2019_2020学年高中生物第3章第2节DNA分子的结构课件新人教版必修2.pptx

第2节 DNA分子的结构,一、DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建DNA双螺旋模型的科学家是沃森和克里克。 2.构建过程:,预习反馈 判断正误。 (1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建物理模型的方法。( ) (2)AT碱基对和GC碱基对具有相同的形状和直径,使DNA分子具有稳定的直径。( ) (3)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也做出了巨大的贡献。( ) (4)在DNA分子中,由于碱基A一定与碱基T配对、碱基G一定与碱基C配对,所以碱基A的数量一定等于碱基T的数量,碱基G的数量一定等于碱基C的数量。( ) (5)沃森和克里克构建了一个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模型。( ),二、DNA分子的结构 1.DNA的结构层次 基本组成元素:C、H、O、N、P等 基本组成物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 基本组成单位:脱氧核苷酸(4种) DNA单链:脱氧核苷酸链 两条 DNA双链:DNA双螺旋结构,2.DNA分子双螺旋结构的主要特点 (1)DNA分子由两条链组成,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A一定与T配对,C一定与G配对,碱基之间的这种一一对应的关系,称为碱基互补配对原则。,预习反馈 1.判断正误。 (1)DNA分子中碱基数=磷酸数=核糖数。( ) (2)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。( ) (3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。( ) (4)DNA分子中的核糖和磷酸交替连接,排列在外侧构成基本骨架。( ) (5)DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连。( ),2.识图。 下图为DNA分子结构模式图,据图写出及a所代表结构的名称。, ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;a. 。,答案:磷酸(基团) 脱氧核糖 胞嘧啶 胞嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 氢键 碱基对 一条脱氧核苷酸链的片段,三、制作DNA双螺旋结构模型,探究点一,探究点二,DNA分子的结构 问题情景 分析DNA分子的结构层次图解,回答下列问题。,探究点一,探究点二,1.通过DNA的基本单位推测构成DNA的化学元素有哪些? 提示:C、H、O、N、P五种元素。 2.每个DNA片段中有几个游离的磷酸基团? 提示:2个。 3.如何理解碱基互补配对原则?哪种碱基对的数量对DNA分子结构的稳定性影响更大? 提示:在DNA分子的内部,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,叫做碱基互补配对原则。由于A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键,DNA分子中GC碱基对越多,结构越稳定。 4.DNA若进行初步水解和彻底水解,则产物分别是什么? 提示:初步水解产物为4种脱氧核苷酸;彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基(A、T、G、C)。,探究点一,探究点二,归纳提升 1.DNA分子的结构特点 (1)稳定性 DNA分子的两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构,其双螺旋结构就是DNA分子具有稳定性的原因之一。 DNA分子的基本骨架稳定不变,都是脱氧核糖和磷酸交替连接构成的结构。 DNA分子双螺旋结构内侧的碱基配对方式稳定不变。 (2)多样性 DNA分子中碱基对的排列顺序是千变万化的,这就构成了DNA分子的多样性。,探究点一,探究点二,(3)特异性 每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性正是自然界中各种生物之间、同种生物不同个体之间性状表现千差万别的根本原因。因此,DNA可以起到鉴别生物个体的作用。,探究点一,探究点二,2.解读DNA结构模型的三个关键,探究点一,探究点二,方法技巧 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构,探究点一,探究点二,典例剖析 下图为DNA分子结构示意图,请回答问题。,探究点一,探究点二,(1) (填“能”或“不能”)构成胞嘧啶脱氧核苷酸, (填序号)中含有N元素。 (2)在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基是通过 连接的,有 个游离的磷酸基团。 (3)含17%腺嘌呤的DNA比含15%胞嘧啶的DNA耐热性 。 (4) (填序号)相间排列,构成了DNA分子的基本骨架,并且碱基对之间通过氢键相连,说明了DNA分子具有 。 答案:(1)不能 (2)脱氧核糖磷酸脱氧核糖 1 (3)高 (4)和 稳定性,探究点一,探究点二,活学活练 1.下图是某同学制作的脱氧核苷酸对模型,其中正确的是( ) 解析:A项中,从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断,两条脱氧核苷酸链不是反向平行的,错误;B项中,A与T之间的氢键应该是两个而不是三个,错误;C项中,含氮碱基(C)与五碳糖的连接位置不对,且G与C之间应有三个氢键,错误。 答案:D,探究点一,探究点二,2.下图为DNA分子结构示意图,对该图的描述正确的是( ) A.和相间排列,构成了DNA分子的基本骨架 B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C.DNA聚合酶用于的形成 D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息,探究点一,探究点二,解析:由图示可知,表示磷酸,表示脱氧核糖,表示胞嘧啶(碱基),和相间排列构成了DNA分子的基本骨架;中的应属于上面那个脱氧核苷酸的磷酸基团;的形成依靠碱基互补配对原则,不需要DNA聚合酶,DNA聚合酶的作用是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。 答案:D,探究点一,探究点二,DNA分子中的碱基数量关系 问题情景 请结合教材中的DNA平面结构图,分析回答下列问题。 1.双链DNA分子中,嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系?其中A与T,C与G有什么数量关系? 提示:嘌呤碱基数=嘧啶碱基数。A=T;C=G。 2.如果DNA分子一条链H1中的(A+C)/(T+G)为m,那么互补链H2中(A+C)/(T+G)为多少?在整个DNA分子中,该比值是多少? 提示:1/m;1。 3.在双链DNA分子中,若某一条链中(A+T)/(G+C)=n,则在另一条链中(A+T)/(G+C)的比值是多少?在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是多少? 提示:n;n。,探究点一,探究点二,归纳提升 DNA分子中碱基数量的计算规律 (1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。 (2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,知识总结双链DNA分子之间碱基比例的共性及特异性 (1)共性:A/T=T/A=1,G/C=C/G=1,(A+C)/(T+G)=(A+G)/(T+C)=1。不因生物种类不同而不同。 (2)特异性:(A+T)/(C+G)的比值在不同DNA分子中是不同的,这是DNA分子多样性和特异性的表现。,探究点一,探究点二,典例剖析 一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则该DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的( ) A.44% B.24% C.14% D.28%,探究点一,探究点二,解析:(1)画出草图。(如下图) (2)依题意,列出等量关系: 联合得A1=28% (3)依“等量代换”有T2=A1=28%,即胸腺嘧啶占该链碱基数目的28%。 答案:D,探究点一,探究点二,方法技巧 “三步法”解决DNA分子中有关碱基比例的计算 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。,探究点一,探究点二,活学活练 1.已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的( ) A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7% C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9% 解析:配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的,因此,该链中G的比例为35.8%-17.1%=18.7%,A的比例为1-(G+C)%-T%=1-35.8%-32.9%=31.3%,根据碱基互补配对原则,它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。 答案:B,探究点一,探究点二,2.某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上ATGC=1234,则有关该DNA分子的叙述,正确的是( ) A.含有4个游离的磷酸基团 B.含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个 C.4种含氮碱基ATGC=3377 D.碱基排列方式共有4100种,探究点一,探究点二,解析:每条单链各有一个游离的磷酸基团,所以DNA分子应该有2个游离的磷酸基团。计算碱基数目时,需要注意所给碱基总数为个数还是对数,该DNA分子中含有200个碱基对,一条链上ATGC=1