2019_2020學年高中生物第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雙螺旋模型的科學家是沃森和克里克。2.構(gòu)建過程:預習反饋判斷正誤。(1)沃森和克里克研究DNA分子的結(jié)構(gòu)時,運用了構(gòu)建物理模型的方法。( )(2)AT堿基對和GC堿基對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DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也做出了巨大的貢獻。( )(4)在DNA分子中,由于堿基A一定與堿基T配對、堿基G一定與堿基C配對,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(1)DNA分子由兩條鏈組成,這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(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;堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,并且堿基配對有一定的規(guī)律:A一定與T配對,C一定與G配對,堿基之間的這種一一對應的關(guān)系,稱為堿基互補配對原則。預習反饋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堿基通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”相連。( )2.識圖。下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖寫出及a所代表結(jié)構(gòu)的名稱。;a.。 答案:磷酸(基團)脫氧核糖胞嘧啶胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)氫鍵堿基對一條脫氧核苷酸鏈的片段三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 探究點一探究點二DNA分子的結(jié)構(gòu)問題情景分析DNA分子的結(jié)

4、構(gòu)層次圖解,回答下列問題。探究點一探究點二1.通過DNA的基本單位推測構(gòu)成DNA的化學元素有哪些?提示:C、H、O、N、P五種元素。2.每個DNA片段中有幾個游離的磷酸基團?提示:2個。3.如何理解堿基互補配對原則?哪種堿基對的數(shù)量對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,C總是與G配對,堿基之間這種一一對應的關(guān)系,叫做堿基互補配對原則。由于A與T之間是兩個氫鍵,G與C之間是三個氫鍵,DNA分子中GC堿基對越多,結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。4.DNA若進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)。探究點一探究點二歸納提升1.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(1)穩(wěn)定性DNA分子的兩條脫氧核苷酸長鏈盤繞成規(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)的堿基配對方式穩(wěn)定不變。(2)多樣性DNA分子中堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的,這就構(gòu)成了DNA分子的多樣性。探究點一探究點二(3)特異性每個特定的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、同種生物不同個體之間性狀表現(xiàn)千差萬別的根本原因。

6、因此,DNA可以起到鑒別生物個體的作用。探究點一探究點二2.解讀DNA結(jié)構(gòu)模型的三個關(guān)鍵 探究點一探究點二方法技巧 利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結(jié)構(gòu)探究點一探究點二典例剖析下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,請回答問題。探究點一探究點二(1)(填“能”或“不能”)構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸,(填序號)中含有N元素。 (2)在DNA分子的一條單鏈中,相鄰的堿基是通過連接的,有個游離的磷酸基團。 (3)含17%腺嘌呤的DNA比含15%胞嘧啶的DNA耐熱性。 (4)(填序號)相間排列,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架,并且堿基對之間通過氫鍵相連,說明了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)定性探究點一探究點二活學活練1.下圖是某同學制作的脫氧核苷酸對模型,其中正確的是()解析:A項中,從五碳糖和磷酸基團的形態(tài)和位置可判斷,兩條脫氧核苷酸鏈不是反向平行的,錯誤;B項中,A與T之間的氫鍵應該是兩個而不是三個,錯誤;C項中,含氮堿基(C)與五碳糖的連接位置不對,且G與C之間應有三個氫鍵,錯誤。答案:D探究點一探究點二2.下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,對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一探究點二解析: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;中的應屬于上面那個脫氧核苷酸的磷酸基團;的形成依靠堿基互補配對原則,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探究點一探究點二DNA分子中的堿基數(shù)量關(guān)系問題情景請結(jié)合教材中的DNA平面結(jié)構(gòu)圖,分析回答下列問題。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,那么互補鏈H2中(A+C)/(T+G)為多少?在整個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DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是多少?提示:n;n。探究點一探究點二歸納提升DNA分子中堿基數(shù)量的計算規(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)互補堿基之和的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同,知識總結(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)。探究點一探究點二典例剖析一個DNA分子的一條鏈上,腺嘌呤比鳥嘌呤多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%探究點一探究點二解析:(1)畫出草圖。(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探究點一探究點二方法技巧 “三步法”解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計算第一步:搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個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:畫一個DNA分子模式圖,并在圖中標出已知的和所求的堿基。第三步:根據(jù)堿基互補配對原則及其規(guī)律進行計算。探究點一探究點二活學活練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:配對的堿基之和在一條鏈中與在整個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)堿基互補配對原則,它的互補鏈中T、C的比例分別為31.3%、18.7%。答案:B探究點一探究點二2.某雙鏈DNA分子含有200個堿基對,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個游離的磷酸基團B.含有腺嘌呤脫氧核苷酸30個C.4種含氮堿基A T G C=3 3 7 7D.堿基排列方式共有4100種探究點一探究點二解析:每條單鏈各有一個游離的磷酸基團,所以DNA分子應該有2個游離的磷酸基團。計算堿基數(shù)目時,需要注意所給堿基總數(shù)為個數(shù)還是對數(shù),該DNA分子中含有200個堿基對,一條鏈上A T G C=1 2 3 4,根據(jù)雙鏈中A+T