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.ppt

第3章基因的本质 一 dna双螺旋结构模型的构建1 模型名称 结构模型 2 构建者 美国生物学家和英国物理学家 dna双螺旋 沃森 克里克 3 模型构建历程 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 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 脱氧核糖 脱氧核苷酸 双螺旋 2 dna分子双螺旋结构的特点 1 两条脱氧核苷酸链按方式盘旋成双螺旋结构 2 和 交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 排列在内侧 3 碱基互补配对原则 一定与t 胸腺嘧啶 配对 g 鸟嘌呤 一定与 配对 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基 a 腺嘌呤 c 胞嘧啶 一 dna双螺旋结构模型的构建1 仔细阅读教材p47 48沃森和克里克构建dna双螺旋结构模型的故事 探究下列问题 1 沃森和克里克在构建模型的过程中 借鉴利用了他人的哪些经验和成果 提示 当时科学界已发现的证据 英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的x射线衍射图谱 奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果 腺嘌呤 a 的量总是等于胸腺嘧啶 t 的量 鸟嘌呤 g 的量总是等于胞嘧啶 c 的量 2 沃森和克里克在构建模型过程中 出现了哪些错误 提示 将碱基置于螺旋外部 以相同碱基进行配对连接双链 2 判断正误 1 在dna模型构建过程中 沃森和克里克曾尝试构建三螺旋结构模型 2 沃森和克里克在构建dna双螺旋结构模型过程中 碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程 二 dna分子的结构1 观察教材p49图3 11 结合制作模型体验 探讨下列问题 1 dna分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同 提示 同一条链中连接相邻两个碱基的结构是 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键 2 运用碱基互补配对原则分析 在所有的双链dna分子中 a g c t 的值相同吗 在dna分子的一条链中是否存在同样的规律 提示 相同 在双链dna分子中 由于a t g c 所以嘌呤数等于嘧啶数 即a g t c 可得 a g t c 1 因此双链dna分子中 a g t c 的值相同 在单链dna分子中不存在同样的规律 因为a与t g与c不一定相等 3 结合dna分子结构特点 归纳dna分子结构稳定性的原因 提示 dna分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀 螺距相等的规则双螺旋结构 dna分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧 构成基本骨架 dna分子双螺旋结构的中间为碱基对 碱基之间形成氢键 从而维持双螺旋结构的稳定 dna分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对 2 连线 将下列能组成核苷酸的分子进行连线 1 碱基互补配对原则 2 碱基间的数量关系 3 碱基比例与dna分子的共性和特异性 1 共性 2 特异性 的比值是多样的 是dna分子多样性和特异性的主要表现 特别提醒 1 在dna单链中 a与t g与c也可能相等 2 a t g c 的比值虽然能体现dna分子的特异性 但不同的dna分子中该值有可能相同 例1 如图为dna分子的平面结构 虚线表示碱基间的氢键 请据图回答 1 从主链上看 两条单链 平行 从碱基关系看 两条单链 2 和 相间排列 构成了dna分子的基本骨架 3 图中有 种碱基 种碱基对 4 含有200个碱基的某dna片段中碱基间的氢键共有260个 请回答 该dna片段中共有腺嘌呤 个 c和g构成的碱基对共 对 在dna分子稳定性的比较中 碱基对的比例越高 dna分子稳定性越高 解析 1 从主链上看 两条单链是反向平行的 从碱基关系看 两条单链遵循碱基互补配对原则 2 脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧 构成dna分子的基本骨架 3 图中涉及4种碱基 4种碱基之间的配对方式有两种 但碱基对的种类有4种 即a t t a g c c g 4 假设该dna片段只有a t两种碱基 则200个碱基 100个碱基对 含有200个氢键 而实际上有260个氢键 即g c或c g碱基对共60个 所以该dna中腺嘌呤数为1 2 200 2 60 40个 c和g共60对 由于g与c之间有三个氢键 a与t之间有两个氢键 因此 g与c构成的碱基对的比例越高 dna分子稳定性越高 答案 1 反向碱基互补配对 2 脱氧核糖磷酸 3 44 4 4060 g与c 例2 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分子上碱基总数的24 则这个dna分子的另一条链上 胸腺嘧啶占该链上碱基数目的 a 44 b 24 c 14 d 28 解析 画出dna简图 如图所示 依题意 列出等量关系 a1 g1 g1 40 a1 1 4g1 而在整个dna分子中 a1 g1 200 24 a1 g1 48 联立 得 a1 28 整个dna分子中a1 t2 因此正确答案是d 答案 d 双链dna分子中碱基数量关系的归纳 1 碱基互补配对原则的应用 在双链dna分子中 四种碱基的比例和为1 2 a t c g a g c t a c g t 总碱基数的1 2 3 互补碱基之和的比值 a t c g 在已知链 互补链和整个dna分子中相等 非互补碱基之和的比值 如 a c t g 在已知链与互补链间互为倒数 在整个dna分子中该比值为1 4 在一个双链dna分子中 某种碱基的比例等于其在每条链上所占比例的平均值 课堂归纳 网络构建 填充 双螺旋 反向平行 交替连接 互补配对 关键语句 1 dna分子的双螺旋结构 1 两条链反向平行 2 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列于外侧 构成基本骨架 3 碱基通过氢键连接成碱基对 排列在内侧 2 双链dna分子中 嘌呤碱基数 嘧啶碱基数 即a g t c 3 互补碱基之和的比例在dna的任何一条链及整个dna分子中都相等 4 在dna分子中 含g c碱基对越多的dna分子相对越稳定 5 非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数 而在整个dna分子中比值为1 知识点一 dna双螺旋结构模型的构建1 下列关于沃森和克里克构建dna双螺旋结构模型的叙述 错误的是 a 沃森和克里克构建dna双螺旋结构模型是建立在dna以4种脱氧核苷酸 碱基为a t g c 为单位连接而成的长链的基础上b 威尔金斯和富兰克林通过对dna衍射图谱的有关数据进行分析 得出dna分子呈螺旋结构c 沃森和克里克曾尝试构建了多种模型 但都不科学d 沃森和克里克最后受腺嘌呤 a 的量总是等于胸腺嘧啶 t 的量 鸟嘌呤 g 的量总是等于胞嘧啶 c 的量的启发 构建出了科学的模型 解析 沃森和克里克依据威尔金斯和富兰克林提供的dna衍射图谱及有关数据 推出dna分子呈螺旋结构 答案 b 2 制作dna分子的双螺旋结构模型时 发现制成的dna分子的平面结构很像一架 梯子 那么组成这架 梯子 的 扶手 扶手 之间的 阶梯 连接 阶梯 的化学键以及遵循的原则依次是 磷酸和脱氧核糖 氢键 碱基对 碱基互补配对a b c d 解析 扶手 代表dna的骨架 即磷酸和脱氧核糖交替连接形成的长链 排列在内侧的碱基对相当于 阶梯 连接 阶梯 的化学键是氢键 碱基间遵循碱基互补配对原则 答案 b 3 上海高考 在dna分子模型搭建实验中 如果用一种长度的塑料片代表a和g 用另一长度的塑料片代表c和t 那么由此搭建而成的dna双螺旋的整条模型 a 粗细相同 因为嘌呤环必定与嘧啶环互补b 粗细相同 因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似c 粗细不同 因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补d 粗细不同 因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同解析 a和g都是嘌呤碱基 c和t都是嘧啶碱基 在dna分子中 总是a t g c 依题意 用一种长度的塑料片代表a和g 用另一长度的塑料片代表c和t 则dna的粗细相同 答案 a 4 广东高考 1953年watson和crick构建了dna双螺旋结构模型 其重要意义在于 证明dna是主要的遗传物质 确定dna是染色体的组成成分 发现dna如何储存遗传信息 为dna复制机制的阐明奠定基础a b c d 解析 dna双螺旋结构模型中 碱基排列在内侧 碱基对的排列顺序代表遗传信息 正确 dna复制的特点是边解旋边复制和半保留复制 dna双螺旋结构模型为dna复制机制的阐明奠定基础 正确 答案 d 答案 c 知识点二 dna分子结构5 关于dna分子双螺旋结构特点的叙述 错误的是 a dna分子由两条反向平行的链组成b 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧c 碱基对构成dna分子的基本骨架d 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对解析 dna分子中 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧 构成dna分子的基本骨架 6 有一对氢键连接的脱氧核苷酸 已查明它的结构中有一个腺嘌呤 则它的其他组成应是 a 三个磷酸 三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶b 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个胞嘧啶c 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶d 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个尿嘧啶解析 据碱基互补配对原则可知 另一个碱基为t 两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖 答案 c 知识点三 dna分子结构中相关碱基计算7 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 6b 2 5 1 0c 0 4 0 4d 0 6 1 0解析 根据碱基互补配对原则 在整个dna分子中 因a t g c 所以 a g t c 比值为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 t c a g 相等为0 4 因而互补链中 a g t c 2 5 互为倒数 答案 b 8 以下四个双链dna分子中 稳定性最差的是 a a占25 b t占30 c g占25 d c占30 解析 dna分子结构稳定性表现在相对稳定的双螺旋结构 碱基对通过氢键连接 氢键含量越高 稳定性越强 根据碱基互补配对原则可计算四个双链dna分子中含g c碱基对最少的稳定性最差 a项中g c 50 b项中g c 40 c项中g c 50 d项中