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

第二节DNA的分子结构和特点 第三章遗传的分子基础 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 如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 课堂导入 一 DNA分子的结构和特点 内容索引 当堂检测 二 制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律 一 DNA分子的结构和特点 基础梳理 1 基本单位 A T G C 脱氧核苷 脱氧核苷酸 1 该模型的构建者 美国学者和英国学者 2 写出图中 的结构名称 沃森 克里克 A G 腺嘌呤脱氧核苷酸 氢键 2 双螺旋结构模型 3 DNA分子结构的主要特点 1 两条链 与交替连接形成主链的基本骨架 排列在外侧 排列在内侧 2 碱基互补配对原则 一条链上的A总与另一条链上的配对 之间形成个氢键 一条链上的总与另一条链上的C配对 之间形成个氢键 3 卡伽夫法则 在DNA分子中 A G 有A G 但A T等于G C 反向平行 脱氧核糖 磷酸基团 碱基 T 不一定 2 G 3 T C T C 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 问题探究 如图是DNA片段的结构图 请据图回答下列问题 1 图中的 1 2 5 7 的名称分别是什么 答案 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 2 两条链之间的碱基是怎样结合的 配对有什么规律 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 3 结构 2 中的相邻碱基C和A是如何连接的 答案 答案连接方式为 C 脱氧核糖 磷酸基团 脱氧核糖 A 4 该片段中 游离的磷酸基团有几个 答案2个 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个碱基形成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碱基对有20个 则G C碱基对有80个 氢键共有20 2 80 3 280个 氢键越多的DNA分子越稳定 答案M分子中C G碱基对共60个 N分子更稳定 分析 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 知识整合 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 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 2 如图是一个DNA分子的片段 从图中不能得到的信息是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 答案 解析 DNA分子特性 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 基础梳理 1 制作DNA双螺旋结构模型 1 原理 双螺旋结构的主要特点 2 实验目的 通过制作DNA双螺旋结构模型 加深对 的理解和认识 DNA分子 DNA分子结构特点 3 制作步骤选择材料制作若干个 连接多个 连接脱氧核苷酸长链 形成一个分子 DNA 磷酸 脱氧核糖 碱基 脱氧核苷酸 DNA 双螺旋结构 4 注意事项 选材时 用不同形状 不同大小和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 脱氧核糖 不同的碱基 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 相等 T C T C 不同 1 1 1 4 4n 问题探究 结合DNA分子双螺旋结构模型的特点 分析 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 答案 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 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 分析 2 若1号链上 m 则2号链上的比例为多少 在整个DNA分子中 该比值又是多少 据此 你有什么结论 答案 在双链DNA分子中 非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数 整个DNA分子中 该比值是1 答案 分析 分析 m 所以互补链上 即在双链DNA分子中 非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数 在整个DNA分子中 该比值是1 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 知识整合 拓展应用 3 下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 解析制作DNA双螺旋结构模型 应选用脱氧核糖 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶和胸腺嘧啶 图中4个核糖错误 应该换成脱氧核糖 尿嘧啶应该换成胸腺嘧啶 腺嘌呤与胸腺嘧啶之间氢键数应该换成2个 胞嘧啶和鸟嘌呤之间氢键数应该换成3个 故共7处错误 答案 解析 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 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 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 根据碱基互补配对原则 以下碱基配对正确的是A G与TB A与AC U与TD G与C 2 3 4 5 1 答案 解析 解析根据碱基互补配对原则 A与T配对 G与C配对 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 绝大多数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 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 答案 解析 2 3 4 5 1 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 答案 解析 2 3 4 5 1 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 5 1 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 相等为0 4 因而互补链中 A G T C 2 5 解析 2 3 4 5 1 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 答案 解析 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 2 3 4 5 1 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 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列的关键