条链链上上鸟鸟嘌嘌呤呤含含量量的的最最大大值值可占此可占此链链碱基碱基总总数的数的()A20%B30%C40%D70%第46页，此课件共46页哦