2019_2020學(xué)年高中生物第3章第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)課件新人教版必修2201908081158

1、第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1.構(gòu)建DNA雙螺旋模型的科學(xué)家是沃森和克里克。2.構(gòu)建過(guò)程:預(yù)習(xí)反饋判斷正誤。(1)沃森和克里克研究DNA分子的結(jié)構(gòu)時(shí),運(yùn)用了構(gòu)建物理模型的方法。( )(2)AT堿基對(duì)和GC堿基對(duì)具有相同的形狀和直徑,使DNA分子具有穩(wěn)定的直徑。( )(3)富蘭克林和威爾金斯對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也做出了巨大的貢獻(xiàn)。( )(4)在DNA分子中,由于堿基A一定與堿基T配對(duì)、堿基G一定與堿基C配對(duì),所以堿基A的數(shù)量一定等于堿基T的數(shù)量,堿基G的數(shù)量一定等于堿基C的數(shù)量。( )(5)沃森和克里克構(gòu)建了一個(gè)磷酸脫氧核糖骨架排在螺旋外部,堿基排在螺旋內(nèi)部的雙鏈

2、螺旋模型。( )二、DNA分子的結(jié)構(gòu)1.DNA的結(jié)構(gòu)層次基本組成元素:C、H、O、N、P等基本組成物質(zhì):磷酸、脫氧核糖、含氮堿基基本組成單位:脫氧核苷酸(4種)DNA單鏈:脫氧核苷酸鏈 兩條DNA雙鏈:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)2.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(1)DNA分子由兩條鏈組成,這兩條鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì),并且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律:A一定與T配對(duì),C一定與G配對(duì),堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,稱(chēng)為堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)DNA分子中

3、堿基數(shù)=磷酸數(shù)=核糖數(shù)。( )(2)含有G、C堿基對(duì)比較多的DNA分子熱穩(wěn)定性較差。( )(3)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過(guò)氫鍵連接的。( )(4)DNA分子中的核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架。( )(5)DNA分子一條鏈上相鄰的兩個(gè)堿基通過(guò)“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”相連。( )2.識(shí)圖。下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖寫(xiě)出及a所代表結(jié)構(gòu)的名稱(chēng)。;a.。 答案:磷酸(基團(tuán))脫氧核糖胞嘧啶胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)氫鍵堿基對(duì)一條脫氧核苷酸鏈的片段三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二DNA分子的結(jié)構(gòu)問(wèn)題情景分析DNA分子的結(jié)

4、構(gòu)層次圖解,回答下列問(wèn)題。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二1.通過(guò)DNA的基本單位推測(cè)構(gòu)成DNA的化學(xué)元素有哪些?提示:C、H、O、N、P五種元素。2.每個(gè)DNA片段中有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)?提示:2個(gè)。3.如何理解堿基互補(bǔ)配對(duì)原則?哪種堿基對(duì)的數(shù)量對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響更大?提示:在DNA分子的內(nèi)部,A總是與T配對(duì),C總是與G配對(duì),堿基之間這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。由于A與T之間是兩個(gè)氫鍵,G與C之間是三個(gè)氫鍵,DNA分子中GC堿基對(duì)越多,結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。4.DNA若進(jìn)行初步水解和徹底水解,則產(chǎn)物分別是什么?提示:初步水解產(chǎn)物為4種脫氧核苷酸;徹底水解產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基(A、

5、T、G、C)。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二歸納提升1.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)穩(wěn)定性DNA分子的兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤(pán)繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu),其雙螺旋結(jié)構(gòu)就是DNA分子具有穩(wěn)定性的原因之一。DNA分子的基本骨架穩(wěn)定不變,都是脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的堿基配對(duì)方式穩(wěn)定不變。(2)多樣性DNA分子中堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的,這就構(gòu)成了DNA分子的多樣性。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二(3)特異性每個(gè)特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序,這種特定的堿基排列順序就構(gòu)成了DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性正是自然界中各種生物之間、同種生物不同個(gè)體之間性狀表現(xiàn)千差萬(wàn)別的根本原因。

6、因此,DNA可以起到鑒別生物個(gè)體的作用。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.解讀DNA結(jié)構(gòu)模型的三個(gè)關(guān)鍵 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二方法技巧 利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結(jié)構(gòu)探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二典例剖析下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,請(qǐng)回答問(wèn)題。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二(1)(填“能”或“不能”)構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸,(填序號(hào))中含有N元素。 (2)在DNA分子的一條單鏈中,相鄰的堿基是通過(guò)連接的,有個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。 (3)含17%腺嘌呤的DNA比含15%胞嘧啶的DNA耐熱性。 (4)(填序號(hào))相間排列,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架,并且堿基對(duì)之間通過(guò)氫鍵相連,說(shuō)明了DNA分子具有。 答案:(1)不能(2)脫氧核糖磷酸

7、脫氧核糖1(3)高(4)和穩(wěn)定性探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二活學(xué)活練1.下圖是某同學(xué)制作的脫氧核苷酸對(duì)模型,其中正確的是()解析:A項(xiàng)中,從五碳糖和磷酸基團(tuán)的形態(tài)和位置可判斷,兩條脫氧核苷酸鏈不是反向平行的,錯(cuò)誤;B項(xiàng)中,A與T之間的氫鍵應(yīng)該是兩個(gè)而不是三個(gè),錯(cuò)誤;C項(xiàng)中,含氮堿基(C)與五碳糖的連接位置不對(duì),且G與C之間應(yīng)有三個(gè)氫鍵,錯(cuò)誤。答案:D探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,對(duì)該圖的描述正確的是()A.和相間排列,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B.的名稱(chēng)是胞嘧啶脫氧核苷酸C.DNA聚合酶用于的形成D.DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二解析:由圖示可知,表示磷酸

8、,表示脫氧核糖,表示胞嘧啶(堿基),和相間排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架;中的應(yīng)屬于上面那個(gè)脫氧核苷酸的磷酸基團(tuán);的形成依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,不需要DNA聚合酶,DNA聚合酶的作用是將游離的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。答案:D探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二DNA分子中的堿基數(shù)量關(guān)系問(wèn)題情景請(qǐng)結(jié)合教材中的DNA平面結(jié)構(gòu)圖,分析回答下列問(wèn)題。1.雙鏈DNA分子中,嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)有什么關(guān)系?其中A與T,C與G有什么數(shù)量關(guān)系?提示:嘌呤堿基數(shù)=嘧啶堿基數(shù)。A=T;C=G。2.如果DNA分子一條鏈H1中的(A+C)/(T+G)為m,那么互補(bǔ)鏈H2中(A+C)/(T+G)為多少?在整個(gè)DNA分子中,該比值是多

9、少?提示:1/m;1。3.在雙鏈DNA分子中,若某一條鏈中(A+T)/(G+C)=n,則在另一條鏈中(A+T)/(G+C)的比值是多少?在整個(gè)DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是多少?提示:n;n。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二歸納提升DNA分子中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律(1)在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同,即A+G=T+C。(2)互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同,知識(shí)總結(jié)雙鏈DNA分子之間堿基比例的共性及特異性(1)共性:A/T=T/A=1,G/C=C/G=1,(A+C)/(T+G)=(A+G)/(T+C)=1。不因生物種類(lèi)不同而不同。(2)特異性:(A+T)/(C+G)的比值

10、在不同DNA分子中是不同的,這是DNA分子多樣性和特異性的表現(xiàn)。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二典例剖析一個(gè)DNA分子的一條鏈上,腺嘌呤比鳥(niǎo)嘌呤多40%,兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%,則該DNA分子的另一條鏈上,胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的()A.44%B.24%C.14%D.28%探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二解析:(1)畫(huà)出草圖。(如下圖)(2)依題意,列出等量關(guān)系:聯(lián)合得A1=28%(3)依“等量代換”有T2=A1=28%,即胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的28%。答案:D探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二方法技巧 “三步法”解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計(jì)算第一步:搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個(gè)DNA分子堿基的比例,還是占DNA

11、分子一條鏈上堿基的比例。第二步:畫(huà)一個(gè)DNA分子模式圖,并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基。第三步:根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二活學(xué)活練1.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的()A.32.9%,17.1%B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3%D.17.1%,32.9%解析:配對(duì)的堿基之和在一條鏈中與在整個(gè)DNA分子中的比例是相同的,因此,該鏈中G的比例為35.8%-17.1%=18.7%,A的比例為1-(G+C)%-T%=1-35

12、.8%-32.9%=31.3%,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,它的互補(bǔ)鏈中T、C的比例分別為31.3%、18.7%。答案:B探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.某雙鏈DNA分子含有200個(gè)堿基對(duì),其中一條鏈上A T G C=1 2 3 4,則有關(guān)該DNA分子的敘述,正確的是()A.含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B.含有腺嘌呤脫氧核苷酸30個(gè)C.4種含氮堿基A T G C=3 3 7 7D.堿基排列方式共有4100種探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二解析:每條單鏈各有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán),所以DNA分子應(yīng)該有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。計(jì)算堿基數(shù)目時(shí),需要注意所給堿基總數(shù)為個(gè)數(shù)還是對(duì)數(shù),該DNA分子中含有200個(gè)堿基對(duì),一條鏈上A T G C=1 2 3 4,根據(jù)雙鏈中A+T