2023-2024學年 蘇教版 必修二　DNA分子的結構　 課件（69張）

知識點(一)

DNA分子的結構0102目錄知識點(二)設計和制作DNA分子雙螺旋結構模型及堿基間的數量關系知識點(一)DNA分子的結構[教材知識梳理](一)DNA分子結構主要探究歷程時期科學家成果20世紀30年代后期瑞典科學家證明DNA分子是________的不對稱1951年查哥夫在定量分析幾種生物DNA分子的堿基組成后，發(fā)現(xiàn)DNA分子中腺嘌呤(A)的量總與___________的量相當，鳥嘌呤(G)的量總與__________的量相當1952年富蘭克林推斷DNA分子可能由_______組成1953年沃森和克里克提出DNA分子的____________模型胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)兩條鏈雙螺旋結構續(xù)表(二)DNA分子的雙螺旋結構模型1．平面結構(填圖)2．立體結構(1)DNA分子的立體結構由兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按照_____平行的方式盤旋成雙螺旋結構。(2)DNA分子中的________________通過磷酸二酯鍵交替連接，排列在雙螺旋結構的外側，構成DNA分子的基本骨架。(3)DNA分子兩條鏈上的堿基，通過______連接成堿基對，排列在雙螺旋結構的內側。反向脫氧核糖和磷酸氫鍵(4)DNA分子中堿基配對有一定的規(guī)律：A與____配對，G與____配對。堿基之間的這種一一對應關系，稱為___________________。(5)在堿基對中，A和T之間形成____個氫鍵，G和C之間形成___個氫鍵。(三)遺傳信息1．遺傳信息儲存在堿基對的__________中。TC堿基互補配對原則兩三排列順序2．特點(1)DNA分子的_______：堿基對排列順序的千變萬化。(2)DNA分子的_______：特定堿基對的排列順序。3．應用：生物親緣關系的判斷、親子鑒定和犯罪嫌疑人的鑒定等。多樣性特異性[核心要點點撥](一)分析DNA的方向性(1)脫氧核糖上與堿基相連的碳稱作1′碳原子，與磷酸基團相連的碳稱作5′碳原子。(2)DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，這一端稱作5′端，另一端有一個羥基(—OH)，稱作3′端。(3)DNA的兩條單鏈走向相反，一條單鏈是從5′端到3′端，另一條單鏈則是從3′端到5′端。(二)DNA分子的特性歸納分析穩(wěn)定性DNA分子結構的穩(wěn)定性是指其雙螺旋結構具有相對穩(wěn)定性。與這種穩(wěn)定性有關的因素主要有以下幾點：①DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式穩(wěn)定不變。②DNA分子雙螺旋結構的內側為堿基對，配對的堿基之間形成氫鍵，從而維持了雙螺旋結構的穩(wěn)定。③DNA分子兩條鏈的堿基之間遵循堿基互補配對原則。④每個特定的DNA分子中堿基的數量和排列順序穩(wěn)定不變特異性盡管不同的DNA分子中堿基對的排列順序多種多樣，但對于某一特定的生物而言，它的DNA分子中堿基對的排列順序是特定的，這種特定的堿基對序列包含了特定的遺傳信息，從而使DNA分子具有特異性多樣性構成DNA分子的堿基雖然只有4種，但是DNA分子中堿基對的數量不同，堿基對排列順序的千變萬化導致了DNA分子的多樣性續(xù)表[典例]

(2023·海安質檢)下列有關DNA分子結構的敘述，錯誤的是(

)A．DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成DNA的基本骨架B．DNA兩條鏈之間可形成氫鍵，且G—C堿基對所占比例越高，DNA穩(wěn)定性越強C．若兩個DNA分子的堿基排列順序不同，則它們形成的空間結構也不同D．DNA分子兩條鏈間的堿基遵循堿基互補配對原則，對于DNA維持平行結構至關重要[答案]

C[解析]

DNA的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側構成，A正確；G—C堿基對之間是三個氫鍵，A—T之間是兩個氫鍵，因此G—C堿基對所占比例越高，DNA穩(wěn)定性越強，B正確；兩個DNA分子的堿基排列順序雖然不同，但它們形成的空間結構是相同的，一般都是雙螺旋結構，C錯誤；DNA分子兩條鏈間的堿基之間嚴格遵循堿基互補配對原則，A和T配對，C和G配對，對于DNA維持平行結構至關重要，D正確。[歸納拓展](1)DNA分子所含氫鍵越多，結構越穩(wěn)定，即DNA分子中G—C堿基對所占的比例越大，結構越穩(wěn)定。(2)如果一個DNA分子含有n個堿基對，那么這些堿基對的排列方式就有4n種，而不是42n種，因為一個DNA分子有兩條鏈，只要其中一條鏈的堿基排列順序確定了，另一條鏈的堿基排列順序也就確定了。(3)不同的堿基對排列順序代表了不同的遺傳信息，因此，DNA分子能夠儲存大量的遺傳信息。(一)澄清概念1．判斷下列說法的正誤(1)DNA徹底水解的產物是四種脫氧核苷酸。

()提示：DNA初步水解的產物是四種脫氧核苷酸，徹底水解的產物是含氮堿基、磷酸和脫氧核糖。[層級訓練評價]×(2)DNA分子一條鏈上相鄰的兩個堿基通過氫鍵相連。

()提示：DNA分子兩條鏈的堿基之間通過氫鍵相連，一條鏈上的兩個堿基則通過脫氧核糖、磷酸和脫氧核糖相連。(3)DNA分子中G、C堿基的比例越高，分子結構的穩(wěn)定性越高。()(4)DNA分子中的嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數。

()×√√(5)雙鏈DNA分子中(A＋G)/(T＋C)存在特異性。

()提示：雙鏈DNA分子中(A＋G)/(T＋C)＝1，不存在特異性。(6)雙鏈DNA分子中的每個磷酸都與2個五碳糖連接。

()提示：雙鏈DNA分子中大多數磷酸與2個五碳糖連接，位于末端的磷酸只與1個五碳糖連接。××(二)落實知能2．下面對DNA結構的敘述中，錯誤的一項是(

)A．DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側B．DNA中的兩條鏈反向平行C．DNA中氫鍵數目和堿基數目一定相等D．DNA中在兩條鏈的5′端共具有2個游離的磷酸基團答案：C

解析：DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，A正確；DNA分子中的兩條鏈呈反向平行，B正確；DNA分子中A與T之間有2個氫鍵，G和C之間有3個氫鍵，故氫鍵數目和堿基數目不一定相等，C錯誤；DNA是由兩條鏈組成的，在兩條鏈的5′端分別具有1個游離的磷酸基團，D正確。3．DNA分子能夠儲存大量的遺傳信息，下列說法錯誤的是(

)A．遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中B．基因是堿基對隨機排列成的DNA片段C．堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性D．每個人的DNA指紋圖是獨一無二的，這體現(xiàn)了DNA分子的特異性答案：B

解析：遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中，A正確；基因是有遺傳效應的DNA片段，并非堿基對隨機排列，B錯誤；構成DNA分子的脫氧核苷酸雖只有4種，配對方式僅2種，但其數目卻可以成千上萬，堿基對排列順序的千變萬化構成了DNA分子的多樣性，C正確；每個特定的DNA分子中都儲存著特定的遺傳信息，堿基的特定排列順序，構成了每一個DNA分子的特異性，D正確。4．假設某真核細胞的核DNA中有2000個堿基對，已知該DNA一條鏈上的G有400個，另一條鏈上的G有500個。下列有關分析錯誤的是(

)A．該DNA的每條鏈均有2個游離的磷酸基團B．該DNA兩條鏈上的(A＋T)/(G＋C)的值相等C．該DNA中堿基對之間的氫鍵數為4900個D．該DNA中堿基排列順序只有1種答案：A

解析：真核細胞的核DNA為鏈狀結構，則該DNA的每條鏈均有1個游離的磷酸基團，該DNA有2個游離的磷酸基團，A錯誤；該DNA分子遵循堿基互補配對原則，即A一定與T配對，G一定與C配對，所以該DNA兩條鏈上的(A＋T)/(G＋C)的值相等，B正確；整個DNA中C＝G＝900，由于核DNA中有2000個堿基對，所以A＝T＝1100，C和G之間有三個氫鍵，A和T之間有兩個氫鍵，所以該DNA中堿基對之間的氫鍵數為900×3＋1100×2＝4900(個)，C正確；由于DNA分子具有特異性，所以該DNA中堿基排列順序只有1種，D正確。(三)遷移應用5．下圖為真核細胞一段DNA空間結構和平面結構的示意圖，回答下列問題：(1)圖中DNA分子是由兩條單鏈組或，這兩條鏈按__________的方式盤旋成____________結構。(2)圖中1代表的是__________，與2互補配對的堿基是__________(填中文名稱)，圖中構成DNA基本單位的是__________(填數字)。(3)假設某DNA分子含有2000個堿基對，則這些堿基對的排列順序有______種。解析：(1)DNA分子是由兩條脫氧核苷酸鏈組成的，這兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結構。(2)圖中1為氫鍵，與2(C)互補配對的堿基是鳥嘌呤(G)，DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸(由4、5、6組成)。(3)若某DNA分子由2000個堿基對組成，那么這些堿基對的排列方式就有42000種。答案：(1)反向平行雙螺旋(2)氫鍵鳥嘌呤4、5、6

(3)42000知識點(二)設計和制作DNA分子雙螺旋結構模型及堿基間的數量關系[教材知識梳理]1．制作原理DNA分子由兩條______________組成，這兩條鏈按照__________的方式盤旋成_______結構；DNA分子中的________________交替連接，排列在雙螺旋結構的___側；兩條鏈的堿基之間依據_____________原則通過氫鍵連接成堿基對，排列在雙螺旋結構的____側。脫氧核苷酸鏈反向平行雙螺旋脫氧核糖和磷酸外堿基互補配對內2．制作流程3．注意事項(1)準備制作磷酸、脫氧核糖和含氮堿基的模型材料時，注意各分子的大小及比例。(2)A與T配對的一端應剪成相互吻合的形狀，G與C也是如此。每個堿基對的長度應相等，以保證DNA分子兩條鏈之間的距離相等。(3)磷酸、脫氧核糖和含氮堿基三者之間的連接部位要正確。(4)各組以不同數量和順序的A—T、C—G、T—A、G—C堿基對來制作模型，感受DNA分子的多樣性。(5)兩條互補鏈所包含的脫氧核苷酸個數應相等且互相對應，整體上兩條鏈的走向應保證相反。[核心要點點撥]1．堿基互補配對原則：A—T，G—C。如圖所示：2．有關規(guī)律(1)規(guī)律一：一個雙鏈DNA中，A＝T、C＝G，則A＋G＝T＋C，即“嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數”或“任意兩個不互補的堿基之和恒等于堿基總數的50%”。(2)規(guī)律二：在雙鏈DNA中，A＋T或C＋G在全部堿基中所占的比例等于其任何一條單鏈中A＋T或C＋G所占的比例。(3)規(guī)律三：在雙鏈DNA中，一條單鏈的(A1＋T1)/(G1＋C1)的值與其互補鏈的(A2＋T2)/(G2＋C2)的值是相等的，也與整個DNA的(A＋T)/(G＋C)的值是相等的。簡記為“互補堿基和之比在每一條單鏈及雙鏈中均相等”。(4)規(guī)律四：在雙鏈DNA中，一條單鏈的(A1＋G1)/(T1＋C1)的值與其互補鏈的(A2＋G2)/(T2＋C2)的值互為倒數關系。簡記為“不互補堿基和之比在兩條單鏈中互為倒數”。(5)規(guī)律五：某堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每條單鏈中所占比例的平均值，若某種堿基在一條單鏈中占m%，在其互補鏈中占n%，則在雙鏈中應占(m%＋n%)/2。(6)規(guī)律六：若已知A在雙鏈中所占的比例為c%，則A1在單鏈中所占的比例雖然無法確定，但其最大值為2c%，最小值為0。(7)規(guī)律七：由n對脫氧核苷酸(堿基)構成的DNA，如果堿基比例未確定，理論上可構成4n種不同堿基序列的DNA；如果堿基比例已確定，則可構成的DNA種類遠少于4n種。[典例1]

(2023·常州測試)對DNA片段的堿基進行數量分析，可以通過檢測其中某種堿基的數目及其比例來推斷其他堿基的數目及其比例。假如檢測得知某DNA片段中堿基A的數目為x，其比例為y，下列推斷正確的是(

)A．堿基總數為x/yB．堿基C的數目為x/(y－1)C．嘌呤數與嘧啶數之比為x/(1－y)D．堿基G的比例為(1－y)/2[答案]

A[解析]

根據題意可知，A＝x，所占比例為y，則堿基總數為x/y，A正確；堿基總數為x/y，A＝T＝x，則C＋G＝x/y－A－T＝x/y－2x，且C＝G，故C＝G＝x[1/(2y)－1]，B錯誤；DNA片段中，嘌呤數等于嘧啶數，故嘌呤數與嘧啶數之比為1，C錯誤；堿基A的比例為y，T＝A＝y(tǒng)，C＋G＝1－2y，C＝G，故堿基G的比例為(1－2y)/2，D錯誤。[典例2]模型建構是生物學研究的常用方法。為加深對DNA分子結構特點的理解與認識，某同學制作了圖甲所示的結構模型，其部分片段的平面圖如圖乙所示。請回答下列問題：(1)該同學制作DNA結構模型時，需要選取____________種不同形狀和顏色的塑料片作模型材料。若該同學制作的模型中含100個堿基對，且腺嘌呤占20%，則該DNA分子模型中胞嘧啶占__________，需要使用____________個訂書釘來代表氫鍵。該模型用___________________解釋DNA分子的多樣性。(2)由圖乙可知，⑧表示______________________。(3)由圖乙可知，DNA分子中的兩條長鏈是由________和__________交替連接構成基本骨架的。組成DNA分子的兩條鏈的方向是____________的。(4)DNA分子中堿基的配對遵循______________原則。[答案]

(1)6

30%

260堿基對排列順序的多樣性(2)胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3)磷酸脫氧核糖反向平行(4)堿基互補配對[方法規(guī)律]畫圖法解答DNA中堿基計算類試題[層級訓練評價](一)澄清概念1．判斷有關制作DNA雙螺旋結構模型的敘述的正誤(1)在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基。

()提示：需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基。(2)兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基通過氫鍵相連。

()(3)制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥嘌呤和胸腺嘧啶之和。()×√√(4)搭建有5個堿基對的DNA雙螺旋結構，需要磷酸與脫氧核糖之間的連接物9個。

()提示：若要搭建一個具有5個堿基對的DNA雙螺旋結構，則需要脫氧核糖與磷酸之間的連接物(2×5－1)×2＝18(個)。(5)制成的模型中，連接相鄰兩個堿基的化學鍵都是氫鍵。

()提示：制成的模型中，連接同一條脫氧核苷酸鏈相鄰兩個堿基的是—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—，連接兩條鏈上相鄰堿基的化學鍵是氫鍵?！痢?二)落實知能2．某班同學用如圖所示卡片搭建(雙鏈)DNA分子結構模型，其中“P”有30個，“C”有10個，以下說法錯誤的是(

)A．“D”表示脫氧核糖，“D”與“P”交替連接，排列在外側B．堿基對中“T”與“A”之間靠氫鍵連接，兩者之間有2個氫鍵C．兩個小組搭建的模型長度一樣，則代表兩個DNA相同D．若要充分利用“P”和“C”，則需5個“A”答案：C

解析：脫氧核苷酸由磷酸、脫氧核糖和堿基組成，“D”表示脫氧核糖，“P”表示磷酸，脫氧核糖和磷酸交替排列在DNA分子外側，A正確；堿基對中，堿基A和T之間有2個氫鍵連接，G和C之間有3個氫鍵，B正確；兩個小組搭建的模型(DNA)長度一樣，但堿基排列順序不一定相同，故代表的兩個DNA不一定相同，C錯誤；若要充分利用磷酸基團和C堿基，“P”有30個，可以構成30個核苷酸，15個堿基對。題中的10個“C”全部利用，該DNA中有10對G—C，其余的堿基對為5對A—T，所以需要5個A，D正確。3．下列有關DNA雙螺旋結構的說法，正確的是(

)A．一條DNA鏈上相鄰的堿基通過氫鍵連接在一起B(yǎng)．若一條鏈的G∶T＝1∶2，則另一條鏈的C∶A＝2∶1C．堿基對排列順序的千變萬化構成了DNA分子的特異性D．A與T、G與C互補配對使DNA分子具有穩(wěn)定的結構答案：D

解析：一條DNA鏈上相鄰的堿基通過—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—連接在一起，A錯誤；由于堿基互補配對，若一條鏈的G∶T＝1∶2，則另一條鏈的C∶A＝1∶2，B錯誤；堿基對排列順序的千變萬化構成了DNA分子的多樣性，C錯誤；DNA分子雙螺旋空間結構、堿基互補配對使DNA保持相對穩(wěn)定性，D正確。4．一條雙鏈DNA分子，G和C占全部堿基的44%，其中一條鏈的堿基中，26%是A,20%是C，那么其互補鏈中的A和C分別占該鏈全部堿基的百分比是(

)A．28%和22% B．30%和24%C．26%和20% D．24%和30%答案：B

解析：雙鏈DNA分子中，G和C占全部堿基的44%，且G1＋C1＝G2＋C2＝44%，則A＋T的含量為56%，且A1＋T1＝A2＋T2＝56%，現(xiàn)已知A1＝26%，C1＝20%，那么其互補鏈中A2＝T1＝56%－26%＝30%，C2＝G1＝44%－20%＝24%，B正確。(三)遷移應用5．下圖為DNA分子結構，據圖回答：(1)圖中④的中文全稱是____________________。(2)DNA分子的基本骨架由________________而成。(3)DNA分子兩條鏈上的堿基通過____________連接成堿基對，并且遵循__________________原則。(4)堿基間配對方式有____________種，但由于____________，使DNA分子具有多樣性。(5)如果1個DNA分子中有4000個堿基對，其中胞嘧啶有2200個，這個DNA分子中應含有的腺嘌呤的數目是________個。解析：(1)圖中④是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子胞嘧啶組成的，是胞嘧啶脫氧核苷酸。(2)DNA分子的兩條鏈是反向平行的，DNA分子的基本骨架是由磷酸和脫氧核糖交替連接形成的，排列在外側，內側是堿基對。(3)在DNA分子中，兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，遵循堿基互補配對原則。(4)DNA分子中A與T配對，C與G配對，因此堿基間配對方式有2種。構成DNA分子的堿基雖然只有4種，但由于堿基對的排列順序千變萬化，因此構成了DNA分子的多樣性。(5)在雙鏈DNA分子中，非互補配對的堿基之和占全部堿基的一半。已知1個DNA分子中有4000個堿基對，其中胞嘧啶有2200個，則腺嘌呤的數目為4000－2200＝1800(個)。答案：(1)胞嘧啶脫氧核苷酸(2)脫氧核糖和磷酸交替連接(3)氫鍵堿基互補配對(4)2堿基對的排列順序千變萬化(5)1800/課堂小結與隨堂訓練/一、知識體系構建二、關鍵語句必背1．DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，DNA雙鏈是反向平行的關系。2．DNA分子外側由脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架，內側由通過氫鍵相連的堿基對組成。3．雙鏈DNA分子中，嘌呤堿基數＝嘧啶堿基數，即A＋G＝T＋C。4．DNA具有多樣性和特異性，DNA分子中堿基對的排列順序代表遺傳信息。三、素養(yǎng)好題訓練1．DNA指紋技術是指利用合適的酶將待測樣品DNA切開，經電泳法分成大小不同的片段，形成特定的DNA指紋圖，根據DNA指紋圖識別個體身份的技術。DNA指紋技術在親子鑒定、海難、刑事偵查中有著重要應用。下列有關敘述正確的是(

)A．該技術的原理是磷酸和五碳糖交替排列的方式B．該技術所用的酶為解旋酶，斷裂堿基對間的氫鍵C．同一個體不同體細胞中核DNA的序列幾乎完全相同D．任意兩個個體的體細胞中核DNA的序列完全不同答案：C

解析：DNA指紋技術在刑事偵查、親子鑒定等方面作用巨大，這主要是根據DNA具有特異性，即每個DNA分子都有特定的堿基序列，所有DNA分子磷酸和五碳糖交替排列的方式相同，A錯誤；該技術所用的酶為限制性內切核酸酶，斷裂磷酸二酯鍵，B錯誤；由于同一個體不同體細胞來自同一個受精卵的有絲分裂和細胞分化，故其核DNA的序列幾乎完全相同，C正確；DNA分子具有特異性，任意兩個個體的體細胞中核DNA的序列不完全相同，但也可能出現(xiàn)相同的情況，如同卵雙胞胎，D錯誤。2．(2023·無錫月考)如圖為某核苷酸鏈片段結構圖，下列敘述錯誤的是(

)A．圖中的a和b都能構成一個完整核苷酸B．圖中與每個五碳糖直接相連的堿基有1個C．磷酸和脫氧核糖交替連接構成了該核苷酸鏈的基本骨架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答案：A

解析：一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮堿基正好構成一個核苷酸，而b中包含的是第二個核苷酸的堿基和五碳糖及第三個核苷酸的磷酸，A錯誤；據圖可知，圖中與每個五碳糖直接相連的堿基只有1個，B正確；磷酸和脫氧核糖交替連接構成了DNA分子的基本骨架，C正確；組成DNA的含氮堿基有A、C、G、T，若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T，D正確。3．已知DNA分子中，堿基對A—T以兩個氫鍵相連，G—C以三個氫鍵相連。若某DNA分子中含100個腺嘌呤(占總數的20%)，則該DNA分子中共有氫鍵(