3.2DNA的结构课件-2026-2027学年高一下学期生物人教版必修2

第2节 DNA的结构 第3章|基因的本质 学 习 目 标 1.通过掌握DNA的结构和功能,理解生命的延续和发展。 2.通过DNA中的碱基数量的计算,培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。 3.通过动手制作DNA双螺旋结构模型,加深对DNA结构特点的认识和理解。 知识点一|DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建者: 美国生物学家 　　　 　和 英国物理学家 　　　　　　。 2.过程 沃森 克里克 衍射图谱 A T C G 螺旋 A=T G=C T C 想一想 碱基互补配对原则对遗传信息的传递具有什么意义? 提示 根据碱基互补配对原则,DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系,保证了遗传信息传递的准确性。 知识点二 DNA的结构 1.DNA的结构层次 基本组成元素:　　　　　　　  　↓ 基本组成物质:磷酸、　　　　　、含氮碱基  　↓ 基本组成单位:　　　　　　　(4种)  　↓ DNA单链:脱氧核苷酸链 　↓　两条 DNA双链:DNA　　　　　　结构  C、H、O、N、P 脱氧核糖 脱氧核苷酸 双螺旋 2.DNA双螺旋结构的主要特点 (1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按　　　　　　　方式盘旋成双螺旋结构。DNA的一条单链具有两个末端,一端有一个游离的磷酸基团,这一端称作　　　,另一端有一个羟基(—OH),称作　　　。DNA的两条单链走向　　　　,从双链的一端开始,一条单链是从5'-端到3'-端的,另一条单链则是从3'-端到5'-端的。  (2)DNA中的　　　　　　　　　　　　交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;　　　　　　排列在内侧。  (3)两条链上的碱基通过　　　　连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律:　　　　　　一定与T(胸腺嘧啶)配对,　　　　　　　一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作　　　　　　　　原则。 反向平行 5'-端 3'-端 相反 脱氧核糖和磷酸 碱基 氢键 A(腺嘌呤) G(鸟嘌呤) 碱基互补配对 想一想 每个DNA片段中,游离的磷酸基团数是多少?磷酸基团、脱氧核糖与含氮碱基的数目比值是多少? 提示 2个。1∶1∶1。 知识点三 制作DNA双螺旋结构模型 1.材料用具 曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等。 2.制作过程 磷酸 4种不同的碱基 脱氧核糖 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链 互补配对 相反 碱基 右 双螺旋 情境探究 情境一　DNA双螺旋结构模型的构建 1.DNA两条链中的碱基排列在内侧,是相同的碱基两两相连吗? 请结合以下资料进行分析: 资料一　DNA螺旋的直径是固定的,均为2 nm。 资料二　嘌呤和嘧啶的分子结构图 结论:　　　　 　　　。  提示 不是相同的碱基两两相连,应是嘌呤与嘧啶相连 2.请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对? 来源 碱基的相对含量 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 人 30.9 19.9 19.8 29.4 牛 27.9 22.7 22.1 27.3 酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9 结核分枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6 结论:　　　　　 。  A与T配对,G与C配对 情境二　DNA的结构 如图为大肠杆菌DNA分子结构示意图(片段)。请根据图示分析并回答下列问题。 1.DNA是由两条单链按照反向平行方式盘旋成的双螺旋结构,如何理解“反向”的含义? 2.什么是碱基互补配对原则?哪种碱基对的数量对DNA分子结构的稳定性影响更大? 提示 DNA的每一条链都有两个末端,有游离的磷酸基团的一端称作5'-端,另一端有一个羟基(—OH),称作3'-端。DNA的这两条单链走向是相反的,从双链的一端起始,一条链是5'-端到3'-端,另一条链是从3'-端到5'-端。 提示 在DNA的内部,A总是与T配对,C总是与G配对,碱基之间这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。由于A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键,DNA中G—C碱基对越多,结构越稳定。 3.DNA只含有4种脱氧核苷酸,它为什么能够储存足够量的遗传信息? 4.DNA是如何维系它的遗传稳定性的? 提示 碱基对排列顺序的千变万化,使DNA储存了大量的遗传信息。 提示 两条链上的碱基之间的氢键和每条链上的磷酸二酯键共同维持了双螺旋结构的稳定性。 方法突破 1.DNA的结构特点 2.解读DNA结构模型的三个关键 情境三　DNA碱基数目的相关计算规律 回答有关碱基互补配对原则应用的问题。 设DNA一条链为1链,互补链为2链。 根据碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=T1,G1=C2,G2=C1。 请据此完成以下推论。 (1)A1+A2=　　　　　　;G1+G2=　　　　　　。  即双链中A=　　,G=　　,A+G=　 　=　　　=　　　=1/2(A+G+T+C)。  规律一:双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 (2)A1+T1=　　　　;G1+C1=　　　　。  规律二:互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等,简记为“补则等”。 T1+T2 C1+C2 T C T+C A+C T+G A2+T2 G2+C2 规律三:非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数,简记为“不补则倒”。 互为倒数 方法突破 有关碱基数目计算的三大规律 实践应用 1.在对DNA结构的探索历程中,沃森和克里克提出的双螺旋结构具有划时代的意义。下列关于真核生物中DNA分子结构的叙述,错误的是(　　) A.DNA分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和相等 B.游离的磷酸基团一定位于DNA分子每条链的5'-端 C.脱氧核糖和磷酸基团交替连接构成DNA分子的基本骨架 D.DNA分子一条链上相邻碱基之间通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”连接 D 解析 DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,而一分子脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成,故DNA分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和是相等的,A项正确;双链DNA的两条链反向平行,每条链中游离磷酸基团那一端称作5'-端,B项正确;DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸基团交替连接而成,C项正确;DNA分子一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接,D项错误。 2.下图为DNA分子的结构模式图,请据图回答下列问题。 (1)1的名称是　　　　　　,2是　　　　　　,5是　　　　 　　, 6是　　　　　　　　　,7是　　　　　　,8是　　　 　　　　。 (2)3、4分别代表的碱基是　　　　　　　(写出相应的符号即可)。  (3)(A+T)/(C+G)的值越　　　　　(填“大”或“小”),DNA的热稳定性越高。 (4)某同学制作的DNA双螺旋结构模型中,一条链所用的碱基模块为A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,则其互补链中,上述碱基模块的比应为　　　　　　　。  磷酸 脱氧核糖 脱氧核糖核苷酸 碱基对 氢键 一条脱氧核糖核苷酸链 C、G 小 3∶4∶1∶2 解析 (1)由题图可知,该图是DNA分子的平面结构,其中1是磷酸,2是脱氧核糖,5是脱氧核糖核苷酸,6是碱基对,7是氢键,8是一条脱氧核糖核苷酸链。(2)碱基G和C之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,所以3、4代表的是G、C。(3)碱基G和C之间有3个氢键,A和T之间有2个氢键,(A+T)/(C+G)的值越小,DNA的热稳定性越高。(4)DNA双螺旋结构中,已知一条链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,即A1∶C1∶T1∶G1=1∶2∶3∶4,根据碱基互补配对原则可知,其互补链中,A2∶C2∶T2∶G2=3∶4∶1∶2。 3.某DNA分子中A+T的量占整个DNA分子碱基总数的44%,其中一条链上的G的量占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条链上的G的量占该链碱基总数的比例是(　　) A.35% B.29% C.28% D.21% A 解析 已知DNA分子中A+T的量占整个DNA分子碱基总数的44%,根据碱基互补配对原则,A=T、C=G,所以A=T=22%,则C=G=50%-22%=28%,又知一条链上的G的量占该链碱基总数的21%,即G1=21%;在双链DNA分子中, G=(G1+G2)/2,则G2=35%。 4.下列有关双链DNA分子的叙述,错误的是(　　) A.若DNA分子一条链中的碱基T所占比例为m,则另一条链中的碱基A所占比例为1/m B.如果一条链上(A+T)∶(G+C)=m,则整个DNA分子中该比值也为m C.如果一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶1∶2,则另一条链上该比值为2∶1∶2∶1 D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中最多含有氢键的数量为150个 A 解析 一条链中的碱基T与另一条链中的碱基A配对,若DNA分子一条链中的碱基T所占比例为m,则另一条链中的碱基A所占比例也为m,A项错误;如果一条链上(A+T)∶(G+C)=m,根据碱基互补配对原则,则另一条链上该比值为m,整个DNA分子中该比值也为m,B项正确;A与T配对,G与C配对,如果一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶1∶2,则另一条链上该比值为2∶1∶2∶1, C项正确;A—T之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,因此由50个碱基对组成的DNA分子片段中最多含有氢键的数量为3×50=150(个),D项正确。 5.DNA的一条单链中(A+G)/(T+C)=0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为(　　) A.0.4、0.6 B.2.5、1.0 C.0.4、0.4 D.0.6、1.0 B 解析 根据碱基互补配对原则,在整个DNA分子中,A=T、G=C,所以(A+G)/(T+C)=1.0。在双链DNA分子中,一条链上的(A+G)/(T+C)与另一条链上的(A+G)/(T+C)互为倒数,因而在互补链中(A+G)/(T+C)=2.5,B项正确。 经典图示 归纳总结 1.DNA双螺旋结构的主要特点:①脱氧核糖和磷酸基团交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;②碱基通过氢键连接成碱基对,排列在内侧。 2.DNA的两条单链方向相反,从双链的一端开始,一条单链是从5'-端到3'-端的,另一条单链则是从3'-端到5'-端的。 3.双链DNA分子中,嘌呤碱基数=嘧啶碱基数,即A+G=T+C。 4.DNA分子碱基的排列顺序代表了遗传信息,每种DNA都具有不同于其他DNA的特定碱基排列顺序。 本 课 结 束 (N为相应的碱基总数) (3)的关系是　　　　　　。  (4)若=a,=b,则(a+b)。 $