生物必修課堂教學課件分子的結(jié)構(gòu)

生物必修課堂教學課件分子的結(jié)構(gòu)第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

1953年，沃森(WatsonJ.D.)和克里克(CrickF.H.C.)提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。主要依據(jù)為：堿基互補配對的規(guī)律及DNA分子的X射線衍射結(jié)果。

沃森和克里克與威爾金斯(Wilkins)一起獲得諾貝爾獎(1962)。第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識核苷酸五碳糖：脫氧核糖、核糖磷酸鳥嘌呤、腺嘌呤環(huán)狀的含氮堿基

胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶

第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一核糖核苷酸核糖、磷酸堿基（A、U、C、G）脫氧核苷酸脫氧核糖，磷酸堿基（A、T、C、G）基礎(chǔ)知識第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一含Ｎ堿基脫氧核糖磷酸含Ｎ堿基脫氧核糖磷酸含Ｎ堿基脫氧核糖磷酸磷酸二酯鍵第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一DNA的結(jié)構(gòu)模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結(jié)構(gòu)放大DNA的空間結(jié)構(gòu)第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC磷酸脫氧核糖含氮堿基第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一堿基對另一堿基對

嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對，且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補配對原則。ATGC氫鍵第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA分子的結(jié)構(gòu)特點第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(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；堿基在內(nèi)側(cè)。DNA分子的結(jié)構(gòu)特點第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(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；堿基在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基互補配對原則。DNA分子的結(jié)構(gòu)特點第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一注意：A+T=C+G?堿基互補配對原則在DNA分子中形成堿基對時，A一定與T配對，G一定與C配對，這種一一對應(yīng)的關(guān)系，稱為堿基互補配對原則。2.堿基對之間的氫鍵具有固定的數(shù)目，A與T有兩個氫鍵，C與G有三個氫鍵3.在雙鏈DNA分子中有A=T，C=G，所以A+G=C+T

即嘌呤堿基總數(shù)=嘧啶堿基總數(shù)

第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC你注意到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一你注意到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。

DNA分子的多樣性和特異性就體現(xiàn)在特定的堿基（對）排列順序中。第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一DNA分子的特異性：①多樣性：DNA分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。一個最短的DNA分子也有4000個堿基對，可能的排列方式就有44000種。②特異性：特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序。不同的生物，堿基對的數(shù)目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。③遺傳信息：DNA分子中的堿基對排列順序就代表了遺傳信息。第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

不同物種中的DNA堿基含量特點物種GACTA+G/T+CG+C/A+T人19.930.919.829.41.030.66小麥23.825.624.626.00.970.94洋蔥18.431.818.231.31.010.58菜豆20.629.720.129.61.010.69酵母18.331.717.432.61.000.56大腸桿菌26.024.725.723.61.021.07T2噬菌體18.232.516.832.51.020.54第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一堿基互補配對原則應(yīng)用設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。則在DNA雙鏈中：A=T，G=C可引申為：①嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)A+G=T+C即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G%②雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==例題1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因為DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一③雙鏈DNA分子中，互補的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。兩條鏈A+T/G+C之比相等。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a

例題2、在DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少？2.51;A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一④雙鏈DNA分子中，A+T占整個DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈A+T是整個DNA分子A+T的一半。A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2

+T2A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈

例題3、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%（G+C）12G1+C1G2+C2==A＋T=54%G+C=46%第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一所謂“模型”，就是模擬所要研究事物原型的結(jié)構(gòu)形態(tài)或運動形態(tài)，是事物原型的某個表征和體現(xiàn)，同時又是事物原型的抽象和概括。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本質(zhì)特征。

模型一般可分為物理模型和數(shù)學模型和概念模型。模型方法是通過構(gòu)建模型來研究、揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法，是邏輯方法的一種特有形式。在現(xiàn)代生物科學研究中，模型方法被廣泛運用，其中DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的成功就是一個范例。現(xiàn)在高考也非常重視模型和模型方法。第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一1.如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，下列表述不正確的是（）

A.能構(gòu)成一個完整核苷酸的是圖中的a和b B.圖中與每個五碳糖直接相連的堿基有1個

C.各核苷酸之間是通過化學鍵③連接起來的

D.若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一解析

核苷酸是核酸的基本組成單位，每個核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮堿基組成，核苷酸分子通過磷酸二酯鍵連接組成核苷酸鏈。答案

A

第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2.用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)果不可能是() A.含有15N的DNA分子占1/8 B.含有14N的DNA分子占7/8 C.復(fù)制過程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個

D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個DNA分子

解析

含14N的DNA分子16個都是，比例為100%；只含14N的DNA有14個，占7/8。根據(jù)有關(guān)公式可求出該DNA分子中含40個A，復(fù)制4次需A的數(shù)量=（24-1）×40=600個。B第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一3.（2010安徽皖南八校二次聯(lián)考）科學為研究表明，在細胞周期中，染色體的兩條姐妹染色單體之間的相同位置可能發(fā)生部分交換。為觀察這一現(xiàn)象，可將植物細胞置于含有BrdU培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓細胞增殖，因BrdU在DNA復(fù)制時可代替胸腺嘧淀脫氧核苷酸摻入到DNA子鏈中。經(jīng)特殊染色后，如DNA的一條單鏈摻有BrdU則著色深，DNA的二條單鏈都摻有BrdU則著色淺。本實驗所運用的原理不包括 A．DNA的半保留復(fù)制 B．植物的組織培養(yǎng)C．染色體被染色劑著色 D．細胞的分化—AGTCG—①—TCAGC—②第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一解析只有在發(fā)生DNA復(fù)制的時候才有可能BrdU代替胸腺嘧淀脫氧核苷酸摻入到DNA子鏈中。才能經(jīng)特殊染色后表現(xiàn)不同的顏色來判斷有沒有發(fā)生互換，本題會發(fā)生DNA復(fù)制的有植物組織培養(yǎng)過程。而細胞分化只是基因選擇表達，沒有DNA復(fù)制和染色。答案D第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一4.（2010安徽合肥一模）關(guān)于右圖中DNA分子片段的說法不正確的是：

A、把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3代，子代中含14N的DNA占12.5%，含15N的DNA占100%

B、2處的堿基對改變導(dǎo)致DNA中堿基排列順序的改變，從而一定會導(dǎo)致性狀改變

第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一C、該DNA的特異性表現(xiàn)在與其他的DNA相比主要堿基對的排列順序上具有差異D、限制性內(nèi)切酶作用于①部位的磷酸二酯鍵，解旋酶作用于③部位氫鍵解析由于DNA的一條鏈是15N另一條鏈是14N放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3代，生成8個DNA，由于半保留復(fù)制最終只有一個子代DNA含有14N但也只是一條鏈還有一條鏈是第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一15N，所以含14N的DNA占12.5%，含15N的DNA占100%。2處的堿基對改變導(dǎo)致DNA中堿基排列順序的改變，肯定會導(dǎo)致遺傳信息的改變但是由于密碼子的兼并性性狀不一定會發(fā)生改變。DNA的特異性就體現(xiàn)在堿基的排列順序不同。答案B第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一5.關(guān)于下圖DNA分子片段的說法中，正確的是

()

A.限制性核酸內(nèi)切酶可作用于①②處

B.“G”是鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸

C.該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和（A+G）/(C+T)的比例上

D.把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，子代中含15N的DNA占3/4第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一解析

限制性核酸內(nèi)切酶能識別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列并切割特定的核苷酸之間的磷酸二酯鍵，圖示②處不是限制性核酸內(nèi)切酶的作用位點；所有DNA分子都具有相同的堿基種類，不具有分子的特異性；DNA復(fù)制兩代后，得到4個子二代DNA分子，均含有15N，其中含有親代DNA的兩條單鏈的有兩個DNA分子。答案

B第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一6.如果將含有一對同源染色體的精原細胞的兩個DNA分子都用15N標記，并只供給精原細胞含14N的原料，則該細胞進行減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個精子中，含15N、14N標記的DNA分子的精子所占比例依次為（）

A.100%、0 B.50%、50% C.50%、100% D.100%、100%

解析

精原細胞在減數(shù)分裂形成精子的過程中，首先要通過復(fù)制，含有一對同源染色體的精原細胞的兩個DNA分子都用15N標記，只供給第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一精原細胞含14N的原料，則復(fù)制后的每條染色體含有兩條染色單體，每條染色單體上都含有一個DNA分子，該DNA分子的一條鏈含14N，一條鏈含15N。則最后形成的四個精子中的DNA分子都含有15N、14N標記的鏈。答案

D

第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一7.關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是（）

A.每個DNA分子一般都含有四種脫氧核苷酸

B.每個DNA分子中的堿基、磷酸、脫氧核苷酸、脫氧核糖的數(shù)目是相等的

C.每個脫氧核糖上均連著一個磷酸和一個堿基

D.雙鏈DNA分子中的一段，如果有40個腺嘌呤，就一定同時含有40個胸腺嘧啶

解析

DNA分子的結(jié)構(gòu)單位是脫氧核苷酸，在形成DNA分子時，相鄰的脫氧核苷酸之間的磷酸和脫氧核糖之間形成了磷酸二酯鍵，因此，除DNA分子中處于兩端的脫氧核糖之外，其余脫氧核糖均連接有兩個磷酸基團。C第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一8.圖是果蠅染色體上的白眼基因示意圖，下列敘述正確的是() A.白眼基因片段中，含有成百上千個核糖核苷酸

B.S基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

C.白眼基因在常染色體上

D.基因片段中有5種堿基、8種核苷酸

解析

S基因控制果蠅的白眼，所以是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。白眼基因位于X染色體上，組成基因片段的基本單位是脫氧核苷酸，有4種堿基，4種脫氧核苷酸。故B正確。B第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一9.用32P標記一個T2噬菌體的雙鏈DNA分子，它侵染一個含31P的細菌后釋放出了200個后代，則后代中含32P的噬菌體最多占總數(shù)的() A.2% B.1%C.0.5%D.50%

解析

一個噬菌體中只有一個DNA分子，當它侵染含31P的細菌后就以被32P標記的DNA為模板進行復(fù)制，不過利用的酶、原料、ATP等均是由細菌提供的。DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，故在最終形成的200個噬菌體的DNA中，最多只有2個DNA分子含32P，即在200個噬菌體中含32P的噬菌體最多占1%。B第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一10.已知某DNA分子含有1000個堿基對，其中一條鏈上A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4；該DNA分子連續(xù)復(fù)制3次后，共需要從周圍環(huán)境中吸收多少個含G的脫氧核苷酸() A.2100B.4200C.4800D.2800

解析

因為一條單鏈上A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4,即G+C占該鏈上堿基總數(shù)的，可推出整個DNA分子中，G+C占全部堿基的，并且G=C，可以算出每個DNA分子中

G=1000×2×=600個。復(fù)制3次后，相當于新增加DNA分子23-1=7個，所以共需游離的含

G的脫氧核苷酸600×7=4200個。B第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一11.分析一個DNA分子時，發(fā)現(xiàn)含有30%的腺嘌呤脫氧核苷酸，因此可知該分子中一條鏈上鳥嘌呤含量最大值可占此鏈堿基總數(shù)的() A.20%B.30%C.40%D.70%

解析由題意知，A=T=30%，G+C=40%，雙鏈DNA分子中互補配對的堿基在整個DNA分子和每一單鏈中所占的比例相等，即單鏈中的G+C=（G+C）雙=40%，因此一條鏈中G的最大值是40%。C第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一12.某DNA分子中含有1000個堿基對（P元素只含32P）。若將DNA分子放在只含31P的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，則子代DNA的相對分子質(zhì)量平均比原來() A.減少1500 B.增加1500 C.增加1000 D.減少1000

解析具有1000個堿基對的DNA分子連續(xù)分裂兩次，形成四個DNA分子，這四個DNA分子中有兩個DNA分子的每條鏈都是含31P的，第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一還有兩個DNA分子都是一條鏈是31P，另一條鏈是32P。前兩個DNA分子的相對分子質(zhì)量比原DNA共減少了4000，后兩個DNA分子的相對分子質(zhì)量比原來共減少了2000，這樣四個DNA分子平均比原來減少了6000/4=1500。答案

A第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一13.在一個雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為ｍ，腺嘌呤堿基數(shù)為ｎ，則下列有關(guān)敘述正確的是

() ①脫氧核苷酸數(shù)＝磷酸數(shù)＝堿基總數(shù)＝ｍ ②堿基之間的氫鍵數(shù)為 ③一個鏈中A+T的數(shù)量為ｎ ④G的數(shù)量為ｍ-ｎ

A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②③第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一解析

①的等量關(guān)系容易判斷；對于②，須知G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2個氫鍵，故氫鍵數(shù)為：；③因A+T的總量為2ｎ，故一條鏈中的A+T的數(shù)量應(yīng)為ｎ；④中計算G的數(shù)量有誤，應(yīng)為。答案

D第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一14.關(guān)于DNA分子的結(jié)構(gòu)與復(fù)制的敘述中，正確的是

() ①含有n個腺嘌呤的DNA分子第n次復(fù)制需要腺嘌呤脫氧核苷酸2n-1×n個②在一個雙鏈DNA分子中，

G+C占堿基總數(shù)的M%，那么該DNA分子的每條鏈中G+C都占該鏈堿基總數(shù)的M%③細胞內(nèi)全部

DNA被32P標記后在不含32P的環(huán)境中進行連續(xù)有絲分裂，第2次分裂的每個子細胞染色體均有一半有標記④DNA雙鏈被32P標記后，復(fù)制n次，子代

DNA中有標記的占1/2n A.①②B.②③C.③④D.②④第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一解析含有n個腺嘌呤的DNA分子第n次復(fù)制，其實就是有2n-1個DNA分子在復(fù)制，每個需要n個腺嘌呤脫氧核苷酸,那么2n-1個DNA分子就需要2n-1×n個腺嘌呤脫氧核苷酸。在一個雙鏈DNA分子中，G+C占堿基總數(shù)的M%，由于兩條鏈中G+C的數(shù)目是相等的，那么該DNA分子的每條鏈中G+C所占比例就相當于分子、分母各減半，其比例是不變的。細胞內(nèi)全部DNA被32P標記后，在不含32P的環(huán)境中進行連續(xù)有絲分裂，第2次分裂時，細胞復(fù)制后的每條染色體中都有一條姐妹染色單體被32P標記，在有絲分裂后期，著絲點分開后，有一半第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一DNA帶有標記，兩條姐妹染色單體分開后向兩極運動是隨機的，所以進入某一個子細胞的DNA不一定有一半帶有標記。DNA雙鏈被32P標記后，不管復(fù)制多少次，都只有2個DNA帶有標記，所以復(fù)制n次，子代DNA中有標記的占2/2n。答案

A

第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一15.某雙鏈DNA分子含有200個堿基，一條鏈上A∶T∶

G∶C=1∶2∶3∶4，則該DNA分子（）

A.含有4個游離的磷酸基

B.連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸210個

C.四種含氮堿基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7 D.堿基排列方式共有4100種

解析

A錯誤，一個雙鏈DNA分子中含有2個游離的磷酸基。由一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一計算出一條鏈上100個堿基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一條鏈上含A、T、G、C則依次是20、10、40、30。故該DNA中含腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為10+20=30個，連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸為（22-1）×30=90個，故B錯誤。C正確，四種含氮堿基的比例是A∶T∶G∶C=（10+20）∶（20+10）∶（30+40）∶（40+30）=3∶3∶7∶7。D錯誤，含200個堿基的DNA不考慮每種堿基比例關(guān)系的情況下，可能的堿基排列方式共有4100種。但因堿基數(shù)量比例已確定，故堿基排列方式肯定少于4100種。答案

C

第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一16.圖為DNA的復(fù)制圖解，請據(jù)圖回答下列問題：（1）DNA復(fù)制發(fā)生在期

。（2）②過程稱為

。（3）指出③中的子鏈

。（4）③過程必須遵循

原則。（5）子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA的復(fù)制具有

的特點。第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一（6）將一個細胞的DNA用15N標記，放入含14N的

4種脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次，問：含

14N的DNA細胞占總細胞數(shù)的

。含15N的

DNA細胞占總細胞數(shù)的

。（7）已知原來DNA中有100個堿基對，其中堿基

A40個。若復(fù)制4次，