3.2 DNA的结构 课件 2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第2节 DNA分子的结构 第3章 基因的本质 坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑,以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗? 上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。 问题探讨 中关村高科技园区DNA雕塑 雅典奥运会开幕式 激光打出的DNA双螺旋结构 结构 功能 在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道： DNA是怎样储存遗传信息的？ 又是怎样决定生物性状的？ 答案就隐藏在DNA的结构中 问题探讨 一. DNA双螺旋结构的构建 阅读教材48-49页“思考·讨论”，总结DNA结构的构建过程,并回答讨论题。 20世纪50年代：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链 脱氧(核糖)核苷酸 A(腺嘌呤） T(胸腺嘧啶) C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤) 腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 威尔金斯和富兰克林 DNA的X射线衍射图谱 查哥夫 DNA中，碱基数量A=T，C=G 提出了DNA的双螺旋结构模型 沃森和克里克 20世纪50年代：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链 讨论1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。 （1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ （2)DNA 的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？ 两条链构成，按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 DNA 的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧 讨论1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。 （3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？ 碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则：A-T、G-C 碱基对位于DNA的内侧。 讨论2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？ ③研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有 兴趣和激情等。 ①要善于利用他人的研究成果和经验； ②要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的； （2）DNA分子中 交替排列在外侧， 构成基本骨架。 （3）内侧：DNA分子两条链上的碱基通过 连成 ，并遵循_____________ 原则。 （1）DNA分子由 条链组成，它们按 方式盘旋成 结构。 磷酸、脱氧核糖 外 反向平行 碱基对 2 双螺旋 氢键 5' 3' 5' 3' 二. DNA双螺旋结构内容 碱基互补配对 A=T（2个氢键）、C≡G（3个氢键） C－G对所占的比例越大，DNA热稳定性越强 2.DNA的结构层次 o 胸腺嘧啶 5' 3' 3' 5' 1个双链DNA分子中有 个游离的磷酸基团 2 巧记　利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构 1.双链DNA分子中嘌呤数一定等于嘧啶数。( ) √ 2.沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建数学模型的方法。( ) × 3.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖。( ) × 4.DNA分子中一条脱氧核苷酸链上的碱基是通过氢键连接的。( ) × 5.DNA中 <m></m> 的值越大，该分子结构稳定性越低。( ) √ 6.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径。( ) 7.富兰克林等拍摄的DNA分子 <m></m> 射线衍射图谱、查哥夫发现的DNA中嘌呤 含量与嘧啶含量相等，为DNA双螺旋结构模型构建提供了主要依据。( ) √ √ 8.由2n个脱氧核苷酸形成双链DNA分子过程中，可产生H2O分子数为___________________。 2n－2 11 练习：如图表示DNA分子的局部结构示意图。(1)用序号回答问题： 1.DNA的初步水解产物和彻底水解产物分别是什么？ 初步水解产物：4种脱氧核苷酸，即④； 彻底水解产物：磷酸、脱氧核糖和 4种含氮碱基，即③①②。 2.该DNA片段中A链的碱基序列是什么？ 5′−ACT−3′ 一条链中相邻碱基通过______________________相连； 两条链间碱基通过_____________相连。 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 氢键 12 通性通法：“三看法”判断DNA结构 13 三. 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要： (1)代表磷酸的球形塑料片几个？ (2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？ (3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？ (4)最多可组装出几种该DNA片段模型？ 20 20 20 410 [2022浙江6月]某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够 的相关材料。下列叙述正确的是( ) A.在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B.制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C.制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D.制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 C 【典例】某研究小组用如图所示6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、碱基对之间(代表氢键)的连接物若干，成功搭建了个完整的DNA模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是 A.碱基对之间(代表氢键)的连接物有24个 B.代表胞嘧啶的卡片有4个 C.脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个 D.理论上能搭建出410种不同的DNA模型 C 四. DNA分子结构的相关计算 1. DNA中碱基数量的计算规律 在双链DNA中：A＝T、G＝C 推论1：双链DNA中：任意两个不互补配对的碱基之和 等于碱基总数的一半 ②A＋C=G＋T=1/2总 ①A＋G=C＋T=1/2总 推论2：双链DNA中：若A1=a%，A2=b%，则A=____________ (a+b)/2% 推论3：若在DNA一条链中 则:互补链中 =m， A+T G+C = ___ A+T G+C m 在整个DNA分子中 =a， A+G T+C = ____ A+G T+C 1/a = ____ A+G T+C 1 推论4：若在DNA一条链中 则:互补链中 [2021北京]酵母菌的DNA中碱基A约占 <m></m> ，关于酵母菌核酸的叙述错误 的是( ) A.DNA复制后 <m></m> 约占 <m></m> B.DNA中 <m></m> 约占 <m></m> C.DNA中 <m></m> D.RNA中 <m></m> 约占 <m></m> D [2022南昌模拟]对双链DNA分子的叙述错误的是( ) A.若一条链上 <m></m> 和 <m></m> 的数目相等，则另一条链上 <m></m> 和 <m></m> 的数目也相等 B.若一条链上 <m></m> 的数目为 <m></m> 的2倍，则另一条链上 <m></m> 的数目为 <m></m> 的 <m></m> C.若一条链的 <m></m> ，则另一条链上相应碱基比为4：3：2：1 D.若一条链的 <m></m> ，则另一条链的 <m></m> C 20 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。 解题技巧：三步解决DNA分子中有关碱基比例计算 （不定项）已知某DNA 分子两条链（α+β链）中碱基 A占碱基总数的20%，其中α链中碱基G占该链碱基总数的20%，则可以推测出（ ） A.β链中碱基G的占比 B. β链中碱基（C+T）的占比 C. DNA 分子中碱基（C+T）的占比 D. α链中碱基C的占比 ACD 补充：核酸的类型的判断 ①根据含有U还是T：确定是DNA还是RNA ②根据嘌呤与嘧啶的比例确定是单链还是双链: 若嘌呤数＝嘧啶数，则一般是双链， 若嘌呤数≠嘧啶数，则是单链。 课堂小结 一、概念检测 1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。 （1）DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基（ ） （2）在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+G）/（T+C）=1。 （ ） ✔ ✔ 练习与应用（P52） 2.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 胞嘧啶（C） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对 氢键 一条脱氧核苷酸 链的片段 思考：这个DNA片段有多少个游离的磷酸基团（没有形成磷酸二酯键的磷酸基团）？ 2个 练习与应用（P52） 3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（ ） A.b≦0.5 B.b≧0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个 D.胞嘧啶为b(1/2a-1)个 4.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3',那么它的互补链的序列是 （ ） A. 5'-CTATGG-3' B. 5'-GATACC-3' C. 5'-GGTATC-3' D. 5'-CCATAG-3' C C 练习与应用（P52） $$