高中生物 第三章 基因的本质 第2节 dna分子的结构课件 新人教版必修2

第2节DNA分子的结构 第3章基因的本质 学习导航1 阅读教材P47 DNA双螺旋结构模型的构建 了解科学家构建模型的研究历程 体验持之以恒的奋斗精神 2 结合教材图3 11 分析教材P49 DNA分子的结构模式图 理解并掌握DNA分子的双螺旋结构模型的特点 3 学习制作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 重难点击1 DNA分子的双螺旋结构模型的特点 2 DNA分子结构的有关计算规律 课堂导入通过前面的学习 我们知道生物的遗传物质主要是DNA 细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA 那么DNA究竟具有怎样的结构呢 上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程 这就是科学家模拟的DNA模型 下面就让我们重温科学家构建DNA模型的研究历程 分析DNA的结构特点 一 DNA双螺旋结构模型的构建和主要特点 当堂检测 二 制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律 内容索引 一 DNA双螺旋结构模型的构建和主要特点 基础梳理 1 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 脱氧 核苷酸 DNA衍射图谱 外部 骨架 A T G C 相同碱基 T C 2 DNA分子的结构 1 写出图中各部分的名称 2 从图中可以看出 和A配对的一定是T 和G配对的一定是C 碱基对之间靠连接 其中A T之间是 个氢键 G C之间是个氢键 胸腺嘧啶 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对 腺嘌 呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 氢键 3 2 3 双螺旋结构特点 DNA分子是由两条链组成的 这两条链按方式盘旋成双螺旋结构 DNA分子中的交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 排列在内侧 两条链上的碱基通过连接成碱基对 碱基配对的规律是 与T配对 与C配对 碱基之间的这种一一对应的关系 叫做 原则 反向平行 脱氧核糖和磷酸 氢键 A G 碱基互补配对 碱基 如图是DNA片段的结构图 请据图回答下列问题 答案 1 为碱基对 2 为一条脱氧核苷酸单链片段 5 为腺嘌呤脱氧核苷酸 7 为氢键 问题探究 答案 1 图中的 1 2 5 7 的名称分别是什么 答案DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 且有一定规律 A与T配对 G与C配对 2 两条链之间的碱基是怎样结合的 配对有什么规律 答案连接方式为 C 脱氧核糖 磷酸基 脱氧核糖 A 3 结构 2 中的相邻碱基C和A是如何连接的 答案 答案2个 4 该片段中 游离的磷酸基有几个 答案 答案M分子中有C G碱基对共60个 N分子更稳定 5 现有M N两个均含有200个碱基的双链DNA分子 其中M分子中共有260个氢键 N分子中含有20个腺嘌呤 那么M分子中有C G碱基对多少个 这两个DNA分子中哪个结构更稳定 答案 分析假设M分子只有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碱基对共60个 N分子中A T对有20个 则G C对有80个 氢键共有20 2 80 3 280个 氢键越多的DNA分子越稳定 分析 知识整合 DNA中两条链反向平行 每条链有一个游离的磷酸基 一条链内的相邻碱基由脱氧核糖 磷酸基 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条氢键 G C之间有3条氢键 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 拓展应用 1 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 答案 解析 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 2 如图是一个DNA分子的片段 从图中不能得到的信息是 答案 解析 A DNA是双螺旋结构B 碱基严格互补配对C 嘌呤数等于嘧啶数D 两条脱氧核苷酸链反向平行 解析由图示可以看出 DNA是双螺旋结构 且两条链之间碱基严格互补配对 即嘌呤数等于嘧啶数 从题中不能看出两条链的方向 1 相对稳定性 DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变 两条链间碱基互补配对的方式不变 2 多样性 不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同 排列顺序多种多样 若某DNA分子中有n个碱基对 则排列顺序有4n种 3 特异性 每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序 代表了特定的遗传信息 二 制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律 1 制作DNA双螺旋结构模型 1 组装 脱氧核苷酸模型 利用材料制作若干个 磷酸和碱基 组装成若干个脱氧核苷酸 2 制作 多核苷酸长链模型 将若干个脱氧核苷酸依次穿起来 组成两条多核苷酸长链 注意两条长链的单核苷酸数目必须 碱基之间能够 3 制作DNA分子平面结构模型 按照的原则 将两条多核苷酸长链互相连接起来 注意两条链的方向 4 制作DNA分子的立体结构 双螺旋结构 模型 把DNA分子平面结构旋转一下 即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型 基础梳理 脱氧核糖 相同 互补配对 碱基互补配对 相反 2 DNA分子双螺旋结构模型的计算规律 1 在双链DNA片段中 腺嘌呤与嘧啶相等 鸟嘌呤与相等 即A G 因此 嘌呤总数与嘧啶总数 即A G 2 的值在不同DNA分子中是的 是DNA分子多样性和特异性的表现 3 在一个双链DNA分子中 脱氧核糖 磷酸和含氮碱基的数量比例为 4 DNA分子中共有种类型的碱基对 若某个DNA分子具有n个碱基对 则DNA分子可有种组合方式 胸腺 胞嘧啶 C T 相等 T C 不同 1 1 1 4 4n 结合DNA分子双螺旋结构模型的特点 分析 答案T2 A2 n 整个DNA分子中 A T n 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 问题探究 分析因为A1 T2 A2 T1 则 A1 T1 T2 A2 n 整个DNA分子中 A T n 即在双链DNA分子中 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 1 设在双链DNA分子中的1号链上A1 T1 n 则2号链上A2 T2的比例为多少 整个DNA分子中A T的比例又是多少 据此 你有什么结论 分析 答案 答案 分析 知识整合 双链DNA分子中配对碱基之和的比值在两条单链和整个DNA分子中都相等 不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数 整个DNA分子中为1 拓展应用 3 已知1个DNA分子中有4000个碱基对 其中胞嘧啶有2200个 这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是A 4000个和900个B 4000个和1800个C 8000个和1800个D 8000个和3600个 答案 解析 解析每个脱氧核苷酸含有一个碱基 因为含有4000个碱基对 所以含有8000个脱氧核苷酸 因为胞嘧啶和鸟嘌呤的数目是2200对 所以腺嘌呤和胸腺嘧啶的数目是1800对 又因腺嘌呤和胸腺嘧啶数目相等 所以腺嘌呤的数目是1800个 解析整个DNA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 4 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 答案 解析 进行碱基计算时要注意以下几点 1 单位是 对 还是 个 这方面往往带来数据成倍的错误 2 注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链 3 解题时最好画一下简图 比较直观 减少因为思路不清引起的错误 课堂小结 反向平行 磷酸 脱氧核糖 互补配对 当堂检测 1 1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型 其重要意义在于 发现DNA如何存储遗传信息 确定DNA是主要的遗传物质 发现DNA分子中碱基含量的规律性 为DNA复制机制的阐明奠定基础A B C D 2 3 4 5 1 答案 解析双螺旋结构模型的确定解释了DNA为什么能存储大量遗传信息 为DNA半保留复制奠定了基础 因此 正确 解析 2 关于DNA分子结构的叙述 正确的是A 组成双链DNA分子的脱氧核苷酸可以只有1种B 每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基C 双链DNA分子中 碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的D 双链DNA分子中 A T G C 2 3 4 1 5 解析根据碱基互补配对原则 组成双链DNA分子的脱氧核苷酸至少有2种 其中的五碳糖为脱氧核糖 位于DNA分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基 双链DNA分子中 碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的 双链DNA分子中 根据碱基互补配对原则 有A G T C 解析 答案 2 3 4 1 5 3 下图为某同学在学习了DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的DNA分子片段 其中 代表磷酸基团 下列为几位同学对此图的评价 其中正确的是 答案 解析 A 甲说 该图没有什么物质和结构上的错误B 乙说 该图有一处错误 就是U应改为TC 丙说 该图中核糖应改为脱氧核糖D 丁说 如果他画的是双链RNA分子 则该图就是正确的 2 3 4 1 5 解析该同学要画的为DNA分子结构图 图中的错误 五碳糖应为脱氧核糖 碱基不应含尿嘧啶 U 磷酸与磷酸之间无化学键的连接 磷酸应与脱氧核糖交替连接 2 3 4 1 5 4 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 答案 解析 解析根据碱基互补配对原则 在整个DNA分子中 因为A T G C 所以 A G T C 的比值为1 0 在双链DNA分子中 一条链上的 A G T C 与另一条链上 T C A G 的值相等 为0 4 因而互补链中 A G T C 2 5 互为倒数 5 下面图甲是用DNA测序仪测出的某DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序 TGCGTATTGG 请回答下列问题 2 3 4 1 5 1 据图甲推测 此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是 个 5 解析图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个 胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个 根据碱基互补配对原则 其互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸 答案 解析 2 根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序 推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为 从上往下 2 3 4 1 5 解析看清楚图甲中各列所示的碱基种类是读出脱氧核苷酸链碱基序