2018_2019学年高中生物3.2DNA分子的结构课件2新人教版必修2.pptx

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1、第2节 DNA分子的结构,一、DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建者：_。,沃森和克里克,2.构建过程：,脱氧核苷酸,DNA衍射图谱,外部,骨架,相同碱基,T,C,A=T,G=C,3.新模型的特点及意义： (1)特点：AT碱基对与GC碱基对具有相同的形状和 直径，这样组成的DNA分子具有_。 (2)意义。 能解释_的数量关系。 能解释DNA的_。 模型与X射线衍射照片完全相符。,稳定的直径,A、T、G、C,复制,二、DNA分子的结构 1.结构图示：,2.图示解读：,碱基,脱氧核糖,磷酸,脱氧核苷酸,反向平行,脱氧核糖,磷酸,碱基互补配对,胸腺嘧啶,腺嘌呤,胞嘧啶,鸟嘌呤,C、H、O、N、P,【

2、易错辨析】 1.组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所 含的碱基是A、U、G、C。 ( ) 分析：U(尿嘧啶)只在RNA中含有，DNA中含有的是T(胸 腺嘧啶)。,2.在DNA分子中一定存在如下关系C=T，A=G。 ( ) 分析：在DNA分子双链上，A和T配对，C与G配对，一定 存在关系：A=T，G=C。 3.双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。( ) 分析：双链DNA分子中大多数磷酸与2个五碳糖连接， 位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。,【科技生活】 利用DNA进行亲子鉴定，只需要选择十几至几十个不容易突变的DNA位点进行检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个

3、以上的位点不同，则可排除亲子关系。DNA亲子鉴定，否定亲子关系的准确率接近100%，肯定亲子关系的准确率可达99.99%。从DNA结构上分析，为什么不具有亲缘关系的个体的DNA位点会不同？,提示：DNA具有特异性，不具有亲缘关系的个体之间DNA分子不同。,知识点一 DNA分子的双螺旋结构 1.DNA分子的结构层次：,2.DNA分子的结构：,(1)两条链反向平行：由上到下，左链是5(磷酸基团连接在5碳上)-3，右链是3-5。 (2)两条脱氧核苷酸链：每条链都由磷酸和脱氧核糖交替连接，构成DNA的基本骨架。 (3)两条链之间的碱基对：A一定与T配对，之间形成2个氢键；G一定与C配对，之间形成3个氢

4、键。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。,【易错提醒】 理解DNA分子结构的两个误区 (1)在DNA分子中，并不是每个磷酸都与两个脱氧核糖相连，链的一端游离的磷酸只与一个脱氧核糖相连。 (2)并不是所有的DNA分子中，A=T、G=C，部分DNA分子是单链。,【典题通关】 【典例】(2016上海高考)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的双链DNA片段，那么使用的订书钉个数为 ( ) A.58 B.78 C.82 D.88,【解题探究】 (1)抓准题眼： 材料：脱氧核糖、磷酸、碱基。 要求：仅用订书钉连为一体，

5、构建DNA分子模型。 (2)扫清障碍：脱氧核糖、磷酸、碱基之间需要连接 _处，相邻脱氧核苷酸之间需要连接，A和T碱基对 之间形成_个氢键，G和C之间形成_个氢键。,两,两,三,【解析】选C。构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个订书钉；一条DNA单链需要9个订书钉连接10个脱氧核苷酸，两条链共需要18个订书钉；双链间的氢键数共有102+4=24个。总共需要订书钉40+18+24=82个。,【互动探究】 (1)某小组准备的代表碱基A、T、G、C的塑料片分别有20、30、40、50个，请问该小组可以构建多少个碱基对的DNA分子？ 提示：60个碱基对。因为只有20个A和40

6、个G。,(2)该小组构建完成平面结构后，应如何操作才能更准确地表示DNA分子的结构模型？ 提示：对平面模型进行旋转，使其成为双螺旋结构。,【方法规律】记忆DNA结构的“五、四、三、二、一” 五种元素：C、H、O、N、P。 四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸。 三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。 二条长链：二条反向平行的脱氧核苷酸链。 一种螺旋：规则的双螺旋结构。,【过关训练】 1.(2017大连高一检测)如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是 ( ),A.能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或b B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基

7、只有1个 C.相邻脱氧核苷酸之间通过化学键连接起来 D.从碱基上看，缺少的碱基是T,【解题指南】解答本题的关键有以下两点： (1)明确DNA分子的组成单位。 (2)明确各单位之间连接的方式。,【解析】选A。图中所示a表示的是一个完整的脱氧核苷酸，b中连接的磷酸是碱基C所在的脱氧核苷酸，且b中不是完整的五碳糖；图中与五碳糖直接相连的碱基只有一个；图中处表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸之间通过此键相连接；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。,【互动探究】 (1)能否用题干中的图表示构成RNA的核糖核苷酸链？那么缺少的碱基是哪一类？ 提示：能，缺少U。,(2)画出与图中片段互补的另一条

8、脱氧核苷酸链片段。 提示：,2.(2017株洲高二检测)下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是 ( ) A.每个DNA分子都是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的单链结构 B.DNA分子中的每个磷酸均连接着两个脱氧核糖和一个碱基,C.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“-磷酸-脱氧核糖-磷酸-”相连 D.双链DNA分子的两条链之间总是嘌呤和嘧啶形成碱基对,【解析】选D。DNA分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的双链结构，A错误；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”相连，C错误；DNA分

9、子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，因此两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对，D正确。,【误区警示】DNA分子结构的四个易失分点 (1)DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数碱基数=1111。 (2)每条脱氧核苷酸链上都只有1个游离的磷酸，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸。,(3)A与T配对，G与C配对，配对的碱基中，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。DNA分子中G与C碱基对所占比例越大，DNA分子结构越稳定。 (4)在脱氧核苷酸链中，由于磷酸与脱氧核糖交替连接，因此，与一个磷酸相连接的一般有2个脱氧核糖(链端的连接1个)，同样与脱氧核糖连接的一般也有2个磷酸(链端的连

10、接1个)。,【补偿训练】 (2017日照高一检测)在制作DNA双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型，其中圆圈代表磷酸，下列说法正确的是( ),A.方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基 B.两个圆圈可用曲别针(代表化学键)连接，以形成DNA的单链 C.曲别针(代表化学键)应该连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆圈上 D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同,【解析】选C。方形代表含氮碱基，在DNA中有A、T、C、G四种，没有U，A错误；DNA中一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆圈相连接形成DNA单链，而不是两个圆圈之间，B错误、C正确；两条DNA单链反向平行，D

11、错误。,知识点二 DNA分子碱基数量的计算 1.共性：所有生物的双链DNA分子中，A=T、G=C，即双链DNA分子中：,2.特异性：在不同DNA分子中 的值一般是不同 的，这是DNA分子多样性和特异性的表现。,3.相关计算： 假如一个DNA分子由1链和2链构成，碱基A1与T2配对，A2与T1配对，G1与C2配对，G2与C1配对，如图所示：,(1)腺嘌呤与胸腺嘧啶数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶数量相等，即A=T，G=C，则A+G=T+C。一条链中的A和另一条链中的T数量相等，可记为A1=T2，同样T1=A2，G1=C2，C1=G2。 规律：在双链DNA分子中，嘌呤总数与嘧啶总数相等。,(2)设在双链D

12、NA分子中的一条链上A1+T1=n%，因为A1=T2，A2=T1，则A1+T1=T2+A2=n%。整个DNA分子中A+T=n%。 规律：在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。,(3)设双链DNA分子中，一条链上 =m，则互补链 上 =m， 。 规律：在双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两 条互补链中互为倒数。 (4)DNA分子中共有4种类型的碱基对，若某个DNA分子 具有n个碱基对，则DNA分子可有4n种碱基对排列方式。,【易错提醒】 碱基数量计算的两个易错点 (1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例。 (2)看清“个”或“对”：

13、题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基。,【典题通关】 1.(2017昆明高一检测)下面四个DNA分子的一条单链与其所在DNA分子中、一条单链与其互补链碱基数目比值的关系图中，不正确的是( ),【解析】选C。本题主要考查对DNA分子碱基互补配对原则的理解。双链DNA分子中，(A+C)/(T+G)一定等于1，故A项正确；在DNA分子中，存在(A1+T1)/(G1+C1) =(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C)，故B项、D项正确；当一条链中存在(A1+C1)/(T1+G1)=1时，其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1，C项错

14、误。,【互动探究】 (1)本题A项中，一条单链中 ，则另一条单链 中(A+C)与(T+G)的比值是多少？ 提示： 。,(2)本题C项中，一条单链中 ，则另一条单链中(A+T)与(G+C)的比值是多少？ 提示： 。,【方法规律】关于碱基含量计算的“两点两法” (1)“两点”为两个基本点。 A与T配对，G与C配对(A=T，G=C)。 双链DNA分子中，嘌呤总数=嘧啶总数=1/2碱基总数(A+G=T+C)。,(2)“两法”为双链法和设定系数法。 用两条直线表示DNA分子的双链结构即为双链法。 设定系数法即设定一个系数来表示碱基的总数或碱基的数目。,2.(2017西安高一检测)某双链DNA分子中A+T

15、占整个DNA分子碱基总数的38%，其中一条a链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链b上的G占该链碱基总数的比例是( ) A.41% B.38% C.28% D.21%,【解析】选A。在整个DNA分子中，A+T=38%，则G+C=62%。在a链上G+C=62%，由G=21%，推知C=62%-21%=41%。根据碱基互补配对原则，在b链上G=41%。,【补偿训练】 (2017六安高一检测)从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是( ) A.碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性 B.碱基对特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子基因的特异性,C.一个

16、含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41 000种 D.人体内控制-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种,【解析】选D。碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性，A正确；碱基对特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子基因的特异性，B正确；一个含2 000个碱基的DNA分子，一条链上有1 000个碱基，故碱基对可能的排列方式有41 000种，C正确； -珠蛋白基因碱基对的排列顺序是特定的，D错误。,【备选要点】制作DNA双螺旋结构模型 1.制作原理： DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，碱

17、基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。 2.材料用具： 曲别针、泡沫塑料、纸片、牙签、橡皮泥等常用物品都可用做模型制作的材料。,3.制作流程： (1)使用各种材料分别“制”若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件整合在一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成DNA分子平面结构图，再“旋转”成双螺旋结构。 (2)根据设计，对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查，对模型的不足加以修正。,4.注意事项： (1)熟悉制作模型用的各种零件代表的物质，写出四种碱基的字母名称。 (2)两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补，方向相反。 (3)磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。,(4)制作中各零件连接应牢固，避免在旋转中脱落。 (5)各组模型制作以不同数量和顺序的AT，CG，TA，GC四种碱基对排列，领悟DNA分子的多样性。 (6)制作DNA结构模型的材料也可以用其他替代材料，因地制宜，就地取材。,