第2节-DNA分子的结构.pptx

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1、第3章基因的本质第2节DNA分子的结构第1页/共50页 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第2页/共50页核 心点 晴1沃森和克里克创建了DNA分子双螺旋结构模型，建构了物理模型。2DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，两条链按反向平行方式盘旋。这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。3磷酸脱氧核糖骨架排列在螺旋外部，构成基本骨架；碱基排列在螺旋内部的双链螺旋。4两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第3页/共

2、50页核 心点 晴5DNA中，A一定与T配对，G一定与C配对。这叫做碱基互补配对原则。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第4页/共50页 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第5页/共50页一、DNA双螺旋结构模型的构建新 知初 探u自主学习1模型名称：_结构模型。2构建者：美国生物学家_ 和英国物理学家_。DNA分子双螺旋沃森克里克 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第6页/共50页二、DNA分子的结构新 知初 探1结构层次。基本组成元素_等 基本组成物质磷酸_、_ (A、G、C、T四种)基本组成单位_(四种)聚合DNA单

3、链脱氧核苷酸长链 两条DNA双链DNA_ 结构。C、H、O、N、P脱氧核糖含氮碱基脱氧核糖核苷酸双螺旋 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第7页/共50页新 知初 探记忆诀窍：可用“五、四、三、二、一”记忆，即五种元素，四种碱基对应四种脱氧核苷酸，三种物质，两条长链，一种螺旋。2结构特点。(1)双链_。(2)_ 和_ 交替连接，排列在外侧，构成_，_ 排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过_ 连接成碱基对。(4)A和T之间形成_ 个氢键，C和G之间形成_ 个氢键，故DNA分子中_ 比例高的稳定性强。反向平行脱氧核糖磷酸基本骨架碱基氢键二三GC 核心点晴 新知初探 要点探究

4、 易错剖析 实验专项 栏目链接第8页/共50页新 知初 探u合作交流1判断正误：(1)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成。()(2)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构中，磷酸脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部。()(3)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：CT，AG。()核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第9页/共50页(1)构成DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行。(3)DNA分子中A与T配对，G与C配对，故存在的数量关系应为AT，GC。分析新 知初 探 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第10页/共50页新 知

5、初 探2问题思考：(1)不同DNA分子的基本骨架是否相同？请说明理由。(2)DNA分子结构稳定，你知道为什么吗？相同。不同DNA分子的基本骨架都是磷酸与脱氧核糖分子交替排列连接提示DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连形成碱基对；DNA分子的基本骨架固定不变。提示 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第11页/共50页 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第12页/共50页探究一DNA的结构要 点探 究1平面结构图解。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第13页/共50页要 点探 究2图解各部分(序号的)含义。磷酸：

6、是脱氧核苷酸的重要组成基团，DNA分子中绝大部分脱氧核苷酸都连接2个磷酸基团，但1个DNA分子中只有2个游离的磷酸。磷酸二酯键：是2个脱氧核苷酸相连的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。脱氧核糖：是脱氧核苷酸的组成部分。碱基：共有4种，分别是A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第14页/共50页要 点探 究碱基对：A与T、G与C分别配对，配对遵循碱基互补配对原则。氢键：配对的碱基之间通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。碱基AT、GC之间分别有2个和3个氢键。脱氧核苷酸：含有磷

7、酸、脱氧核糖和含氮碱基各1个，是DNA的基本组成单位，DNA初步水解产物。脱氧核苷酸链：两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成DNA分子。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第15页/共50页要 点探 究DNA的内侧：由碱基对按不同的顺序排列而成，决定了DNA的特异性和多样性。DNA的外侧：由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，构成DNA的基本骨架。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第16页/共50页要 点探 究u问题导学DNA分子中碱基对的数量和排列顺序决定了DNA分子具有多样性。提示1.(1)从DNA分子结构看，决定DNA分子多样性的因素主要有哪些？(2)

8、为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强？G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键。因此G与C所占比例越大，DNA分子的稳定性越强。提示 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第17页/共50页要 点探 究【例1】某学生制作的以下碱基对模型中，正确的是()核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第18页/共50页要 点探 究解答本题的关键是熟悉DNA分子的结构。根据DNA分子结构“两条链反向平行”的特点，可判断出选项B正确。解析B答案 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第19页/共50页要 点探

9、究u跟踪训练1如下图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第20页/共50页要 点探 究(1)组成DNA的基本单位是_。(2)图中1、2、6的名称依次为1_；2_；6_。(3)图中8示意的是_。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为_。5脱氧核苷酸磷酸(基团)脱氧核糖碱基对一条脱氧核苷酸链的片段嘌呤数嘧啶数(AGTC)核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第21页/共50页要 点探 究(4)由于解旋酶的作用使_ 断裂，两条扭成螺旋的双链解开，若4是胞嘧啶，则3是_。(5)上述DNA分子彻底水解得到的

10、产物是()A脱氧核糖、核糖和磷酸B脱氧核糖、碱基和磷酸C核糖、碱基和磷酸D核糖核苷酸、碱基和磷酸7氢键鸟嘌呤B 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第22页/共50页要 点探 究(6)基因D与d的根本区别是()A基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状B基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同C4种脱氧核苷酸的排列顺序不同D在染色体上的位置不同(7)如下图，两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是()CB 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第23页/共50页要 点探 究(8)从生物“适应的相对性”、“基因突变的低频性”可见，DNA作为遗传物质其分

11、子结构具有_ 性。稳定 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第24页/共50页探究二双链DNA分子中的碱基数量关系要 点探 究1DNA分子中两条单链上碱基总数相等；在整个DNA分子中AT，GC。2DNA分子两条链之间存在着A1T2，T1A2，G1C2，C1G2的关系。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第25页/共50页要 点探 究 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第26页/共50页要 点探 究 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第27页/共50页要 点探 究说明：碱基比例与双链DNA分子的共性及特异

12、性。共性：不因生物种类的不同而不同。1；1；1特异性：的比值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。特别提醒：(1)若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数。(2)在运用碱基互补配对原则进行计算时，是针对双链DNA分子而言的，不适用于单链DNA分子。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第28页/共50页要 点探 究u问题导学提示 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第29页/共50页要 点探 究提示 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第30页/共50页要 点探 究【例2】从某生

13、物组织提取的DNA成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%，已知1号链的碱基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶。(1)全部碱基中腺嘌呤占_%。(2)与1号链相对应的2号链中，腺嘌呤占该链全部碱基的_%。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第31页/共50页要 点探 究分析：由题干可得知：整个分子中GC46%；1号链中A128%，C122%。解答本题时，应画出DNA分子的简图，标出各类碱基及所占的比例，再灵活运用(GC)或(AT)的整个分子和单链中所占的比例相等进行求解。技巧归纳：解答此类问题要分三步进行分析(1)弄清题中所给和所求的碱基比例是占整个DNA分子的碱基比

14、例，还是占DNA分子一条链的碱基比例。(2)画一个DNA分子的模式图，并在图中标出已知的和所要求的碱基。(3)根据碱基互补配对原则及其有关规律进行计算。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第32页/共50页要 点探 究先根据题干画出DNA分子简图如下：解析答案(1)27(2)26(1)因为GC占全部碱基(ATGC)的46%，所以AT146%54%。又因为AT，所以AT27%。(2)因为1号链上A1占28%，所以A1占全部碱基的28%2 14%。由(1)题可知，整个分子中A占全部碱基的27%，所以A2占全部碱基的27%14%13%，所以A2占2号链的13%226%。核心点晴

15、 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第33页/共50页要 点探 究u跟踪训练2某DNA分子中，GC之和占全部碱基的35.8%，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3%D17.1%和32.9%B 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第34页/共50页要 点探 究由于DNA分子中(GC)之和在整体中的比例与在单链DNA中该比例均相等，可推出该已知链中GC35.8%，又因T与C分别占32.9%与17.1%，可求出该链中的A为1(G

16、CT)1(35.8%32.9%)31.3%，G35.8%17.1%18.7%。其互补链中T和C应与该链中A与G的含量相等。解释 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第35页/共50页 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第36页/共50页易 错剖 析【例】蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是()A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记 C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记 核心点晴 新知初探

17、 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第37页/共50页易 错剖 析易错易错选项选项错因分析错因分析A项项审题不清。没有审清审题不清。没有审清“蚕豆根尖细胞在含蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期核苷培养基中完成一个细胞周期”的题目条件，误认为的题目条件，误认为DNA两两条链都被放射性标记条链都被放射性标记C项项受思维定势的影响。考虑到受思维定势的影响。考虑到DNA半保留复制误认为只有半数染半保留复制误认为只有半数染色体中一条单体被标记。没有充分挖掘题干中的信息。由色体中一条单体被标记。没有充分挖掘题干中的信息。由“蚕豆蚕豆根尖细胞在含根尖细胞

18、在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期周期”可知，可知，DNA复制第一次，根据半保留复制特点，每个复制第一次，根据半保留复制特点，每个DNA分子中有一条链含放射性；由分子中有一条链含放射性；由“在不含放射性标记的培养在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期基中继续分裂至中期”可知，可知，DNA复制第二次，根据半保留复复制第二次，根据半保留复制，一个着丝点连接的两个制，一个着丝点连接的两个DNA分子一个含放射性，一个不含分子一个含放射性，一个不含放射性，每条染色单体含一个放射性，每条染色单体含一个DNA分子，所以每条染色体中都分子，所以每

19、条染色体中都只有一条染色单体含放射性只有一条染色单体含放射性正确答案选B。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第38页/共50页 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第39页/共50页课题：设计型实验题的解题思路与方法实 验专 项基础理论：1解题思路。(1)准确把握实验目的：明确实验要解决的“生物学事实”是什么，要解决该“生物学事实”的哪一方面。(2)明确实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么，涉及的生物学及相关学科的方法和原理有哪些。(3)确定实验变量、设置对照实验：找出自变量和因变量，确定实验研究的因素以及影响本实验的无关变量；构思实验变量的控

20、制方法和实验结果的获得手段。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第40页/共50页实 验专 项(4)确定实验方法：根据实验目的和所提供的材料来确定。(5)设计合理的实验装置和实验步骤：严格遵循实验设计原则，根据实验原理以及在充分考虑提供的实验材料、用具的基础上，根据设计要求，设计实验装置和步骤。得出预期实验结果和结论。2实验设计时的一般步骤。(1)取材、分组、编号。取材时要注意数量和生理及发育状态、用具等要相同，即无关变量要相同且适宜，不影响实验结果。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第41页/共50页实 验专 项(2)变量处理。根据单一变量原则和

21、对照原则，对不同组别进行变量处理，以引起不同的实验结果来实现实验目的。(3)根据需要可进行进一步相同处理，其他因素相同且最适的继续处理。(4)检测、观察、统计、比较。必须找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第42页/共50页u典例剖析实 验专 项1952 年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下图是实验的部分过程：核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第43页/共50页实 验专 项(1)写出以上实验的部分操作过程：第一步：用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现

22、对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。_。第二步：_。先将细菌培养在含35S的培养基上；然后用噬菌体去侵染被35S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活用35S标记的噬菌体与细菌混合 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第44页/共50页实 验专 项(2)以上实验结果说明：_。(3)SARS病原体(冠状病毒)侵染人体细胞的过程类似于噬菌体侵染细菌。结合上述实验过程及现象，请提出一种获得SARS疫苗(蛋白质外壳)的新途径？_。噬菌体的蛋白质外壳没有进入到细菌体内动物细胞培养冠状病毒侵染搅拌离心，从上清液中提取出蛋白质外壳。核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析

23、 实验专项 栏目链接第45页/共50页实 验专 项(4)噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要()A细菌的DNA及其氨基酸B噬菌体的DNA及其氨基酸 C噬菌体的DNA和细菌的氨基酸D细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸(5)用紫外线处理大肠杆菌可诱导产生对T2噬菌体有抗性的大肠杆菌，这种抗性的产生与其细胞膜上的蛋白质发生变化有关。下图简要示意处理的方法：C 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第46页/共50页实 验专 项在紫外线作用下，细菌的膜蛋白质改变的根本原因是导致DNA分子中_ 的排列顺序发生改变引起的。如何将图中抗T2噬菌体菌株从混合菌株中筛选出来？_。碱基

24、对用T2噬菌体侵染混合菌株，在适宜的条件下培养一段时间，能形成菌落的就是抗T2噬菌体菌株 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第47页/共50页由于噬菌体营寄生生活，不能在普通培养基中生存，因此，需要先将细菌用同位素标记，然后让噬菌体去侵染细菌，使噬菌体获得标记。在细菌细胞中，噬菌体的DNA利用细菌的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳。抗T2噬菌体菌株的产生是由于膜蛋白的改变引起，而蛋白质的合成最终受DNA(基因)控制，故DNA分子中碱基对顺序发生改变，导致蛋白质分子结构改变。要筛选出抗T2噬菌体的细菌，就必须用T2噬菌体去侵染，只有抗性的细菌才能生存。解释实 验专 项 核心点晴 新知初探 要点探究 易错剖析 实验专项 栏目链接第48页/共50页第49页/共50页感谢您的观看！第50页/共50页