高中生物 第三章 遗传的分子基础 第二节 DNA的分子结构和特点课件 浙科版必修2.ppt

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 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a t的量不一定等于g c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 脱氧核糖连接 两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对 a t之间有2个氢键 g c之间有3个氢键 相同长度的dna分子 g c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 a t g c 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 a t间是2个氢键 g c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 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 32b 40c 26d 52解析根据碱基互补配对原则 该dna分子中应该有10个c g碱基对 10个a t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a g t c a c t g 50 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应单链比值和的一半 例7某dna分子中a t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a t占整个dna碱基总数的44 则g c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g c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 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tc 若一条链上a t g c 1 2 3 4 则另一条链上a t g c 1 2 3 4d 若一条链上a t g c 1 2 3 4 则另一条链上a t g c 2 1 4 3 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a t g c 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t b项正确 若一条链上a t g c 1 2 3 4 对应出另一条链上t a c g 1 2 3 4 调整为a t g c的顺序 应等于2 1 4 3 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 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312 26 1200个 则g的数目是1200 24 288个 答案 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 58b 78c 82d 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 6 2 10 6 3 24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10 2 2 40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9 2 18个 因此 共需要订书钉24 40 18 82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