《2020-2021學(xué)年新教材高中生物 第3章 基因的本質(zhì) 第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)課件 新人教版必修第二冊.pptx-匯文網(wǎng)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020-2021學(xué)年新教材高中生物 第3章 基因的本質(zhì) 第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)課件 新人教版必修第二冊.pptx-匯文網(wǎng)（44頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu),自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué),一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1.模型構(gòu)建者是美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克, DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的揭示是劃時代的偉大發(fā)現(xiàn),在生物學(xué)的發(fā)展中具有里程碑式的意義。,2.DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程,二、DNA的結(jié)構(gòu)1.DNA分子的基本組成單位脫氧核苷酸(1)結(jié)構(gòu)模式圖(2)堿基:A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)。(3)種類:腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸。,2.雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(1)DNA是由兩條單鏈組成的,這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在

2、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。堿基配對的規(guī)律:A與T配對,G與C配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系,叫作堿基互補配對原則。,【預(yù)習(xí)檢測】 1.判斷正誤。(1)沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)是DNA的X射線衍射圖譜。()(2)DNA的基本骨架由磷酸和核糖交替連接而成,且分布于外側(cè)。()(3)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸與脫氧核糖是通過氫鍵連接的。()(4)A與T之間和G與C之間的氫鍵數(shù)量相等。(),(5)DNA的兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。()(6)嘌呤只能和嘧啶發(fā)生堿基互補配對。()(7)雙鏈DNA分子中嘌呤

3、和嘧啶的數(shù)量相等。(),2.DNA酶能使DNA初步水解,可以得到()A.磷酸,核糖,A、G、C、U 4種堿基B.磷酸,脫氧核糖,A、T、C、G 4種堿基C.4種脫氧核苷酸D.4種核糖核苷酸答案:C解析:DNA初步水解為組成它的基本單位,即4種脫氧核苷酸。,合作探究釋疑解惑,知識點一,知識點二,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及DNA的結(jié)構(gòu),1.沃森和克里克在構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)模型的過程中利用了他人的哪些經(jīng)驗和成果?提示:(1)英國生物物理學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜。(2)奧地利生物化學(xué)家查哥夫提供的信息:在DNA中,腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量;鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧

4、啶(C)的量。,問題引領(lǐng)2.下圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖,請據(jù)圖回答下列問題。,(1)DNA的基本單位是。4種基本單位的區(qū)別主要體現(xiàn)在上。答案:脫氧核苷酸堿基的種類(2)寫出圖中的名稱。,。答案:堿基對脫氧核苷酸鏈脫氧核糖磷酸腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤氫鍵,(3)為什么“GC堿基對”的含量越多,DNA越耐高溫?提示:GC堿基對之間有3個氫鍵,而AT堿基對之間有2個氫鍵,所以含“GC堿基對”越多的DNA,其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,越不容易被高溫破壞。,歸納提升1.DNA分子結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”,2. 借助示意圖辨析DNA分子的結(jié)構(gòu),圖1,圖2,(1)由圖1可解讀出以下信息。,(2)圖2是圖1的簡化形式,a表

5、示氫鍵。,3.有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的2個注意事項(1)并非所有的DNA分子都是雙鏈結(jié)構(gòu),有的DNA分子為單鏈結(jié)構(gòu)。(2)原核細(xì)胞及真核細(xì)胞細(xì)胞器中的DNA分子為雙鏈環(huán)狀結(jié)構(gòu)。,4.DNA指紋圖譜的獲得及該技術(shù)的應(yīng)用(1)應(yīng)用DNA指紋技術(shù),首先需要用合適的酶將待檢測的樣品DNA切成片段,然后用電泳的方法將這些片段按大小分開,再經(jīng)過一系列步驟,最后形成DNA指紋圖。(2)由于每個人的DNA指紋圖是獨一無二的,所以我們可以通過分析指紋圖的吻合程度來確認(rèn)身份。因而此技術(shù)被廣泛應(yīng)用于刑偵領(lǐng)域、親子鑒定、死者遺骸的鑒定等。,典型例題下圖表示某DNA片段,下列有關(guān)該圖的敘述,正確的是(),A.相間排列,構(gòu)成

6、DNA分子的基本骨架B.的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C.既容易斷裂又容易生成,所以DNA的穩(wěn)定性與之無關(guān)D.該DNA片段有2種堿基配對方式,4種脫氧核苷酸,答案:D,解析:磷酸、脫氧核糖交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架。磷酸并不能與組成一個脫氧核苷酸。DNA的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān),氫鍵越多,DNA分子越穩(wěn)定。該DNA片段有2種堿基配對方式(A與T配對、C與G配對),4種脫氧核苷酸(腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸)。,【變式訓(xùn)練】 1.DNA分子的平面結(jié)構(gòu)很像一架“梯子”,那么組成這架“梯子”的“扶手”、“扶手”之間的“階梯”、連接“階梯”的化學(xué)鍵以及遵循的原

7、則依次是()磷酸和脫氧核糖交替連接形成的長鏈氫鍵堿基對堿基互補配對A.B.C.D.答案:B,解析:“梯子”的“扶手”指DNA的基本骨架,即磷酸和脫氧核糖交替連接形成的長鏈;排列在內(nèi)側(cè)的堿基對相當(dāng)于“階梯”;連接“階梯”的化學(xué)鍵是氫鍵;堿基間的配對遵循堿基互補配對原則,即A與T配對,G與C配對。,2.下列示意圖能正確表示DNA片段的是(),答案:D,解析:DNA中存在T,不存在U,可排除A項。DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?而B項是同向的(依據(jù)兩條鏈中的脫氧核糖分析)。A與T之間有2個氫鍵,G與C之間有3個氫鍵,可排除C項。,與DNA結(jié)構(gòu)相關(guān)的計算,問題引領(lǐng)結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點回答下列

8、問題。,1.為什么DNA中嘌呤和嘧啶的數(shù)量相等?提示:在DNA中,A一定與T配對,G一定與C配對,所以A=T, G=C,A+G=T+C。,2.(A+T)或(G+C)在整個雙鏈DNA分子中所占的比例與在每一條單鏈中所占的比例相等嗎?為什么?提示:相等。設(shè)在雙鏈DNA分子的一條單鏈中A、T的數(shù)目分別為a、b,所有堿基的數(shù)目之和為n;由于A與T配對,所以在另一條單鏈中,A、T的數(shù)目分別為b、a,在整個雙鏈DNA分子中,A、T的數(shù)目分別為(a+b)、(a+b)。由上述分析可知,在雙鏈DNA分子中,(A+T)所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都是(a+b)/n。同理可知,(G+C)在整個DNA分子中

9、所占的比例與在每一條單鏈中所占的比例相等。,3.如果一條單鏈中(A+G)/(T+C)=m,則其互補鏈中(A+G)/(T+C)的值是多少?提示:雙鏈DNA分子的一條鏈中(A+G)/(T+C)=m,因為A與T配對,G與C配對,所以其互補鏈中(T+C)/(A+G)=m,即(A+G)/(T+C)=1/m。4.若某雙鏈DNA分子中有n個堿基對,則該DNA分子可有多少種排列方式?提示:4n種。,歸納提升DNA分子中堿基數(shù)量的計算規(guī)律(1)在雙鏈DNA分子中,嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等,即A+G=T+C。(2)“互補堿基之和”的比例在任意一條鏈及整個雙鏈DNA分子中都相同,即若在一條鏈中(A+T)/(G+C)=

10、m,則在互補鏈及整個DNA分子中(A+T)/(G+C)=m。(此比值在不同DNA分子中具有特異性),(3)非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù),在整個DNA分子中為1,即若在DNA一條鏈中(A+G)/(T+C)或(A+C)/(T+G)=a,則在其互補鏈中該比值為1/a,而在整個DNA分子中該比值為1。(此比值在不同雙鏈DNA分子中無特異性,恒為1),典型例題DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(T+G)兩個比值的敘述,正確的是()A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子,后一比值不同B.前一個比值越大,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定

11、性越高C.當(dāng)兩個比值相同時,可判斷這個DNA分子是雙鏈D.前一比值在整個雙鏈DNA分子及其每一條單鏈中都相等答案:D,解析:雙鏈DNA分子中A=T,G=C,A與T之間有2個氫鍵,G與C之間有3個氫鍵。堿基序列不同的雙鏈DNA分子,前一比值不同,后一比值相同。前一個比值越小,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高。當(dāng)兩個比值相同時,這個DNA分子可能是單鏈,也可能是雙鏈。,【變式訓(xùn)練】 1.某雙鏈DNA分子中(A+T)占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%,其中一條鏈(a鏈)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%,那么,對應(yīng)的另一條互補鏈(b鏈)上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是()A.35%B.29%C.28%D.21%答案:

12、A,解析:某雙鏈DNA分子中(A+T)占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%,則任意一條鏈中(A+T)占該鏈堿基總數(shù)的44%。(A+T)占a鏈堿基總數(shù)的44%,G占a鏈堿基總數(shù)的21%,所以C占a鏈堿基總數(shù)的35%。b鏈上的G與a鏈上的C配對,所以G占b鏈堿基總數(shù)的35%。,2.某雙鏈DNA分子中含有200個堿基對,其中一條鏈上ATGC=1234。下列有關(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ATGC=3377D.堿基排列方式共有4200種答案:C,解析:每條單鏈各有1個游離的磷酸基團,所以雙鏈DNA分子應(yīng)該有2個游離的磷酸基團。計算

13、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ATGC=1234,根據(jù)雙鏈中(A+T)所占的比例=單鏈中(A+T)所占的比例可知,雙鏈DNA分子中(A+T)占3/10,再根據(jù)A=T可知,A和T各占3/20,故腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為2002(3/20)=60(個)。雙鏈中A和T分別占3/20,則C和G分別占7/20,故ATGC=3377。在堿基比例不確定的情況下,堿基排列方式共有4n種,n為堿基對數(shù),即共有4200種,而該DNA分子堿基比例已確定,故排列方式小于4200種。,素 養(yǎng) 提 升,制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時應(yīng)注意的問題(1)嚴(yán)格按照實驗操作

14、程序,按結(jié)構(gòu)層次從小到大,從簡單到復(fù)雜依次完成。(2)制作磷酸、脫氧核糖和含氮堿基的模型時,注意各分子的大小比例。(3)制作含氮堿基的模型時,要注意2點。腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的一端應(yīng)剪成相互吻合的形狀。同理,鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的一端應(yīng)剪成另一種吻合的形狀。這兩種堿基對模型的長度應(yīng)相等,以保證DNA分子中兩條平行鏈之間的距離相等。,(4)制作脫氧核苷酸長鏈模型時,要注意3點。兩條長鏈中核苷酸的個數(shù)必須相同。兩條長鏈并排時,必須保證堿基之間能夠相互配對。兩條長鏈走向要相反。(5)把平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)成立體結(jié)構(gòu)時,如發(fā)現(xiàn)某結(jié)構(gòu)部件有扭曲現(xiàn)象,應(yīng)予以矯正。(6)在整個制作過程中,各零件之間的連接應(yīng)保持足夠的牢固性,以免旋轉(zhuǎn)時零件脫落。,某學(xué)生制作的以下堿基對模型中,正確的是(),答案:A解析:選項B,A與T之間應(yīng)該有2個氫鍵;C、D兩項中兩條單鏈的方向應(yīng)是相反的,且D項中的G與C之間應(yīng)該有3個氫鍵。,課 堂 小 結(jié),