第3章 第2节 DNA的结构（课件+练习）-新教材高中生物必修2 遗传与进化【优化指导】人教版

第2节　DNA的结构 [课程标准] [素养达成] 3.1.2　概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息 搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流 制作DNA分子双螺旋结构模型 1.了解科学家构建模型的研究历程，领悟模型建构在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。(社会责任) 2.通过动手制作模型，培养观察能力，动手能力及空间想象能力等，形成结构与功能观。(科学探究) 3.理解并掌握DNA分子的结构特点，并掌握有关的计算规律。(科学思维) 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1．构建者：沃森和克里克。 2．构建过程 3．新模型的特点及意义 (1)特点：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径。 (2)意义 ①能解释A、T、G、C的数量关系。 ②能解释DNA的复制。 ③模型与X射线衍射照片完全相符。 二、DNA分子的结构 1．结构图示 2．图示解读 基本组成元素 C、H、O、N、P 组成物质 [①]碱基，[②]脱氧核糖，[③]磷酸 基本组成单位 [④]脱氧核苷酸，共4种 整体结构 由两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 结构特点[来源:学科网] 外侧[来源:学*科*网Z*X*X*K][来源:Zxxk.Com][来源:学科网ZXXK] 由脱氧核糖和磷酸交替连接组成基本骨架[来源:学,科,网Z,X,X,K] 内侧 碱基之间通过氢键连接；遵循碱基互补配对原则，即T(胸腺嘧啶)一定与[⑥]腺嘌呤配对，C(胞嘧啶)一定与[⑦]鸟嘌呤配对 判断正误 (1)沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。(√) (2)组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所含的碱基是A、U、G、C。(×) 提示：U(尿嘧啶)只在RNA中含有，DNA中含有的是T(胸腺嘧啶)。 (3)在DNA分子中一定存在如下关系：C＝T，A＝G。(×) 提示：在DNA分子双链上，A和T配对，C与G配对，一定存在的关系：A＝T，G＝C。 (4)双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。(×) 提示：双链DNA分子中大多数磷酸与2个五碳糖连接，但位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。 探究点一　DNA分子的结构 一、DNA双螺旋结构模型的构建 仔细阅读教材P47～48沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的故事，探究下列问题： (1)沃森和克里克在构建模型的过程中，借鉴利用了他人的哪些经验和成果？ 提示　①当时科学界已发现的证据；②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的X射线衍射图谱；③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果，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。 (2)沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？ 提示　①将碱基置于螺旋外部。 ②以相同碱基进行配对连接双链。 二、如图是DNA片段的结构图，请据图思考下列问题： (1)DNA的基本单位是什么？四种基本单位的主要区别是什么？ 提示　脱氧核苷酸；碱基种类。 (2)写出图中数字的名称。 提示　1：碱基对；2：脱氧核苷酸链；3：脱氧核糖；4：磷酸基团；5：腺嘌呤脱氧核苷酸；6：腺嘌呤；7：氢键。 (3)为什么“G—C”含量越多的DNA越耐高温？ 提示　G—C之间的氢键数量是3个，而A—T之间的氢键数量是2个，所以含“G—C”越多则结构越稳定，越不容易被高温破坏。 (4)乙比甲结构更稳定，为什么？ 提示　甲所示的是平面结构，乙是双螺旋结构，螺旋化使DNA分子的结构更稳定。 (5)不同的DNA分子哪些方面会有所不同？(供选：脱氧核苷酸的数量、碱基种类、基本骨架、碱基对的排列顺序) 提示　脱氧核苷酸的数量和碱基对的排列顺序。 (6)DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？ 提示　DNA分子中，每个脱氧核糖均连一个碱基；而除3′端的脱氧核糖只连一个磷酸外，其他部位的脱氧核糖均连两个磷酸。 (7)DNA分子中，互补链之间相邻两个脱氧核苷酸靠什么连接？ 提示　互补链配对的两脱氧核苷酸之间靠氢键相连。 1．DNA分子的结构 (1)DNA单链：脱氧核苷酸分子连接成脱氧核苷酸链(如图)。 (2)DNA双链：两条脱氧核苷酸单链以氢键相连形成(如图)。 ①每个DNA片段中○、、▭之间的数量比为1∶1∶1，游离的磷酸基团有2个； ②一条核苷酸链中相邻两个核苷酸通过磷酸二酯键相连；连接双链之间的化学键为碱基对之间的氢键； ③每个脱氧核糖(除两端外)连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接； ④在DNA分子的一条单链中相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相