高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第三章 基因的本质第2节 DNA分子的结构课文配套ppt课件

这是一份高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第三章 基因的本质第2节 DNA分子的结构课文配套ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了DNA双螺旋结构，克里克，构建依据，脱氧核苷酸，TCG，腺嘌呤A，胸腺嘧啶T，胞嘧啶C，鸟嘌呤G，DNA分子的结构等内容，欢迎下载使用。
课程标准概述DNA分子结构的主要特点。活动建议：1．搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，并进行讨论和 交流。2．制作DNA分子双螺旋结构模型。课标解读1．概述DNA分子结构的主要特点。2．制作DNA分子双螺旋结构模型。3．讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
1．模型名称：________________模型。2．构建者：美国生物学家_____和英国物理学家_______。
DNA双螺旋结构模型的构建
(1)DNA分子是以4种___________为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有_____________四种碱基。(2)威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA分子呈_____结构。(3)查哥夫测定DNA的分子组成，发现__________的量总是等于___________的量； __________的量总是等于__________的量。
提示　DNA的基本骨架是由磷酸—脱氧核糖构成的，位于DNA双螺旋的外部。(2)DNA中的碱基是如何配对的？位于DNA的什么部位？提示　A与T配对，G与C配对，位于DNA双螺旋的内部。
[思维激活1] (1)DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？位于 DNA的什么部位？
DNA双螺旋结构模型的构建历程 美国生物学家沃森和英国物理学家克里克于1953年共同提出DNA双螺旋结构模型。其构建历程如下：1．认识基础：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸含有的碱基依次是A、T、C、G。　 ⇓2．据DNA衍射图谱推算DNA分子是螺旋结构。　 ⇓3．尝试建模：多种不同双螺旋和三螺旋结构模型。
⇓4．否定上述模型：碱基位于螺旋的外部。　 ⇓5．重新建模：将磷酸—脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在内部的双链螺旋。　 ⇓6．否定：相同碱基配对违背化学规律。　 ⇓7．获取重要信息：腺嘌呤(A)的量总等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总等于胞嘧啶(C)的量。　 ⇓8．构建新模型：改变碱基配对方式，让A与T配对，G与C配对。　 ⇓9．成功：合理解释A、T、C、G的数量关系，也能解释DNA的复制。
A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图 像B．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型C．查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D．富兰克林和查哥夫发现A量等于T量、C量等于G量解析　在DNA分子结构构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱；查哥夫发现了A量等于T量、C量等于G量。沃森和克里克在以上基础上提出了DNA分子的双螺旋结构。答案　B
【巩固1】 下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是 (　　)。
1．整体 由___条长链按_________方式盘旋而成。
骨架：由_________和_____交替连接组成，排列在_____内侧：_______
两条链上的碱基通过_____连接成碱基对，A(腺嘌呤)一定与____________配对；G(鸟嘌呤)一定与__________配对。
提示　通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”间接相连。(2)在一个双链DNA分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例关系如何？一个DNA分子中含有多少个游离磷酸基团？提示　脱氧核糖∶磷酸∶碱基＝1∶1∶1。一个DNA分子中只含有2个游离磷酸基团。
[思维激活2] (1)在DNA分子的一条链中，相邻两个碱基之间 是如何连接的？
1．DNA分子的结构 (1)基本组成单位——脱氧核苷酸
(2)平面结构①一条脱氧核苷酸链：由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键(3′，5′­磷酸二酯键)相连接。如图所示：
②两链之间的碱基对：A一定与T配对，两碱基之间形成两个氢键；G一定与C配对，两碱基之间形成三个氢键。如图所示：
(3)立体结构——规则的双螺旋结构①两条链反向平行；②脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧；③碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。如图：
特别提醒　①在A与T之间由两个氢键相连，在G与C之间由三个氢键相连，因此热稳定性高的DNA分子中含G与C的碱基对较多。②配对的两个脱氧核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。③DNA单链中相邻的碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，而在双链中碱基通过氢键连接。
(1)稳定性原因：①DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。②DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。③DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。(2)多样性原因：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样。(3)特异性原因：生物的每一个DNA分子都有特定的碱基排列顺序。
2．DNA分子结构的特性
A．DNA分子由4种脱氧核苷酸组成B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接C．碱基与磷酸相连接D．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA双链的基本骨架解析　DNA双链上相对应的碱基以氢键连接，单链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”联系起来，脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA双链的基本骨架。碱基排列在内侧，与脱氧核糖直接相连。答案　AD
【巩固2】 有关DNA分子结构的叙述，正确的是(多选)(　　)。
A．DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而 成的规则的双螺旋结构，其基本骨架由“脱氧核糖—磷 酸—含氮碱基”交替排列而成B．整个DNA分子中，嘌呤数等于嘧啶数，所以每条单链 中A＝T，G＝CC．与DNA分子中的碱基G直接相连的是脱氧核糖和碱基CD．每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个碱基相连
【例1】 下列有关DNA分子结构的叙述正确的是 (　　)。
深度剖析　选项A，DNA分子双螺旋结构的外侧是磷酸与脱氧核糖交替排列，构成基本骨架，而内侧的碱基互补配对。选项B，若DNA分子一条链上是A，则另一条链上与之配对的一定是T，一条链上是G，则另一条链上与之配对的一定是C，反之亦然，所以双链DNA分子中A＝T，G＝C。但在单链中，A不一定等于T，G也不一定等于C。选项C，在同一个脱氧核苷酸中，碱基G与脱氧核糖直接相连；两链之间G与C互补配对。选项D，每个脱氧核糖均只与一个碱基相连；但除了DNA分子两端各有一个脱氧核糖只与一个磷酸相连外，其余脱氧核糖均与两个磷酸相连。答案　C
活学巧记　DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种螺旋：规则的双螺旋结构。
【例2】 某个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的比值是 (　　)。
A．28% B．24% C．14% D．44%思维导图：
深度剖析　解答本题可结合下图进行：
规律方法　DNA分子中的碱基计算规律(1)碱基互补配对原则：A配T，G配C。
(2)碱基间的数量关系
(1)使用各种材料分别“制作”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)根据设计计划，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。
————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。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。2．制作程序
在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。图中错误的是 (　　)。
解析　DNA分子是由两条链组成的，脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。具体连接如选项C、D。选项B中的连接方式是磷酸和磷酸连接，因此是错误的。答案　B
A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA 是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链基础上的B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据 进行分析，得出DNA分子呈双螺旋结构C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶 (T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启 发，构建出科学的模型
1.下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述， 错误的是 (　　)。
解析　沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的依据是：早期对DNA分子的认识，威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱；查哥夫发现的碱基之间的数量关系。威尔金斯和富兰克林只是提供了衍射图谱，根据衍射图谱推算出DNA呈螺旋结构的是沃森和克里克，当时也只是推算出呈螺旋结构，并不知道究竟如何螺旋。答案　B
A．若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为 C的0.5倍B．若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目 也相等C．若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链 相应碱基比为2∶1∶4∶3D．若一条链的G∶T＝1∶2，另一条链的C∶A＝2∶1
2．下列对双链DNA分子的叙述中，不正确的一项是(　　)。
解析　根据碱基互补配对原则，在DNA双链分子中，A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2，所以A、B、C项都是正确的。而D项中，若一条链的G∶T＝1∶2，另一条链C∶A＝1∶2。答案　D
A．26%，312个 B．24%，288个C．24%，298个 D．12%，144个
3．假设一个DNA分子片段中，含碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是(　　)。
①504种　②450种　③425种　④遗传性　⑤多样性　⑥特异性A．①④ B．②⑤ C．②⑥ D．③⑤解析　50个脱氧核苷酸共构成了25个碱基对，共有排列顺序425种，由此说明由于碱基对(或脱氧核苷酸对)的排列顺序的多样性，决定了DNA分子的多样性。答案　D
4．由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列顺 序不同，决定了DNA的种类及特性分别是 (　　)。
A．8 B．12 C．16 D．24解析　DNA分子遵循严格的碱基互补配对原则，A与T、C与G配对，现有8个T，需要的A的数量也应是8个，4种脱氧核苷酸分子中都含1个磷酸和1个脱氧核糖，除掉A与T消耗的8×2＝16个核糖和磷酸塑料片外，还需24个塑料片，因C与G数量相等，故需要24÷2＝12个C塑料片。答案　B
5．某同学为制作一DNA片段模型，准备了10个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，40个脱氧核糖和磷酸的塑料片，那么还需准备碱基C塑料片数目是 (　　)。
6．如图是DNA片段的结构图，请据图回答下面的问题。
(1)图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的________结构。(2)填出图中部分结构的名称：[2]______，[5]______。(3)从图中可以看出DNA分子中的两条长链是由________和________交替连接的。(4)连接碱基对的键是________，碱基配对的方式如下：即________与______配对；______与______配对。(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成________的________结构。
解析　(1)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面结构，而乙表示的是DNA分子的立体(空间)结构。(2)图中2表示的是一条脱氧核苷酸单链片段，而5表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从甲图的平面结构可以看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。(5)根据图甲可以判断：组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。答案　(1)平面　立体(或空间)　(2)一条脱氧核苷酸单链片段　腺嘌呤脱氧核苷酸　(3)脱氧核糖　磷酸　(4)氢键　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鸟嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)反向　规则　双螺旋