高中生物第3章基因的本质第2节DNA分子的结构课件新人教版必修2.ppt

第2节DNA分子的结构,教师参考,新课导入一:通过上节课学习,我们知道DNA是主要的遗传物质,作为遗传物质,DNA应具备怎样的什么结构呢?引入新课。新课导入二:同学们去过北京中关村高科技园吗?那里有个独特形状的雕塑,看课本P47问题探讨中的图片,这个雕塑是以什么为蓝本制作的呢?提示:DNA。请同学们仔细观察这个雕塑有什么特点?DNA分子究竟有什么样的结构呢?引入课题。,【学习目标】1.概述DNA分子结构的主要特点。2.制作DNA分子双螺旋结构模型。3.理解碱基互补配对原则,掌握DNA分子结构的相关计算。,自主学习,课堂探究,自主学习读教材学基础,一、DNA双螺旋结构模型的构建阅读教材P47P48,完成以下问题。1.构建者:和。2.构建过程,沃森,克里克,脱氧核苷酸,DNA衍射图谱,外部,相同碱基,A=T,G=C,T,C,选择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是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链的基础上,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基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.查哥夫提出了嘌呤数等于嘧啶数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,构建出科学的模型,B,二、DNA分子的结构阅读教材P49,完成以下问题。1.图示,2.解读,C、H、O、N、P,脱氧核糖,脱氧核苷酸,反向平行,脱氧核糖,磷酸,碱基互补配对,腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤,胞嘧啶,判断(1)每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸。()(2)DNA分子中的碱基、磷酸基团、脱氧核糖三者的数量是相等的。()(3)每个脱氧核糖上均连着一个磷酸基团和一个碱基。()(4)一段双链DNA分子中,如果有40个腺嘌呤,就含有40个胸腺嘧啶。(),三、制作DNA双螺旋结构模型阅读教材P50,完成以下问题。1.目的要求通过制作DNA结构模型,加深对DNA分子结构特点的认识和理解。2.制作程序,双螺旋,制作若干个磷酸、碱基,脱氧核糖,若干个脱氧核苷酸,单链,DNA分子的平面结构,DNA分子结构,双螺旋,脱氧核苷酸,选择下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型(表示脱氧核糖、表示碱基、表示磷酸基团),其中正确的是(),D,探究一,课堂探究解疑难提能力,DNA分子的结构特点,教师参考,问题引领:1.组成DNA分子基本单位的4种脱氧核苷酸的差异是什么?2.4种基本单位是怎样连接为DNA单链的?两条单链之间又是通过什么连接的?3.DNA分子的空间结构也像蛋白质分子那样多种多样吗?,1.DNA的结构单位:脱氧核苷酸(4种),2.平面结构,(1)一条脱氧核苷酸链:由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键相连接。(2)两条链之间的连接:A一定与T配对,两碱基之间形成两个氢键;G一定与C配对,两碱基之间形成三个氢键。,3.空间结构规则的双螺旋结构(1)两条链反向平行,有规则地盘绕成双螺旋。(2)脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。(3)碱基排列在内侧,且遵循碱基互补配对原则。如图。,【典例1】(2017福建龙岩期末)如图为DNA分子部分结构示意图,对该图的不正确描述是(),解析:脱氧核糖和磷酸的交替排列构成了DNA分子的基本骨架;图中包含的胞嘧啶、脱氧核糖和磷酸不属于同一个脱氧核苷酸;按照碱基互补配对原则,、对应的碱基依次为A、G、C、T;表示氢键,两条链之间氢键数越多,DNA分子越稳定。,答案:B,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.、对应的碱基依次为A、G、C、TD.表示两个氢键,两条链之间氢键数越多,DNA分子越稳定,方法透析巧用五个数字记忆DNA分子结构五(种元素):C、H、O、N、P。四(种碱基):A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸。三(种小分子或物质):磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。二(条长链):两条DNA单链。一(种双螺旋结构)。,备选例题,(2017湖南株洲期中)下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是()A.每个DNA分子都是以四种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的单链结构B.DNA分子中的每个磷酸基均连接着两个脱氧核糖和一个碱基C.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连D.双链DNA分子的两条链之间总是嘌呤和嘧啶形成碱基对,D,解析:DNA分子是以四种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的双链结构;DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖,且磷酸不与碱基直接相连;DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连;DNA分子中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,因此两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对。,【题组演练】1.下列关于双链DNA分子的叙述,正确的是()A.DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连B.DNA分子的基本骨架能够储存遗传信息C.两条链上的碱基遵循A与U、G与C的配对原则D.DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成,解析:DNA单链上相邻碱基以脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连;DNA分子的基本骨架是磷酸和糖交替连接,排列在外侧,储存遗传信息的是碱基对的排列顺序;两条链上的碱基遵循A与T、G与C的配对原则;DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成。,D,2.(2017上海嘉定期末)某同学制作一DNA片段模型,现有若干不同类型塑料片,见表。还需准备脱氧核糖的塑料片数目是(),解析:DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,每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。在双链DNA中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A=T、G=C,所以16个碱基A塑料片,10个碱基T塑料片,能形成10个AT碱基对;16个碱基C塑料片,10个碱基G塑料片,能形成10个GC碱基对。因此,为了充分利用现有材料,还需准备40个脱氧核糖塑料片。,B,A.32B.40C.26D.52,探究二,教师参考,问题引领:1.构成DNA分子的4种碱基基本的数量关系是什么?2.由碱基互补配对原则还能推导出哪些规律?,碱基间的数量关系,DNA分子中碱基的计算(1)双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等,即A+G=T+C。简记为:“DNA分子中两个非互补碱基之和是DNA分子总碱基数的一半。”(2)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。设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,则,所以A+T=A1+A2+T1+T2=n%。,简记为:“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。,简记为:“DNA两条互补链中,不配对两碱基之和的比值乘积为1。”,(3)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。,设双链DNA分子中,一条链上,，,则,互补链中,，,。,【典例2】(2017宁夏银川月考)某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上ATGC=1234,则该DNA分子()A.四种含氮碱基ATGC=3377B.在复制过程中,将双链全部解开,再复制C.可能的碱基排列方式共有4100种D.含有4个游离的磷酸基,解析:由题意知该单链中ATGC=1234,另一条链上ATGC=2143,则双链中ATGC=3377;在复制过程中,DNA是边解旋边复制的;含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下,可能的碱基排列方式共有4100种,但因碱基数量比例已确定,故碱基排列方式肯定少于4100种;DNA分子是由两条反向平行的脱氧核糖核苷酸链组成的,游离的磷酸基只有2个。答案:A,方法透析解答碱基计算问题的方法步骤(1)搞清楚题中所给和所求的碱基比例是占整个DNA分子的碱基比例,还是占DNA分子一条链的碱基比例。(2)画一个DNA分子的平面结构模式图,并在图中标出已知的和所要求的碱基。(3)根据碱基互补配对原则及其有关规律进行计算。,备选例题,(2017甘肃天水月考)从某生物中提取出DNA进行化学分析,发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A.24%B.26%C.14%D.11%,B,解析:已知DNA分子中,C+G=46%,则C=G=23%、A=T=50%-23%=27%。又已知一条链中腺嘌呤占该链碱基总数的比例为28%,即A1=28%,根据碱基互补配对原则,A=(A1+A2)2,则A2=26%,故B正确。,【题组演练】1.(2017湖南五市十校期中)已知在甲DNA分子的一条单链中(A+G)/(T+C)=a,乙DNA分子一条单链中的(A+T)/(G+C)=b,分别求甲、乙两DNA分子中各自的另一条链中对应的碱基比例分别为()A.a、1/bB.1/a、bC.a、1D.1、b,B,解析:由于双链DNA分子中,遵循A与T配对、C与G配对的配对原则,配对的碱基相等,因此两条单链上的(A+G)/(T+C)的比值互为倒数,每一条DNA单链中的(A+T)/(G+C)比例与双链DNA分子中的该比例相同,由题意知,甲DNA分子的一条单链(A+G)/(T+C)=a,则另一条单链中该比值是1/a,乙DNA分子一条单链中的(A+T)/(G+C)=b,另一条单链中该比值是b。,2.(2017湖北武汉期中)下列对双链DNA分子的叙述,不正确的是()A.若一条链G的数目为C的2倍,则另一条链G的数目为C的1/2B.若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等C.若一条链的ATGC=1234,则另一条链相应碱基比为2143D.若一条链的GT=12,另一条链的CA=21,解析:一条链G与C分别与另一条链上的C与G配对,因此一条链G与另一条链上的C相等,一条链的C与另一条链上的G相等,故若一条链G的数目为C的2倍,则另一条链G的数目为C的1/2;在双链DNA中,一条链上的A与另一条链上的T配对(相等),一条链上的T与另一条链上的A配对(相等),因此若一条链上A和T的数目相等,则另一条链上的A和T数目也相等;由碱基互补配对原则可知,一条链上的A与另一条链上的T相等,一条链上的G与另一条链上的C相等,因此,若一条链上的ATGC=1234,则另一条链是ATGC=2143;由碱基互补配对原则可知,一条链上的G与另一条链上的C相等,一条链上的T与另一条链上的A相等,因此若一条链的GT=12,则另一条链的CA=12。,D,图说教材：DNA分子的结构,(1)DNA分子的基本组成单位为脱氧核苷酸,有4种,即腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(如平面结构图中的7)、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸。一分子脱氧核苷酸又由一分子含氮碱基(如平面结构图中的A、T、G、C)、一分子脱氧核糖(如平面结构图中的5)和一分子磷酸(如平面结构图中的6)组成。,(2)两个脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键相连,多个脱氧核苷酸可连接成一条脱氧核苷酸链(如平面结构图中的10)。两条脱氧核苷酸链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构,其中脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,排列在内侧(如立体结构图)。(3)碱基配对有一定的规律即碱基互补配对原则:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对,且两者间形成两个氢键;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对,且两者间形成三个氢键(如平面结构图9)。,【跟踪训练】(2017安徽铜陵期中)如图是DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题:,(1)组成DNA的基本单位是。(2)图中1、2、6的名称依次为、。,解析:(1)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)图中1、2、6的名称依次为:磷酸、脱氧核糖、碱基对。答案:(1)脱氧核苷酸(2)磷酸脱氧核糖碱基对,解析:(3)图中8表示的是一条脱氧核苷酸链的片段,在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系为相等。(4)图中共有2个游离的磷酸基。答案:(3)一条脱氧核苷酸链的片段相等(4)2,(3)图中8表示的是。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系为(填“相等”或“不相等”)(4)图中共有个