高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第19講 DNA的結(jié)構(gòu)

高中生物學(xué)2025屆一輪復(fù)習(xí)課例第六單元

遺傳的分子基礎(chǔ)

第19講

DNA分子的結(jié)構(gòu)

考情分析新舊教材對(duì)比增：①DNA的結(jié)構(gòu)模式圖中標(biāo)明了五碳糖的碳原子位數(shù)及DNA兩條鏈的方向；②DNA全保留復(fù)制的觀點(diǎn)。改：①DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)不再是選學(xué)內(nèi)容；②基因的概念。刪：小鼠肥胖與基因相關(guān)的實(shí)例?？键c(diǎn)由高考知核心知識(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)考點(diǎn)一：DNA分子的結(jié)構(gòu)（3年9考，全國(guó)卷3年0考）（2024·湖北）DNA分子結(jié)構(gòu)（2024·湖南）DNA分子結(jié)構(gòu)（2022·重慶）DNA分子結(jié)構(gòu)（2022·河北）DNA分子結(jié)構(gòu)（2022·浙江）DNA分子結(jié)構(gòu)（2022·廣東）DNA分子結(jié)構(gòu)（2024·浙江）DNA分子的復(fù)制（2023·山東）DNA分子的復(fù)制（2022·海南）DNA分子的復(fù)制題型：選擇題、解答題內(nèi)容：本專題知識(shí)難度較低、較高的兩級(jí)分化，要求基礎(chǔ)要扎實(shí)?？疾閷W(xué)生對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的整體性的認(rèn)識(shí),或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力?？键c(diǎn)二：DNA分子的復(fù)制（3年16考，全國(guó)卷3年1考）考點(diǎn)三：基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段（3年3考，全國(guó)卷3年0考）1.概述DNA由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補(bǔ)配對(duì)的反向平行長(zhǎng)鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息2.概述DNA通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制3.概述多數(shù)生物的基因是DNA的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上課標(biāo)要求導(dǎo)入情境創(chuàng)設(shè)

正常人的紅細(xì)胞呈圓餅狀，鐮狀細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞呈鐮刀狀，因此會(huì)堆積在血管內(nèi)，造成血管堵塞，阻礙氧氣的正常運(yùn)送，導(dǎo)致全身各處疼痛，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致骨骼退化，中風(fēng)、器官衰竭等問(wèn)題。鐮狀細(xì)胞貧血癥的致病基因及其等位基因位于11號(hào)染色體上其組成都是DNA。DNA有著怎樣的結(jié)構(gòu)？鐮狀細(xì)胞貧血癥的致病基因和其等位基因的有什么區(qū)別呢？正常的紅細(xì)胞(左)與鐮狀紅細(xì)胞(右)電鏡圖目錄考點(diǎn)二堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的應(yīng)用考點(diǎn)三構(gòu)建DNA的結(jié)構(gòu)模型考點(diǎn)一梳理DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷史梳理DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷史考點(diǎn)一沃森（J.D.Watson，1928-）我能幫你理解生物學(xué)內(nèi)容我能幫你理解晶體學(xué)原理克里克（F.Crick，1916-2004）——標(biāo)志生物學(xué)研究進(jìn)入分子水平1.模型構(gòu)建者1953年，美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克。2.模型構(gòu)建過(guò)程DNA是以4種

為單位連接而成的長(zhǎng)鏈,這4種脫氧核苷酸分別含有

4種堿基脫氧核苷酸A、T、G、C威爾金斯和富蘭克林獲得了DNAX射線的衍射圖譜雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建模型1否定(堿基位于螺旋的外部,骨架在內(nèi)部)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(磷酸—脫氧核糖骨架在外部,堿基在內(nèi)部，且相同堿基進(jìn)行配對(duì))構(gòu)建模型2否定查哥夫提出DNA分子堿基數(shù)量關(guān)系:

。A=T,G=C雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(A與T配對(duì),G與C配對(duì),DNA分子穩(wěn)定)構(gòu)建模型31.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀(jì)自然科學(xué)的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是

①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)

②富蘭克林等拍攝的DNA分子X(jué)射線衍射圖譜

③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等

④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制A.①②

B.②③

C.③④

D.①④赫爾希和蔡斯通過(guò)噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，與構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型無(wú)關(guān)沃森和克里克根據(jù)富蘭克林等拍攝的DNA分子X(jué)射線衍射圖譜，推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等，沃森和克里克據(jù)此推出堿基的配對(duì)方式沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制。是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之后提出的B構(gòu)建DNA的結(jié)構(gòu)模型考點(diǎn)二活動(dòng)、嘗試構(gòu)建DNA的結(jié)構(gòu)模型畫一畫：①先畫出1個(gè)脫氧核苷酸，標(biāo)出脫氧核糖的1’-C和5’-C。②多畫3個(gè)脫氧核苷酸形成1條DNA單鏈，標(biāo)出磷酸二酯鍵、單鏈的5’-端、3’-端

。③再畫出與你畫的鏈互補(bǔ)的另1條鏈（含四對(duì)堿基)，并標(biāo)出兩條鏈的5’-端、3’-端。講一講：結(jié)合所畫結(jié)構(gòu)嘗試描述DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(提示：描述DNA兩條鏈的方向以及內(nèi)外側(cè)結(jié)構(gòu)）看一看：1.1條鏈中相鄰堿基通過(guò)什么連接？2.互補(bǔ)鏈中對(duì)應(yīng)堿基通過(guò)什么鍵相連？3.一個(gè)鏈狀DNA分子含有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？4.你畫的DNA和周圍同學(xué)的DNA有哪些異同點(diǎn)？由此說(shuō)明DNA具特性？氫鍵脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖5’3’3’5’活動(dòng)、嘗試構(gòu)建DNA的結(jié)構(gòu)模型1或2個(gè)DNA平面結(jié)構(gòu)

基本單位：5種基本元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸3種小分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基脫氧核糖含氮堿基磷酸1’2’3’4’5’A腺嘌呤G鳥(niǎo)嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶熱門考點(diǎn)1：DNA的水解產(chǎn)物？徹底水解產(chǎn)物？（含氮堿基不同）DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核糖(4種)DNA徹底水解產(chǎn)物是磷酸(1種)、脫氧核糖(1種)、堿基(4種)。ACG1’2’3’4’5’2條鏈（一般）：TCG磷酸和脫氧核糖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)，通過(guò)氫鍵相連構(gòu)成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

堿基對(duì)的比例越高，DNA分子越穩(wěn)定磷酸二酯鍵氫鍵2條鏈（一般）：反向平行ACG1’2’3’4’5’TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端【教材隱性知識(shí)】DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作5′－端；另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作3′－端；兩條單鏈走向相反3’端5’端2條鏈（一般）：反向平行ACG1’2’3’4’5’TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端3’端5’端熱門考點(diǎn)2：每個(gè)DNA分子片段中，有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？2個(gè)熱門考點(diǎn)3：一個(gè)磷酸基團(tuán)可以連接幾個(gè)脫氧核糖？1個(gè)或2個(gè)2條鏈（一般）：反向平行ACG1’2’3’4’5’TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端3’端5’端熱門考點(diǎn)4：一條鏈上的堿基如何連接？通過(guò)脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖相連接熱門考點(diǎn)5：兩條鏈之間的堿基如何連接？通過(guò)氫鍵相連5種元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸基本單位：3種分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基2條鏈（一般）：反向平行1種空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸與脫氧核糖堿基配對(duì)方式脫氧核苷酸4n堿基排列順序遺傳信息儲(chǔ)存在堿基（脫氧核苷酸）的排列順序中1.【教材隱性知識(shí)】教材必修2P50圖3-8:

分析DNA兩條鏈反向平行的原因______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1′-C，與磷酸基團(tuán)相連的碳叫作5′-C。DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，這一端稱作5′-端，另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作3′-端。DNA的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的一端起始，一條單鏈?zhǔn)菑?′-端到3′-端的，另一條單鏈則是從3′-端到5′-端的。2.【教材隱性知識(shí)】教材必修2P50:DNA分子的結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性的原因是_______________________________________________________________________________。3.【教材隱性知識(shí)】源于必修2P50模型建構(gòu)：DNA只有4種脫氧核苷酸，能夠儲(chǔ)存足夠量遺傳信息的原因是______________________________________________________________________________。

構(gòu)成DNA的4種脫氧核苷酸的數(shù)目成千上萬(wàn)，脫氧核苷酸的排列順序千差萬(wàn)別外側(cè)的脫氧核糖和磷酸交替排列的方式穩(wěn)定不變，內(nèi)側(cè)堿基配對(duì)方式穩(wěn)定不變。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的應(yīng)用考點(diǎn)三任務(wù)三1、(2024·廣東廣州聯(lián)考)某雙鏈(α鏈和β鏈)DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶的數(shù)量之和占全部堿基總數(shù)的56%,α鏈中腺嘌呤占該鏈的28%。下列敘述錯(cuò)誤的有(

)①β鏈中腺嘌呤與胸腺嘧啶的數(shù)量之和占該鏈堿基總數(shù)的44%②β鏈中鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶所占的比例相等,均是28%③α鏈中胸腺嘧啶所占的比例是16%④α鏈中嘧啶所占的比例最多為72%⑤在不同DNA分子中(A+C)/(G+T)的比值不同,體現(xiàn)了DNA分子的特異性A.一項(xiàng)B.兩項(xiàng)C.三項(xiàng)D.四項(xiàng)B解題技巧第一步第二步第三步

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分子一條鏈上堿基的比例。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。畫一個(gè)DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基。巧解DNA分子中有關(guān)堿基比例計(jì)算——“三步曲”1.一個(gè)DNA分子有1000個(gè)堿基對(duì)，其中A=240個(gè)，該DNA分子中含有___個(gè)氫鍵。2.某生物細(xì)胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18%，那么鳥(niǎo)嘌呤的分子數(shù)占_______。3.某DNA中A+T占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對(duì)應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是____4.DNA的一個(gè)單鏈中（A+T）/（G+C）=0.4,上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整個(gè)DNA分子中分別是_____、_____。5.DNA的一個(gè)單鏈中（A+C）/（G+T）=0.4,上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整個(gè)DNA分子中分別是_____、_____。規(guī)律一：氫鍵數(shù)目

A與T之間兩個(gè)氫鍵，C與G之間三個(gè)氫鍵，其中CG對(duì)數(shù)(或相對(duì)含量)越多，DNA分子越穩(wěn)定。例題1：一個(gè)DNA分子有1000個(gè)堿基對(duì)，其中A=240個(gè)，該DNA分子中含有_____個(gè)氫鍵。1000個(gè)堿基對(duì)共有2000個(gè)堿基A=240氫鍵數(shù)=240X2+760X3=2760G+C=1520A+T=480T=240G=C=760規(guī)律二：

A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈1鏈2鏈A=T，C=G

A+G=

?+?

A+C=

?+?

在整個(gè)雙鏈DNA中：

T+C==?

50%T+G

=推論2：推論1：雙鏈DNA中，A=T、C=G，則嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶總數(shù)；或任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等，即A+G=T+C=A+C=T+G，為總數(shù)的50%。規(guī)律三：

A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈1鏈2鏈mmA2+C2+G2+T2=A1+T1A1+C1+G1+T1T2+A2=T+A1鏈堿基數(shù)m2鏈堿基數(shù)mA1=

T2，T1=A2在整個(gè)雙鏈DNA中：A+C+G+T雙鏈堿基數(shù)2mA1+T1設(shè)，求=？A+TA+T+G+C=nA1+T1+G1+C1A2+T2=？A2+T2+G2+C2

n

n雙鏈DNA中，互補(bǔ)的兩個(gè)堿基之和占全部堿基的比等于在任何一條單鏈中這兩個(gè)堿基之和占單鏈全部堿基數(shù)的比。簡(jiǎn)記為:補(bǔ)則等規(guī)律三：

雙鏈DNA中，互補(bǔ)的兩個(gè)堿基之和占全部堿基的比等于在任何一條單鏈中這兩個(gè)堿基之和占單鏈全部堿基數(shù)的比。例題3：某DNA中A+T占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對(duì)應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是____在雙鏈DNA中A

+T=44%在雙鏈DNA中G+C=56%在一鏈DNA中G+C=56%在一鏈DNA中G=21%在一鏈DNA中C=35%根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則在另一鏈DNA中G=35%規(guī)律四：

設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則:可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，

G2=C1。在DNA雙鏈中：A=T，G=CA1T2T1A2G1C2C1G2

DNA雙鏈12A2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=m設(shè)，求=？A+TG+C=？mm互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同簡(jiǎn)記為:補(bǔ)則等規(guī)律五：

非互補(bǔ)堿基之和比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，在整個(gè)DNA分子中為1例題5：DNA的一個(gè)單鏈中（A+C）/（G+T）=0.4,上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整個(gè)DNA分子中分別是_____、_____。在DNA的一個(gè)單鏈中（A+C）/（G+T）=0.4在DNA的另一個(gè)單鏈中（A+C）/（G+T）=2.5在DNA的雙鏈中（A+C）/（G+T）=1簡(jiǎn)記為:不補(bǔ)則倒任務(wù)四繪制概念圖，構(gòu)建本節(jié)內(nèi)容框架1.(必修2第50頁(yè)圖3-8)DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端,一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán),稱作

,另一端有一個(gè)羥基(—OH),稱作

,兩條單鏈走向

,一條單鏈?zhǔn)菑?'-端到3'-端的,另一條單鏈?zhǔn)菑?'-端到5'-端的。

2.(必修2第51頁(yè)“探究·實(shí)踐”)DNA只有4種脫氧核苷酸,能夠儲(chǔ)存足夠量遺傳信息的原因是

3.(必修2第52頁(yè)拓展應(yīng)用）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則對(duì)遺傳信息的傳遞具有的意義是：

5'-端3'-端相反構(gòu)成DNA的4種脫氧核苷酸的數(shù)目成千上萬(wàn),脫氧核苷酸的排列順序千差萬(wàn)別根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，DNA兩條鏈的堿基之間有準(zhǔn)確的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，保證了遺傳信息的準(zhǔn)確性。1、[2022年浙江高考真題]某同學(xué)欲制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，已準(zhǔn)備了足夠的相關(guān)材料，下列敘述正確的是(