202X学年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

1、第三章遗传的分子根底第二节DNA的分子构造和特点学习目标学习目标1.概述概述DNA分子的双螺旋构造及特点。分子的双螺旋构造及特点。2.学会学会“制作制作DNA双螺旋构造模型的构建过程。双螺旋构造模型的构建过程。3.通过制作通过制作DNA双螺旋构造模型，进一步理解其构造特点并掌握双螺旋构造模型，进一步理解其构造特点并掌握有关的计算规律。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分子的构造1.核苷酸是 和 连接起来的构造单元，其中的核苷又是_ 与 结合形成的单位。2.DNA分子的根本单位是 ，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

2、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)、鸟嘌归纳总结归纳总结DNA的分子组成的分子组成例例1(2021绍兴测试绍兴测试)如图表示的是如图表示的是DNA和和RNA组成的构造示意图，组成的构造示意图，以下有关说法中正确的选项是以下有关说法中正确的选项是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解析在人体成熟红细胞中不含DNA

3、、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。例例2(2021金华测试金华测试)以下图中所示的核苷酸中，在以下图中所示的核苷酸中，在DNA构造中不可能构造中不可能具有的是具有的是解析解析DNA的根本组成单位的根本组成单位脱氧核苷酸是由脱氧核糖、磷酸、含氮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分子的构造特点1.沃森和克里克认为：沃森和克里克认为：DNA分子的立体构造是规那么的分子的立体构造是规那么的 构造。构造。2.DNA分子构

4、造的主要特点分子构造的主要特点(1)DNA分子是由两条长链组成的，并按分子是由两条长链组成的，并按 方式盘旋成双螺旋方式盘旋成双螺旋构造。其中每条链上的一个核苷酸以构造。其中每条链上的一个核苷酸以 与另一个核苷酸上与另一个核苷酸上的的 结合，形成主链的根本骨架，并排列在主链的结合，形成主链的根本骨架，并排列在主链的 ，碱基，碱基位于主链的位于主链的 。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。碱基互补配对原那么是： 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AT

5、的量不一定等于GC的量，这就是DNA中碱基含量的卡伽夫法那么。互补配对腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)TC氢键归纳总结归纳总结1.DNA构造的“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：规那么的双螺旋构造。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，AT之间有2个氢键，GC之间有3个氢键；一样长度的DNA分子，GC碱基对越多，氢键越

6、多，DNA分子越稳定。例例3如图表示如图表示DNA片段的构造图，请据图答复：片段的构造图，请据图答复：(1)图甲是DNA片段的_构造，图乙是DNA片段的_构造。(2)填出图中局部构造的名称：_；_；_。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分子中的两条链的根本骨架是由_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)48(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

7、组成DNA分子的两条链相互缠绕成_构造。答案反向平行规那么的双螺旋例例4下面对下面对DNA构造的表达中，错误的一项为哪一项构造的表达中，错误的一项为哪一项A.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧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那么分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原那么解析在解析在DNA分子中，分子中，AT、GC，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在在D

8、NA外侧，共同构成外侧，共同构成DNA分子的根本骨架；分子的根本骨架；DNA分子两条链反向平行；分子两条链反向平行；AT间是间是2个氢键，个氢键，GC间是间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。答案解析三、制作DNA双螺旋构造模型1.实验原理实验原理(1)DNA分子由两条反向平行的分子由两条反向平行的 长链盘旋而成。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分子两条链上的碱基按照 原那么两两配对，并原那么两两配对，并且以且以 键连接。键连接。2.

9、实验步骤实验步骤(1)用不同颜色的卡纸剪成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，代表表磷酸，另一种颜色的卡纸剪成五边形，代表 。 脱氧核苷酸根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那么，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

10、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。本卷须知：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分子双螺旋构造脱氧核糖不同的碱基例例5(2021 浙江浙江10月选考月选考)如如图表示某同学制作的图表示某同学制作的DNA双螺双螺旋构造模型的一个片段。其中旋构造模型的一个片段。其中存在的错误有存在的错误有A.3处处 B.5处处 C.7处处 D.8处处答案解析解析解析组成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。

11、例例6(2021台州二模台州二模)某同学制作一某同学制作一DNA片段模型，现有假设干不同类片段模型，现有假设干不同类型塑料片，见表。还应准备脱氧核糖的塑料片数目是型塑料片，见表。还应准备脱氧核糖的塑料片数目是塑料片碱基G碱基C碱基A碱基T磷酸数量(个)1016161052A.32 B.40C.26 D.52解析根据碱基互补配对原那么，该DNA分子中应该有10个CG碱基对，10个AT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.碱基比例与双链碱基比例与双链DNA分子

12、的共性及特异性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分子中碱基的相关计算(1)根本规那么根本规那么碱基互补配对原那么为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AGTCACTG50%。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

13、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。例例7某某DNA分子中分子中AT占整个占整个DNA分子碱基总数的分子碱基总数的44%，其中一条链，其中一条链(a)上的上的G占该链碱基总数的占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链，那么，对应的另一条互补链(b)上的上的G占该占该链碱基总数的比例是链碱基总数的比例是A.35% B.29% C.28% D.21%解析整个解析整个DNA分子中的分子中的AT占整个占整个DNA碱基总数的碱基总数的44%，那么，那么GC占整个占整个DNA碱基总数的碱基总数的56%，又因为其中一条链，又因为其中一条链(a)上的上的G占该链碱基总占该链碱基总数的

14、数的21%，所以与，所以与G对应的互补链对应的互补链(b)上的上的C占占b链碱基总数的链碱基总数的21%，那么，那么G(a链上链上)C(b链上链上)占占DNA分子碱基总数的分子碱基总数的21%。因为总的。因为总的GC占整个占整个DNA分子碱基总数的分子碱基总数的56%，所以，所以G(b链上链上)C(a链上链上)占占DNA整个分子碱整个分子碱基总数的基总数的35%，推得，推得G占占b链碱基总数的链碱基总数的35%，所以答案选，所以答案选A。答案解析例例8以下关于双链以下关于双链DNA的表达，不正确的选项是的表达，不正确的选项是A.假设一条链上假设一条链上A和和T的数目相等，那么另一条链上的的数目

15、相等，那么另一条链上的A和和T数目也相数目也相等等B.假设一条链上假设一条链上A的数目大于的数目大于T，那么另一条链上，那么另一条链上A的数目小于的数目小于TC.假设一条链上假设一条链上A T G C1 2 3 4，那么另一条链上，那么另一条链上A T G C 1 2 3 4D.假设一条链上假设一条链上A T G C1 2 3 4，那么另一条链上，那么另一条链上A T G C 2 1 4 3答案解析解析根据解析根据DNA双螺旋构造中的碱基互补配对原那么，即双螺旋构造中的碱基互补配对原那么，即A对对T，G对对C，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是AT，GC

16、。假设一条链上假设一条链上A和和T的数目相等，那么另一条链上的的数目相等，那么另一条链上的A和和T的数目也相的数目也相等，等，A项正确；项正确；假设一条链上假设一条链上A的数目大于的数目大于T，那么另一条链上，那么另一条链上A的数目小于的数目小于T，B项项正确；正确；假设一条链上假设一条链上A T G C1 2 3 4，对应出另一条链上，对应出另一条链上T A C G1 2 3 4，调整为，调整为A T G C的顺序，应等于的顺序，应等于2 1 4 3，C项错误，项错误，D项正确。项正确。方法技巧方法技巧解答碱基计算的解答碱基计算的“三个步骤三个步骤第一步：搞清题中所给的和所求的碱基比例是占整

17、个第一步：搞清题中所给的和所求的碱基比例是占整个DNA分子的比例分子的比例还是占其中一条链的比例。还是占其中一条链的比例。第二步：画出一个第二步：画出一个DNA分子模式图，并在图中标出和所求的碱基。分子模式图，并在图中标出和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原那么及有关规律进展计算。第三步：根据碱基互补配对原那么及有关规律进展计算。学习小结反向平行磷酸脱氧核糖互补配对达标检测1.(2021杭州学考)有关DNA分子构造的表达，错误的选项是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的根本骨架解析DNA的根本组成

18、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分子链的根本骨架，D正确。12345答案解析2.(2021温州模拟)如图表示DNA分子局部构造的示意图，以下关于图中构造表达正确的选项是 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12345

19、3.假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，那么此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那么，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%，那么可知该DNA分子片段中共有碱基31226%1 200个，那么G的数目是1 20024%288个。答案解析123454.假设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.58 B.78 C.82 D.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，那么氢键数62(106)324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