人教版高中生物必修二《DNA的结构》基因的本质 课件

高中同步学案优化设计GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第2节DNA的结构第3章内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习【学习目标】

课前篇自主预习一、DNA双螺旋结构模型的构建1.构建DNA双螺旋模型的科学家是沃森和克里克。2.构建过程二、DNA的结构1.DNA的结构层次基本组成元素:C、H、O、N、P等

↓基本组成物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基

↓基本组成单位:脱氧核苷酸(4种)

↓DNA单链:脱氧核苷酸链

↓两条DNA双链:DNA双螺旋结构2.DNA双螺旋结构的主要特点

项目特点整体由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋而成排列外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接组成,构成基本骨架内侧碱基通过氢键连接形成碱基对碱基互补配对A与T配对、G与C配对三、制作DNA双螺旋结构模型

【微思考】在现代刑侦领域中,DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品,刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。此外,DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗体的鉴定等。下图是DNA指纹图谱,你能根据下面的DNA指纹图谱判断出怀疑对象中谁是罪犯吗?提示1号是罪犯。自我检测1.判断下列有关DNA结构的叙述是否正确。(1)沃森和克里克构建了一个磷酸—脱氧核糖骨架排在螺旋外部,碱基排在螺旋内部的双链螺旋。(

)(2)DNA中碱基数=磷酸数=核糖数。(

)(3)含有G、C碱基对比较多的DNA热稳定性较差。(

)(4)双链DNA中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。(

)(5)DNA一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连。(

)√×××√2.1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖?(

)A.通过细菌转化实验证明转化因子的存在B.通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNAC.DNA双螺旋结构模型D.确定了基因存在于染色体上答案C解析选项中成果与科学家之间的对应如下:格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验,证明了转化因子的存在;赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验,证明了DNA是遗传物质;沃森、克里克和威尔金斯因DNA的双螺旋结构,获得了诺贝尔生理学或医学奖;摩尔根通过果蝇杂交实验,证明了基因在染色体上。课堂篇探究学习探究点一DNA的结构【情境探究】1.[模式图分析]分析DNA的结构层次图解,回答下列问题。(1)DNA是由两条单链按照反向平行方式盘旋成的双螺旋结构,如何理解“反向”的含义?提示DNA的每一条链都有两个末端,有游离的磷酸基团的一端称作5'-端,另一端有一个羟基(—OH),称作3'-端。DNA的这两条单链走向是相反的,从双链的一端起始,一条链是5'-端到3'-端,另一条链是从3'-端到5'-端。(2)什么是碱基互补配对原则?哪种碱基对的数量对DNA分子结构的稳定性影响更大?提示在DNA的内部,A总是与T配对,C总是与G配对,碱基之间这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。由于A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键,DNA中G—C碱基对越多,结构越稳定。(3)DNA若进行初步水解和彻底水解,则产物分别是什么?提示初步水解产物为4种脱氧核苷酸;彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基(A、T、G、C)。2.[科学思维](1)模型中A—T与G—C碱基对具有相同的形状和直径,这样组成的DNA分子具有什么样的特点?提示具有稳定直径的特点。(2)两条长度相同的双链DNA分子,其结构上的差异体现在哪里?提示主要体现在双链内侧碱基的排列顺序的差异。3.判断生物体内核酸的种类。

生物类别含有的核酸含有的碱基及种类真核生物动物DNA和RNAA、G、C、T、U五种碱基植物DNA和RNAA、G、C、T、U五种碱基原核生物

A、G、C、T、U五种碱基病毒大部分只有DNAA、G、C、T四种碱基少部分只有RNAA、G、C、U四种碱基提示DNA和RNA【归纳提升】1.DNA的结构特点(1)稳定性①DNA的两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构,双螺旋结构就是其稳定性的原因之一。②DNA的基本骨架稳定不变,都是脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交替连接形成的结构。③DNA双螺旋结构的内侧是碱基对,碱基之间通过氢键互补配对,这也是DNA的结构具有稳定性的原因之一。(2)多样性DNA中虽然碱基互补配对的方式不变,但长链中碱基对的排列顺序是千变万化的,这就构成了DNA的多样性。(3)特异性每个特定的DNA都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA的特异性。DNA的多样性和特异性正是世界上各种生物之间、同种生物不同个体之间性状表现千差万别的根本原因。因此,DNA可以起到鉴别生物个体的作用。2.解读DNA结构模型的三个关键

方法技巧利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA结构

【探究应用】1.下图为DNA结构示意图,请回答下列有关问题。(1)①②③

(填“能”或“不能”)构成胞嘧啶脱氧核苷酸,

(填序号)中含有氮元素。

(2)在DNA的一条单链中,相邻的碱基是通过

连接的,有

个游离的磷酸基团。

(3)含17%腺嘌呤的DNA比含15%胞嘧啶的DNA耐热性

。

(填序号)相间排列,构成了DNA的基本骨架,并且碱基对之间通过氢键相连,体现了DNA具有

。

答案(1)不能③

(2)脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖1

(3)高(4)①和②稳定性2.下列关于DNA结构的叙述,正确的是(

)A.DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构B.DNA中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基C.DNA两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对D.DNA一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连答案C解析DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构,A项错误;DNA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,B项错误;DNA一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连,D项错误。3.地球上的生物多种多样,不同生物的DNA不同,每一种生物的DNA又具有特异性。决定DNA遗传特异性的是(

)A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值C.碱基互补配对的原则D.碱基排列顺序答案D解析生物的遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序中,所以说DNA的遗传特异性取决于它的碱基排列顺序。探究点二DNA中的碱基数量关系【情境探究】[经典实例]结合教材中DNA平面结构图,分析解决下列问题。(1)双链DNA中,嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系?其中A与T,C与G的数量关系呢?提示嘌呤碱基数=嘧啶碱基数。A=T;C=G。(2)如果DNA一条链H1中的(A+C)/(T+G)为m,那么互补链H2中(A+C)/(T+G)为多少?在整个DNA中,该比值是多少?提示1/m;1。(3)在双链DNA中,若某一条链中(A+T)/(G+C)=n,则在另一条链中(A+T)/(G+C)的比值是多少?在整个DNA中(A+T)/(G+C)的比值是多少?提示n;n。【归纳提升】DNA中的碱基数量的计算规律(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA中都相同,即若在一条链中(A+T)/(G+C)=m,则在互补链及整个DNA中(A+T)/(G+C)=m。(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA中为1,即若在DNA一条链中(A+G)/(T+C)=a,则在其互补链中(A+G)/(T+C)=1/a,而在整个DNA中(A+G)/(T+C)=1。知识总结双链DNA分子之间碱基比例的共性及特异性(1)共性:A/T=T/A=1,G/C=C/G=1,(A+C)/(T+G)=(A+G)/(T+C)=1。不因生物种类不同而不同。(2)特异性:(A+T)/(C+G)的比值在不同DNA中是不同的,是DNA多样性和特异性的表现。【探究应用】1.已知某双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%,则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的(

)A.34%和16% B.34%和18%C.16%和34% D.32%和18%答案A解析设该DNA分子的两条链分别为1链和2链,双链DNA中,G与C之和占全部碱基总数的34%,则A+T占66%,又因为双链DNA中,互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子的比例与每条链中这两种碱基之和所占的比例相同,因此A1+T1=66%,G1+C1=34%,又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%,则A1=66%-32%=34%;G1=34%-18%=16%,根据DNA的碱基互补配对关系,所以T2=A1=34%,C2=G1=16%。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碱基总数的24%,则该DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的(

)A.44% B.24%C.14% D.28%答案D解析(1)画出草图。(如下图)(2)依题意,列出等量关系:(A1-G1)/G1=40%→A1=1.4G1①而(A1+G1)/200%=24%→A1+G1=48%②联合①②得A1=28%(3)依“等量代换”有T2=A1=28%,即另一条键上的胸腺嘧啶占该链碱基数目的28%。3.(多选)在一个双链DNA中,碱基总数为m,腺嘌呤数为n,则下列有关叙述正确的是(

)①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m

②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2

③一条链中A+T的数量为n④G的数量为m-nA.① B.②C.③ D.④答案ABC解析在该DNA中,A=T=n,一条链中的A1+T1与另一条链上的A2+T2均等于n;在该DNA中,A=T,C=G,由此推出C=G=(m-2n)/2,又因为C与G之间有3个氢键,A与T之间有2个氢键,故一共有氢键数为3×(m-2n)/2+2×n=(3m-2n)/2。4.某双链DNA分子中,鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a,其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b,则互补链中鸟嘌呤