高中生物DNA分子结构新人教必修

1、会计学1高中生物高中生物DNA分子结构新人教必修分子结构新人教必修第1页/共36页课标领航课标领航1概述概述DNA分子结构的主要特点。分子结构的主要特点。2制作制作DNA分子双螺旋结构模型。分子双螺旋结构模型。3讨论讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。双螺旋结构模型的构建历程。【重点】【重点】DNA分子结构的主要特点。分子结构的主要特点。【难点】【难点】DNA分子结构的主要特点。分子结构的主要特点。第1页/共36页第2页/共36页核心要点突破核心要点突破实验探究创新实验探究创新知能过关演练知能过关演练第第2节节DNA分分子子的的结结构构基础自主梳理基础自主梳理第2页/共36页第3页/共36页基

2、础自主梳理基础自主梳理一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建1对对DNA的认识的认识(1)DNA分子是以分子是以4种种_为单位连接而为单位连接而成的长链，这成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有种脱氧核苷酸分别含有_四种碱基。四种碱基。(2)腺嘌呤腺嘌呤(A)的量等于的量等于_的量，鸟嘌的量，鸟嘌呤呤(G)的量等于的量等于_的量。的量。脱氧核苷酸脱氧核苷酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)A、T、G、C胞嘧啶胞嘧啶(C)第3页/共36页第4页/共36页2模型建立模型建立(1)建立人：沃森和克里克。建立人：沃森和克里克。(2)模型：磷酸核糖在外、碱基在内的双链模型：磷酸核糖在外、碱基在内的双链螺

3、旋。螺旋。二、二、DNA分子的空间结构分子的空间结构1构成：两条脱氧核苷酸链按构成：两条脱氧核苷酸链按_方方式盘旋成式盘旋成_结构。结构。反向平行反向平行双螺旋双螺旋第4页/共36页第5页/共36页2由脱氧核糖和由脱氧核糖和_交替连接排在外侧，交替连接排在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架；_在内侧，由两条链上在内侧，由两条链上的碱基通过的碱基通过_连接成碱基对。连接成碱基对。3碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：A(腺嘌呤腺嘌呤)一定与一定与_配对，配对，G(鸟嘌呤鸟嘌呤)一定与一定与_配对。配对。磷酸磷酸碱基碱基氢键氢键T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)C(胞胞嘧啶嘧啶)第5页/共36页第6页/共36页

4、核心要点突破核心要点突破DNA分子的结构分子的结构1组成元素：组成元素：C、H、O、N、P。2基本单位：脱氧核苷酸基本单位：脱氧核苷酸(4种种)。(1)组成：每个基本单位组成：每个基本单位(即每个脱氧核苷酸即每个脱氧核苷酸)又由三个又由三个“一分子一分子”组成，即一分子磷酸、组成，即一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基。一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基。第6页/共36页第7页/共36页(2)其关系如下：其关系如下：第7页/共36页第8页/共36页3平面结构：两条长链平面结构：两条长链第8页/共36页第9页/共36页4空间结构：双螺旋结构空间结构：双螺旋结构第9页/共36页第10页/共36页

5、(1)两链反向平行。两链反向平行。(2)两链之间靠氢键连接。两链之间靠氢键连接。DNA分子结构可简分子结构可简记为记为5种元素，种元素，4种碱基种碱基(脱氧核苷酸脱氧核苷酸)，3种小种小分子，分子，2条长链，条长链，1个双螺旋。个双螺旋。5DNA结构的特点结构的特点(1)稳定性稳定性第10页/共36页第11页/共36页是指是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。分子双螺旋空间结构的相对稳定性。如：如：DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连结而成的，从头至尾没有变化；碱基互补配连结而成的，从头至尾没有变化；碱基互补配对的原则，即对的原则，即A与与T配对，配对，

6、G与与C配对也不会改配对也不会改变。变。(2)多样性多样性尽管组成尽管组成DNA分子的碱基只有四种，而四种碱分子的碱基只有四种，而四种碱基的配对方式只有两种，但是碱基对的排列顺基的配对方式只有两种，但是碱基对的排列顺序可以千变万化，因而构成了序可以千变万化，因而构成了DNA分子的多样分子的多样性。性。第11页/共36页第12页/共36页(3)特异性特异性每个特定的每个特定的DNA分子中都有特定的碱基对排分子中都有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存

7、着特定的遗传信息，这种分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的分子的特异性。特异性。第12页/共36页第13页/共36页 下面关于下面关于DNA分子结构的叙述中，错分子结构的叙述中，错误的是误的是()A每个双链每个双链DNA分子含有四种脱氧核苷酸分子含有四种脱氧核苷酸B每个碱基分子上连接着一个磷酸和一个每个碱基分子上连接着一个磷酸和一个脱氧核酸脱氧核酸C每个每个DNA分子中碱基数磷酸数脱氧分子中碱基数磷酸数脱氧核糖数核糖数D双链双链DNA分子中的一段含有分子中的一段含有40个胞嘧啶个胞嘧啶,就一定会同时含有就一定会同时含有40个鸟嘌

8、呤个鸟嘌呤第13页/共36页第14页/共36页【尝试解答】【尝试解答】B【解析】【解析】在双链在双链DNA分子内部，碱基之间分子内部，碱基之间通过氢键连接形成碱基对，对一个碱基来说通过氢键连接形成碱基对，对一个碱基来说,一侧连接着一个脱氧核糖，另一侧通过氢键一侧连接着一个脱氧核糖，另一侧通过氢键和另一个碱基相连。和另一个碱基相连。第14页/共36页第15页/共36页【探规寻律】【探规寻律】两条链之间的脱氧核苷酸两条链之间的脱氧核苷酸数目相等数目相等两条链之间的碱基、脱氧核糖和两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等。磷酸数目对应相等。碱基配对的关系是：碱基配对的关系是：A(或或T)一定与一

9、定与T(或或A)配对、配对、G(或或C)一定与一定与C(或或G)配对，这就是碱配对，这就是碱基互补配对原则。基互补配对原则。A与与T之间形成之间形成2个氢键，个氢键，G与与C之间形成之间形成3个氢键。个氢键。第15页/共36页第16页/共36页构成构成DNA分子的两条脱氧核苷酸链以反分子的两条脱氧核苷酸链以反向平行方式盘旋成双螺旋结构。向平行方式盘旋成双螺旋结构。根据碱基互补配对原则，双键根据碱基互补配对原则，双键DNA中的中的含氮碱基数目的关系是：含氮碱基数目的关系是：AT、GC，而，而单链单链DNA中，则往往是中，则往往是AT、GC。第16页/共36页第17页/共36页答案：答案：D第17

10、页/共36页第18页/共36页DNA分子中碱基数量计算的规律分子中碱基数量计算的规律第18页/共36页第19页/共36页第19页/共36页第20页/共36页 (2011年衡水高一检测年衡水高一检测)从某生物组织从某生物组织中提取中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该又知该DNA的一条链的一条链(H链链)所含的碱基中所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链链相对应的另一条链中腺嘌呤占双链全部碱基数的中腺嘌呤占双链全部碱基数的()A26%B24%C13% D12

11、%【尝试解答】【尝试解答】C第20页/共36页第21页/共36页【解析解析】第21页/共36页第22页/共36页【互动探究】【互动探究】(1)若问若问H链的互补链中链的互补链中A占单链的百分比，占单链的百分比，结果如何？结果如何？(2)若若H链的碱基中，未给出链的碱基中，未给出A占占28%，请问，请问A占占H链全部碱基的百分比最大值为多少？链全部碱基的百分比最大值为多少？【提示】【提示】(1)26%。(2)54%第22页/共36页第23页/共36页实验探究创新实验探究创新制作制作DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型1制作原理：制作原理：DNA的脱氧核苷酸双链反向的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱

12、氧核糖交替连接，排列在外平行，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侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接,碱基互补配对。碱基互补配对。2制作程序制作程序第23页/共36页第24页/共36页第24页/共36页第25页/共36页实战演练实战演练现有用硬纸片制作的现有用硬纸片制作的4种脱氧核苷种脱氧核苷酸模型，样式为酸模型，样式为 ，请你运用所学，请你运用所学的关于的关于DNA结构知识，排列出一个平面结构知识，排列出一个平面DNA片段图。片段图。(1)DNA片段由几条链构成？如何连接？片段由几条链构成？如何连接？(2)试写出一个具体的试写出一个具体的DNA片段图。片

13、段图。(3)理论上分析理论上分析(2)，一共能排出多少种片段图，一共能排出多少种片段图? (4)从从(2)(3)中可得出什么结论？中可得出什么结论？第25页/共36页第26页/共36页解析：解析：DNA是双螺旋结构，所以有两条链，是双螺旋结构，所以有两条链，并且两条链之间是反向平行的。它们之间遵并且两条链之间是反向平行的。它们之间遵循碱基互补配对原则并通过氢键连接，并且循碱基互补配对原则并通过氢键连接，并且每一个碱基位置对应每一个碱基位置对应4种碱基，同时由于碱基种碱基，同时由于碱基排列顺序的不同，导致排列顺序的不同，导致DNA分子结构具有多分子结构具有多样性和特异性。样性和特异性。第26页/

14、共36页第27页/共36页答案：答案：(1)两条链，两条链的单体间通过磷酸两条链，两条链的单体间通过磷酸二酯键连接，链与链之间借碱基间的氢键连二酯键连接，链与链之间借碱基间的氢键连接。接。(2)如图所示：如图所示：第27页/共36页第28页/共36页第28页/共36页第29页/共36页(3)48种。种。(4)DNA分子结构具有多样性和特异性。分子结构具有多样性和特异性。第29页/共36页第30页/共36页是指是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。分子双螺旋空间结构的相对稳定性。如：如：DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连结而成的，从头至尾没有变化；碱基互

15、补配连结而成的，从头至尾没有变化；碱基互补配对的原则，即对的原则，即A与与T配对，配对，G与与C配对也不会改配对也不会改变。变。(2)多样性多样性尽管组成尽管组成DNA分子的碱基只有四种，而四种碱分子的碱基只有四种，而四种碱基的配对方式只有两种，但是碱基对的排列顺基的配对方式只有两种，但是碱基对的排列顺序可以千变万化，因而构成了序可以千变万化，因而构成了DNA分子的多样分子的多样性。性。第30页/共36页第31页/共36页【尝试解答】【尝试解答】B【解析】【解析】在双链在双链DNA分子内部，碱基之间分子内部，碱基之间通过氢键连接形成碱基对，对一个碱基来说通过氢键连接形成碱基对，对一个碱基来说,一侧连接着一个脱氧核糖，另一侧通过氢键一侧连接着一个脱氧核糖，另一侧通过氢键和另一个碱基相连。和另一个碱基相连。第31页/共36页第32页/共36页DNA分子中碱基数量计算的规律分子中碱基数量计算的规律第32页/共36页第33页/共36页第33页/共36页第34页/共36页 (2011年衡水高一检测年衡水高一检测)从某生物组织