202X_202X学年高中生物第3章第2节DNA分子的结构课件新人教版必修2

1、第2 2节DNADNA分子的结构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.DNA的基本组成单位脱氧核苷酸(1)组成:脱氧核苷酸的结构模式图如下。(2)碱基:A(腺嘌呤);G(鸟嘌呤);C(胞嘧啶);T(胸腺嘧啶)。(3)种类:腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。在DNA的一条单链中,相邻的碱基A与T是通过哪种结构连接起来的?提示: 脱氧核糖磷酸脱氧核糖。2.DNA分子的结构(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接

2、,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。一二三一、理解DNA分子的结构特点及特性1.DNA分子的结构特点一二三(1)DNA分子的基本组成单位为脱氧核苷酸,共4种,其差别是由碱基种类决定的。(2)脱氧核苷酸以磷酸二酯键形式聚合成脱氧核苷酸链。(3)两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构,其基本骨架由排列在外侧且通过磷酸二酯键交替连接的脱氧核糖和磷酸构成。(4)两条长链的碱基通过氢键连接成碱基对,碱基对的形成遵循碱基互补配对原则。一二三2.DNA分子

3、的特性(1)稳定性:DNA双螺旋结构的稳定性取决于碱基对间的氢键和脱氧核苷酸链上的磷酸二酯键。一二三二、DNA分子结构模式图及信息解读 一二三1.每个DNA片段中,游离的磷酸基团有两个。2.代表磷酸,代表五碳糖, 代表含氮碱基,它们之间的数量关系为1 1 1。3.和之间的化学键为磷酸二酯键。4.碱基对之间的化学键为氢键,A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键,DNA分子中GC碱基对越多,结构越稳定。5.DNA末端的两个脱氧核糖只连接一个磷酸,其余每个脱氧核糖连接着两个磷酸。6.若碱基对数为n,则氢键数在2n3n之间。一二三三、DNA分子中碱基数量的计算规律规律1:在双链DNA分子中,互补碱

4、基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。规律2:在双链DNA分子中,互补的两碱基之和(如A+T或C+G)占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。(单双链转化公式)规律3:DNA分子一条链中(A+G)/(C+T)的值等于互补链中该比值的倒数,在整个DNA分子中该比值等于1。(不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数)规律4:DNA分子一条链中(A+T)/(C+G)的值与其互补链和整个DNA分子中(A+T)/(C+G)的值相等。(配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中都相等)一二三规律5:不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和

5、的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。规律6:若A1/单链=b,则A1/双链=b/2。规律7:若已知A占双链的比例=c,则A1占相应单链的比例无法确定,但最大值可求出,为2c,最小值为0。特别提醒碱基数量计算的两个易错点(1)看清所求的是某种碱基占单链中碱基的比例,还是双链中碱基的比例。(2)看清题干中给出的数量是多少对碱基,还是多少个碱基。题型一题型二题型三题型一 DNA的双螺旋结构【例1】 下图是一个DNA分子的片段,从图中不能得到的信息是()A.DNA是双螺旋结构B.碱基严格互补配对C.嘌呤数等于嘧啶数D.两条脱氧核苷酸链反向平行解析:由图

6、示可以看出,DNA是双螺旋结构,且两条链之间碱基严格互补配对,即嘌呤数等于嘧啶数;从图中不能看出两条链的方向。答案:D题型一题型二题型三反思领悟DNA的结构特点是两条脱氧核苷酸链反向平行,配对方式遵循碱基互补配对原则,即AT,GC。题型一题型二题型三题型二 双链DNA中碱基间的数量关系【例2】 某双链DNA分子中,G、C之和占全部碱基的35.8%,一条链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的()A.32.9%和17.1%B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3%D.17.1%和32.9%题型一题型二题型三解析:在双链DNA分子中

7、, G、C之和占整个DNA分子全部碱基的比例=单链中G、C之和占该链全部碱基的比例。由此可推出每条单链中,G、C之和占相应单链全部碱基的比例为35.8%。又因一条链中(设该为1链,其互补链为2链)T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,可求出A占该链碱基总数的比例=1-(35.8%+32.9%) =31.3%,G占该链碱基总数的比例=35.8%-17.1%=18.7%。2链中T和C占该链碱基总数的比例分别与1链中A和G占该链碱基总数的比例相等,分别为31.3%和18.7%。答案:B题型一题型二题型三反思领悟解答有关碱基计算问题的“三步曲” 题型一题型二题型三题型三 DNA分子结构的稳

8、定性【例3】 在DNA分子双螺旋结构中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有4种DNA样品,根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是()A.含胸腺嘧啶32%的样品B.含腺嘌呤17%的样品C.含腺嘌呤30%的样品D.含胞嘧啶15%的样品题型一题型二题型三解析:生活在高温环境中的嗜热菌,其DNA分子的稳定性高,说明两链之间的氢键多。腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶和鸟嘌呤之间有3个氢键,因此胞嘧啶和鸟嘌呤含量高的DNA分子稳定性高。A项样品中GC占36%,B项样品中GC占66%,C项样品中GC占40%,D项样品中GC占30%。答案:B反思领悟DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成,两条脱氧核苷酸链通过碱基对间的氢键相连。氢键数量越多,DNA分子越稳定。探究方法能力展示制作DNA双螺旋结构模型时应注意的问题1.严格按照实验操作程序,按结构层次从小到大,从简单到复杂依次完成。2.制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时,注意各分子的大小比例。3.制作含氮碱基模型时,要注意两点。腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的一端应剪成相互吻合的形状。同理,鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的一端也应剪成另一种吻合的形状。这两种碱基对模型的长度应相等,以保证DNA分子中两条平行链之间的距离相等。4.制作脱氧核苷酸