第3章 第2节 DNA的结构(课件PPT)-【勤径学升】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步练测（人教版2019）

单击此处添加文本具体内容 第3章　 基因的本质 第2节　DNA的结构 [学习目标] 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。 2.总结DNA结构的主要特点，初步形成遗传物质结构与功能相统一的观点。 3.尝试制作DNA双螺旋结构模型，领悟模型方法在科学研究中的作用。 第2节　DNA的结构 [对应学生用书第60页] 一、DNA双螺旋结构模型的构建与DNA的结构 1.构建者 　　美国生物学家 　沃森　⁠和英国物理学家 　克里克　⁠。 2.构建过程 沃森　 克里克　 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 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 　恒定的直径　⁠。 （2）意义：能解释 　A、T、G、C　⁠的数量关系；模型与基于X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 恒定的直径　 A、T、G、C　 第2节　DNA的结构 特点 整体结构 由 　两　⁠条脱氧核苷酸链按 　反向平行　⁠方式盘旋成双螺旋结构 基本骨架 由 　脱氧核糖　⁠和 　磷酸　⁠交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 碱基配对 两条链上的碱基通过 　氢键　⁠连接成碱基对，排列在内侧并且遵循碱基互补配对原则；A与 　T　⁠配对、 　G　⁠与C配对 两　 反向平行　 脱氧核糖　 磷酸　 氢键　 T　 G　 4.DNA分子的结构特点 第2节　DNA的结构 二、制作DNA双螺旋结构模型 1.组装“脱氧核苷酸模型”：利用材料制作若干个 　脱氧核糖　⁠、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。 2.制作“脱氧核苷酸长链模型”：将若干个脱氧核苷酸依次连接起来，组成两条脱氧核苷酸长链。注意两条长链的脱氧核苷酸数目必须 　相等　⁠，碱基之间能够 　互补配对　⁠。 脱氧核糖　 相等　 互补配对　 第2节　DNA的结构 4.制作DNA的立体结构（双螺旋结构）模型：把DNA平面结构旋转，即可得到一个DNA的双螺旋结构模型。 3.制作DNA平面结构模型：按照 　碱基互补配对　⁠的原则，将两条脱氧核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向 　相反　⁠。 碱基互补配对　 相反　 第2节　DNA的结构 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）DNA两条单链的碱基数相同，一般都含有A、T、C、G四种碱基。（　√　） （2）在DNA双链结构中（A＋G）/（T＋C）＝1。 （　√　） （3）如果一条链的碱基序列为3' －ATCGAT－ 5'，则对应的另外一条链为3'－TAGCTA－5'。 （　×　） （4）磷酸、脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架。 （　×　） √ √ × √ （5）DNA一条链上相邻的两个碱基通过氢键相连。 （　×　） × 第2节　DNA的结构 [对应学生用书第61页] 知识点一　DNA的分子结构 　　图1为脱氧核苷酸的结构图，图2为DNA分子的空间结构和平面结构，请分析并回答问题： 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 （1）DNA分子的基本组成单位是 　脱氧核苷酸　⁠，它由磷酸、脱氧核糖和 　含氮碱基　⁠构成。构成DNA的碱基有 　四　⁠种，分别为A 　腺嘌呤　⁠、T 　胸腺嘧啶　⁠、G 　鸟嘌呤　⁠、C 　胞嘧啶　⁠。 （2）图2的①②③④中，构成一个脱氧核苷酸的是 　①②③　⁠。DNA的一条链中，一个磷酸与 　一或两　⁠个脱氧核糖相连，一个脱氧核糖与 　一或两　⁠个磷酸相连。两条链的碱基通过 　氢键　⁠相连，该片段中有 　两　⁠个游离的磷酸基团。 （3）一条DNA单链的序列是5'－CATGAC－3'，那么它的互补链的序列是什么？ 提示：5'－GTCATG－3' 脱氧核苷酸　 含氮 碱基　 四　 腺嘌呤　 胸腺嘧啶　 鸟嘌呤　 胞嘧啶　 ①②③　 一或两　 一或两　 氢键　 两　 第2节　DNA的结构 解读DNA结构模型的三个关键 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 1.下列有关DNA结构的叙述，正确的是（　　） A.DNA中脱氧核糖和含氮碱基交替连接，构成DNA的基本骨架 B.每条DNA单链中A＝T、G＝C C.在一个鸟嘌呤脱氧核苷酸中与碱基G直接相连的是脱氧核糖 D.每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个碱基相连 第2节　DNA的结构 解析　DNA中的磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在双螺旋的外侧，构成基本骨架，而碱基排列在内侧，A错误；DNA一条链上的碱基A一定与另一条链上的碱基T配对，一条链上的碱基G一定与另一条链上的碱基C配对，所以在双链DNA中A＝T、G＝C，但在每条DNA单链中，碱基A的数目不一定等于碱基T的数目，碱基G的数目也不一定等于碱基C的数目，B错误；在一个鸟嘌呤脱氧核苷酸中，碱基G与脱氧核糖直接相连，C正确；在DNA中，每个脱氧核糖均只与一个碱基相连，但与脱氧核糖相连的磷酸可能有一个也可能有两个，D错误。 答案　C 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 知识点二　构建DNA双螺旋结构的模型及相关计算 　　坐落在北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的造型吸引着过往行人，它象征着中关村生生不息的精神，寓意创新的生命更加顽强。 （1）该双螺旋模型代表的双链之间通过 　氢键　⁠连接。 （2）该双螺旋模型代表的双链长度是否相等？为什么？ 提示：是；两条链之间通过碱基互补配对相连，所以两条链的脱氧核苷酸数目相等，两条链的长度也就相等。 氢键　 第2节　DNA的结构 （3）利用材料制作了DNA双螺旋结构模型，请将合理的制作顺序排列起来： ③①② ⑤④　⁠ 　③①②⑤④　⁠。 ①组装“脱氧核苷酸模型”　②组成多核苷酸长链　③制作若干个磷酸、碱基和脱氧核糖　④获得DNA分子的立体结构　⑤制作DNA分子平面结构 （4）如果制作一个含有n个A—T碱基对，m个G—C碱基对的长链，需多少个扭扭棒？ 提示：（2n＋3m）个 ③① ②⑤④　 第2节　DNA的结构 1.以DNA双链为研究对象时碱基数量的关系 （1）A、T、G、C的关系：A＝T，G＝C。 （2）非互补碱基和之比： （A＋G）/（T＋C）＝（A＋C）/（T＋G）＝1。 任意两个不互补的碱基数量和占总碱基数的50%。 第2节　DNA的结构 2.以DNA单链为研究对象时碱基数量的关系 （1）A1＝T2，G1＝C2，C1＝G2，T1＝A2。 （2）若一条链中（A1＋G1）/（T1＋C1）＝m，则另一条链中（A2＋G2）/（T2＋C2）＝1/m。 两条互补链中各自链的非互补碱基和之比互为倒数。 第2节　DNA的结构 3.DNA双链和单链中碱基数量的关系 （1）若双链DNA中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2、T1＝A2，则A2＋T2＝n%，所以A＋T＝＝＝n%。 在同一DNA中，单链中某互补碱基之和占该单链碱基数的比例与双链中该互补碱基之和占总碱基数的比例相等。 （2）若一条链中A1所占比例为X1，另一条链中A2所占比例为X2，则整个DNA中A所占比例为（X1＋X2）/2。 某碱基占双链DNA碱基总数的比例等于相应碱基占相应单链比例之和的一半。 第2节　DNA的结构 3.某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述正确的是 （　　） A.该DNA分子的另一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4 B.该DNA分子共有腺嘌呤60个 C.该DNA分子共有鸟嘌呤160个 D.其中一条链中（A＋T）/（G＋C）＝3/7，另一条链中（A＋T）/（G＋C）＝7/3 第2节　DNA的结构 解析　根据碱基互补配对原则，该DNA分子另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，A错误；由题意可知A＋T占该链碱基总数的比例为30%，G＋C占70%，即DNA分子中A＋T占30%，G＋C占70%，共有A＝T＝400×（30%÷2）＝60个，G＝C＝400×（70%÷2）＝140个，B正确，C错误；该DNA分子一条链中（A＋T）/（G＋C）＝3/7，则另一条链中（A＋T）/（G＋C）＝3/7，D错误。 答案　B 第2节　DNA的结构 4.某DNA分子中，G＋C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（　　） A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7% C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9% 第2节　DNA的结构 解析　由于DNA分子中G＋C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G＋C＝35.8%，又因T与C分别占32.9%与17.1%，可求出该链中的A为1－（G＋C＋T）＝1－（35.8%＋32.9%）＝31.3%，G＝35.8%－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。 答案　B 第2节　DNA的结构 ——素养发展　探究应用—— [情境] 　　DNA分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。如用在刑侦领域上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA，在一个温度下水浴加热，使氢键断裂，双链打开。若两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA单链会通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链在一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。 第2节　DNA的结构 [探究] （1）该应用实例的理论基础是什么？（生命观念） 提示：由于每个人的DNA分子不同，利用了DNA分子的特异性。 （2）DNA分子中碱基互补配对原则对遗传信息的传递有什么意义？（生命观念） 提示：能保证遗传信息在传递过程中的准确性。 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 [对应学生用书第63页] 1.下列叙述中，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）由于DNA双螺旋结构的发现，沃森、克里克和威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。 （　√　） （2）A—T碱基对和G—C碱基对的形状和直径是不相同的，使得DNA的直径也不同。 （　×　） （3）沃森和克里克构建了一个将磷酸—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。 （　√　） √ × √ 第2节　DNA的结构 （4）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。 （ ） （5）双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。 （ ） （6）在DNA分子中一定存在如下关系：C＝T，A＝G。 （ ） × × × 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 3.下列关于双链DNA的叙述，错误的是（　　） A.一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等 B.一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的1/2 C.一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝2∶1 D.一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3 第2节　DNA的结构 解析　根据碱基互补配对原则，双链DNA中，一条链中的A和T分别与互补链中的T和A配对，一条链中的G和C分别与互补链中的C和G配对，故一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等，一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的1/2，A、B正确；一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝1∶2，C错误；双链DNA分子中，一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，D正确。 答案　C 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 第2节　DNA的结构 [对应学生用书第61页] 知识点一　DNA的分子结构 解读DNA结构模型的三个关键 (1) eq \x(\a\al(数量,关系)) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(每个DNA片段中，游离的磷酸基团有两个，这一端称为5′端,,A—T碱基对之间有两个氢键，G—C碱基对之间有三个氢键,,脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数)) (2) eq \x(\a\al(位置,关系)) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接,,互补链中相邻碱基通过氢键相连)) (3) eq \x(化学键) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氢键：连接互补链中相邻的碱基,,磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸)) 2．(广东广州月考)如图为某真核生物细胞核DNA分子局部结构图，下列叙述错误的是(　　) A．1、2、3构成一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸 B．2、3交替连接构成了DNA基本骨架 C．此DNA分子中含有两个游离的磷酸基团 D．连接G与C的氢键比连接A与T的多1个 解析　图中的1是胸腺嘧啶，与2脱氧核糖和4磷酸(而不是3)构成一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，A错误；脱氧核糖和磷酸交替连接，构成了DNA基本骨架，B正确；此DNA分子中有2条单链，含有两个游离的磷酸基团，C正确；G与C之间的氢键有3个，A与T之间的氢键有2个，D正确。 答案　A [对应学生用书第63页] 2．(河北张家口期中)下列有关双链DNA结构的叙述，错误的是(　　) A．DNA分子彻底水解后最多可以得到6种物质 B．DNA分子中(A＋C)/(T＋G)＝1 C．DNA分子中每一个磷酸基团都连接两个脱氧核糖 D．DNA分子中C和G所占比例越大，结构越稳定 解析　DNA彻底水解后可得到四种碱基、脱氧核糖和磷酸，共6种物质，A正确；DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶互补配对，胞嘧啶与鸟嘌呤互补配对，因此(A＋C)/(T＋G)＝1，B正确；链状DNA分子两条链5′端的磷酸基团只连接一个脱氧核糖，C错误；DNA分子中C和G所占比例越大，氢键的数目越多，结构越稳定，D正确。 答案　C 4．(不定项)下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是(　　) A．若DNA分子中碱基A所占比例为a，则碱基C所占比例为1/2－a B．如果一条链上(A＋T)/(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为m C．如果一条链上的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上该比例为4∶3∶2∶1 D．由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有100个氢键 解析　若DNA分子中碱基A所占比例为a，则胸腺嘧啶T的比例也为a，则A＋T所占的比例为2a，含有鸟嘌呤的碱基对即G—C碱基对所占的比例为1－2a，则碱基C所占比例为(1－2a)/2＝1/2－a，A正确；双链DNA分子的一条单链中(A＋T)/(G＋C)的值等于其互补链和整个DNA分子中该比例的值，所以如果一条链上(A＋T)/(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为m，B正确；由DNA分子的碱基互补配对原则可知，G1＝C2，C1＝G2，A1＝T2，T1＝A2，如果A1∶T1∶G1∶C1＝1∶2∶3∶4，则A2∶T2∶G2∶C2＝2∶1∶4∶3，C错误；因为A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，所以由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有的氢键个数为50×2＝100，D正确。 答案　ABD 5．如图为DNA片段的结构图，请据图回答： (1)图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的________结构。 (2)填出图中部分结构的名称：②______________________、⑤____________。 (3)从图中可以看出，DNA分子中的________和________交替连接排列在外侧，构成基本骨架。 (4)连接碱基对的⑦是________，碱基配对的方式如下：即________与________配对；________与________配对。 (5)从图甲可以看出，组成DNA分子的两条链的方向是________的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成__________________结构。 解析　(1)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面结构，而乙表示的是DNA分子的立体(空间)结构。(2)图中②表示的是一条脱氧核苷酸单链片段，而⑤表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。(5)根据图甲可以判断：组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。 答案　(1)平面　立体(或空间)　(2)一条脱氧核苷酸单链片段　腺嘌呤脱氧核苷酸　(3)脱氧核糖　磷酸 (4)氢键　A(或腺嘌呤)　T(或胸腺嘧啶)　G(或鸟嘌呤)　C(或胞嘧啶)　(5)反向平行　规则的双螺旋 $$