浙科版高中生物必修2课件：第三章 第二节 DNA的分子结构和特点

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1、第三章 遗传的分子基础,第二节 DNA的分子结构和特点,学习目标 1.概述DNA分子的双螺旋结构及特点。 2.学会“制作DNA双螺旋结构模型”的构建过程。 3.通过制作DNA双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。,内容索引,新知导学,达标检测,新知导学,一、DNA分子的结构,1.核苷酸是 和 连接起来的结构单元，其中的核苷又是_与 结合形成的单位。 2.DNA分子的基本单位是 ，DNA分子是 的多聚体。由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种，分别是_ _，因此，脱氧核苷酸也有4种，分别是_。,核苷,磷酸,含氮,碱基,脱氧核糖,脱氧核苷酸,脱氧核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核

2、苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺,嘧啶脱氧核苷酸,呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T),腺嘌呤(A)、鸟嘌,归纳总结,DNA的分子组成,例1 (2018绍兴测试)如图表示的是DNA和RNA组成的结构示意图，下列有关说法中正确的是,A.人体细胞中都有5种碱基和8种核苷酸 B.硝化细菌的遗传物质由5种碱基构成 C.蓝细菌的线粒体中也有上述两种核酸 D.DNA彻底水解后得到的产物中有脱氧核糖而没有核糖,答案,解析,解析 在人体成熟红细胞中不含DNA、RNA，因而红细胞内也不含碱基和核苷酸；硝化细菌的遗传物质是DNA，只由4种碱基构成；蓝细菌属于原核生物，无线粒体。,例2 (2018金华测试)下列图中所

3、示的核苷酸中，在DNA结构中不可能具有的是解析 DNA的基本组成单位脱氧核苷酸是由脱氧核糖、磷酸、含氮碱基结合而成的，其含氮碱基中不含尿嘧啶(U)。,答案,解析,二、DNA分子的结构特点,1.沃森和克里克认为：DNA分子的立体结构是规则的 结构。 2.DNA分子结构的主要特点 (1)DNA分子是由两条长链组成的，并按 方式盘旋成双螺旋结构。其中每条链上的一个核苷酸以 与另一个核苷酸上的 结合，形成主链的基本骨架，并排列在主链的 ，碱基位于主链的 。,双螺旋,反向平行,脱氧核糖,磷酸基团,外侧,内侧,(2)DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基，两条链上的核苷酸碱基由 连接。

4、碱基互补配对原则是： 通过两个氢键相连，_通过三个氢键相连。 (3)双链DNA分子中碱基A ，G ，但是AT的量不一定等于GC的量，这就是DNA中碱基含量的卡伽夫法则。,互补配对,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T),鸟嘌呤(G)与胞嘧,啶(C),T,C,氢键,归纳总结,1.DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆 五种元素：C、H、O、N、P； 四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸； 三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基； 二条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链； 一种螺旋：规则的双螺旋结构。,2.DNA中两条链反向平行，每条链有一个游离的磷酸基团；一条链内的相邻碱基由脱氧核糖磷酸基团脱氧核糖

5、连接；两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对，AT之间有2个氢键，GC之间有3个氢键；相同长度的DNA分子，GC碱基对越多，氢键越多，DNA分子越稳定。,例3 如图表示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：_；_ _；_。,答案,平面,立体(或空间),一条脱氧核苷酸单链片段,脱氧,核糖,腺嘌呤脱氧核苷酸,(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链的基本骨架是由_和_交替连接构成的。 (4)连接碱基对的4是_，碱基配对的方式如下：即_与_配对；_与_配对。 (5)图甲中表示了_种_个脱氧核苷酸。,答案,脱氧核糖,磷

6、酸,氢键,A(腺嘌呤),T(胸腺嘧啶),G(鸟嘌呤),C(胞嘧啶),4,8,(6)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。,答案,反向平行,规则的双螺旋,例4 下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是 A.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 B.DNA分子中的两条链反向平行 C.DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等 D.DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则 解析 在DNA分子中，AT、GC，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子两条链反向平行；AT间是2

7、个氢键，GC间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。,答案,解析,三、制作DNA双螺旋结构模型,1.实验原理 (1)DNA分子由两条反向平行的 长链盘旋而成。 (2)DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成 。 (3)DNA分子两条链上的碱基按照 原则两两配对，并且以 键连接。 2.实验步骤 (1)用不同颜色的卡纸剪成 碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，另一种颜色的卡纸剪成五边形，代表 。,脱氧核苷酸,基本骨架,碱基互补配对,氢,长方形,脱氧核糖,(2)使用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接，制作成一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型。 (3)用订书机把一个个脱氧核苷酸模型连接起

8、来，形成一条 的长链；根据碱基互补配对原则，制作一条与这条链完全互补的脱氧核苷酸长链。 (4)将脱氧核苷酸中的磷酸固定在细铁丝上，然后把两条链平放在桌子上，用订书机把配对的碱基两两连接在一起。,多核苷酸,(5)将两条链的末端分别与硬纸方块连接在一起，两手分别提起硬纸方块，轻轻旋转，即可得到一个 模型。 注意事项：选材时，用不同形状、不同大小和不同颜色的材料分别代表 、磷酸和 。要选用有一定强度和韧性的支架和连接材料。,DNA分子双螺旋结构,脱氧核糖,不同的碱基,例5 (2015浙江10月选考)如图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有 A.3处 B.5处 C.7处 D

9、.8处,答案,解析,解析 组成DNA的五碳糖为脱氧核糖；构成DNA的碱基中不含尿嘧啶；腺嘌呤通过两条氢键与胸腺嘧啶配对，胞嘧啶与鸟嘌呤间形成三条氢键。,例6 (2017台州二模)某同学制作一DNA片段模型，现有若干不同类型塑料片，见表。还应准备脱氧核糖的塑料片数目是,A.32 B.40 C.26 D.52 解析 根据碱基互补配对原则，该DNA分子中应该有10个CG碱基对，10个AT碱基对，共20个碱基对，40个碱基。由于一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，因此还应该准备40个脱氧核糖。,答案,解析,四、DNA分子中碱基数目的计算,1.碱基比例与双链DNA分子的共性

10、及特异性 (1)共性：不因生物种类的不同而不同,(2)特异性： 的值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。,2.DNA分子中碱基的相关计算 (1)基本规则,碱基互补配对原则为A与T配对，G与C配对。 总的碱基数量为两条单链的碱基之和。 (2)计算规律 规律一：DNA双链中的两条互补链的碱基数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%，即AGTCACTG50%。 结论：DNA中非互补碱基之和总相等。,结论：DNA两条链间非互补碱基和之比互为倒数。,结论：在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等。,结论：某碱基占双链DNA碱基总数的百分比数等于相应碱基占相

11、应单链比值和的一半。,例7 某DNA分子中AT占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是 A.35% B.29% C.28% D.21% 解析 整个DNA分子中的AT占整个DNA碱基总数的44%，则GC占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的互补链(b)上的C占b链碱基总数的21%，则G(a链上)C(b链上)占DNA分子碱基总数的21%。因为总的GC占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G(b链上)C(a链上)占DNA整个分子碱基总数的35%，

12、推得G占b链碱基总数的35%，所以答案选A。,答案,解析,例8 下列关于双链DNA的叙述，不正确的是 A.若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等 B.若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T C.若一条链上ATGC1234，则另一条链上ATGC1234 D.若一条链上ATGC1234，则另一条链上ATGC2143,答案,解析,解析 根据DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即A对T，G对C，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是AT，GC。 若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T的数目也相等，A项正确； 若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于

13、T，B项正确； 若一条链上ATGC1234，对应出另一条链上TACG1234，调整为ATGC的顺序，应等于2143，C项错误，D项正确。,方法技巧,解答碱基计算的“三个”步骤 第一步：搞清题中所给的和所求的碱基比例是占整个DNA分子的比例还是占其中一条链的比例。 第二步：画出一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。 第三步：根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。,学习小结,反向平行,磷酸,脱氧核糖,互补配对,达标检测,1.(2018杭州学考)有关DNA分子结构的叙述，错误的是 A.DNA分子由4种脱氧核苷酸组成 B.DNA单链上相邻碱基以氢键连接 C.碱基与脱氧核糖相连接 D.磷

14、酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架 解析 DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，DNA分子由4种脱氧核苷酸组成，A正确； DNA单链上相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连接，B错误； 碱基与脱氧核糖相连接，C正确； 磷酸与脱氧核糖交替连接形成DNA分子链的基本骨架，D正确。,1,2,3,4,5,答案,解析,2.(2018温州模拟)如图表示DNA分子部分结构的示意图， 下列关于图中结构叙述正确的是 A.腺嘌呤数目与胸腺嘧啶数目相等 B.嘌呤数目与嘧啶数目相等 C.核糖数目与磷酸二酯键数目相等 D.磷酸基团数目与碱基数目相等 解析 在DNA分子单链中，A和T数目不一定相等，嘌呤和嘧啶也不一定相等

15、，核糖数目比磷酸二酯键数目多一个，一个核苷酸中有一个磷酸和一个碱基，D正确。,答案,解析,1,2,3,4,5,3.假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是 A.26%,312个 B.24%,288个 C.24%,298个 D.12%,144个 解析 DNA分子的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即DNA分子中有一个A，必须有一个和其互补的T；有一个C，必有一个G。根据这个原理可知G 24%；又知T共312个，占26%，则可知该DNA分子片段中共有碱基31226%1 200个，则G的数目是1 20024%288个。,答案,

16、解析,1,2,3,4,5,4.若用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基及DNA的两条链连接，构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA分子的片段模型，那么使用的订书钉个数为 A.58 B.78 C.82 D.88 解析 A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，该DNA片段含有10个碱基对，其中有6对是A与T碱基对，则氢键数62(106)324个，即需要24个订书钉作为氢键，一分子脱氧核糖核苷酸需要2个订书钉(将磷酸、脱氧核糖、碱基连接在一起)，因此共需要订书钉102240个，每条链相邻两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，即需要1个订书钉，因此每条链需要9个订书钉，则共需要9218个。因此，共需要订

17、书钉24401882个。,答案,解析,1,2,3,4,5,答案,1,2,3,4,5,5.如图所示为DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：,解析,(1)组成DNA的基本单位是 _，共有_种。 解析 图中的1、2、3、4、5、6、7分别是磷酸、脱氧核糖、碱基、碱基、脱氧核苷酸、碱基对、氢键，其中组成DNA的基本单位是4种脱氧核苷酸。,5,脱氧核苷酸,4,答案,1,2,3,4,5,(2)若3为胞嘧啶，则4应是_。两者之间通过_键相连。 解析 根据碱基互补配对原则，若3为胞嘧啶，则4应为鸟嘌呤，两者之间通过氢键相连。 (3)图中8示意的是一条_的片段，与另一条片段的位置关系是_。 解析 8为一条由

18、若干个脱氧核苷酸连接而成的脱氧核苷酸链片段，与另一条片段的位置关系是反向平行。,解析,鸟嘌呤,氢,脱氧核苷酸链,反向平行,(4)构成DNA分子的碱基有_种，其中A与T通过_个氢键相连，G与C通过_个氢键相连。 解析 构成DNA分子的碱基只有4种，A与T通过2个氢键相连，G与C通过3个氢键相连。,解析 据题知一条链中的AT占该链的60%，所以整个DNA分子中AT60%，故GC占整个DNA分子的比例是40%，所以G占该DNA分子总碱基数的比例是20%。,(5)如果该DNA分子的一条链中的A占该链的35%，T占该链的25%，那么该DNA中的G占该DNA分子的比例是_。,4,2,3,20%,1,2,3,4,5,答案,解析,