15 DNA分子的结构 一轮复习新教材

1、【新教材必修二】2023-40【DNA的结构】【教学过程】Teaching Process1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教 学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结DNA分子的结构计算规律科学史概念图结构 功能 在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道：DNA是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？ 答案就隐藏在DNA的结构中一.DNA双螺旋结构模型的构建一.DNA双螺旋结构模型的构建1.建立者：1953年，沃森和克里克克里克:物理学家,对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉。能够帮助沃森理解晶体学原理。沃森:生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。晚年沃森和克里克在双螺旋结构模

2、型前的最后一次合影一.DNA双螺旋结构模型的构建2.建立过程：（1）20世纪30年代，科学家认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。脱氧(核糖)核苷酸A(腺嘌呤）T(胸腺嘧啶)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)一.DNA双螺旋结构模型的构建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腺嘌呤脱氧核苷酸（1）脱氧核苷酸的种类2.建立过程：一.DNA双螺旋结构模型的构建（2）1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。M.Wilki

3、nsR.E.Franklin2.建立过程：“X”形意味着DNA分子是螺旋的一.DNA双螺旋结构模型的构建X射线晶体衍射法碱基组成碱基比例AGCTA/TG/C(A+G)/(T+C)(A+T)/(G+C)人30.919.919.829.41.051.011.031.52鸡28.820.521.529.20.990.950.971.38海胆32.817.717.332.11.021.021.021.85酵母菌31.318.717.132.90.951.091.001.79大肠杆菌24.72625.723.61.051.011.030.9320世纪40年代，测定几种生物DNA分子中4种碱基的数量关系2

4、.建立过程：奥地利生物化学家查哥夫（3）查哥夫法则：在DNA中，腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量； 鸟嘌呤(G)的量=胞嘧啶(C)的量。一.DNA双螺旋结构模型的构建01（4）据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型。富兰克林发现，将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。2.建立过程：沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型A-T与G-C具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。能够解释A=T、G=C的数量关系。模型与X射线衍射照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。一.DNA双螺旋结构模型的构建

5、1953年，沃森和克里克撰写的论文在英国杂志自然上发表，引起极大的轰动。 1962，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。威尔金斯克里克沃森2.建立过程：一.DNA双螺旋结构模型的构建一.DNA双螺旋结构模型的构建4.DNA双螺旋结构的形成：脱氧核糖胸腺嘧啶DNA初步水解产物是脱氧核糖(4种)DNA彻底水解产物是磷酸(1种)、脱氧核糖(1种)、碱基(4种)。一.DNA双螺旋结构模型的构建235335一.DNA双螺旋结构模型的构建DNA由 条脱氧核苷酸链组成，这些链按 的方式盘旋成双螺旋结构。外侧： 和 交替连接构成主链基本骨架。内侧：两条链上的碱基通过氢键连接

6、成 。碱基互补配对遵循以下原则：A=T(两个氢键)、GC(三个氢键)。两反向平行脱氧核糖磷酸碱基对巧记利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构5.DNA的双螺旋结构一.DNA双螺旋结构模型的构建教材隐性知识：源于必修2 P50图38：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作 ，另一端有一个羟基(OH)，称作 ，两条单链走向 ，一条单链是从5端到3端的，另一条单链是从3端到5端的。源于必修2 P51探究实践：DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是_。5端3端相反构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别5.DNA的双螺旋结

7、构一.DNA双螺旋结构模型的构建一.DNA双螺旋结构模型的构建某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片几个？(2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？(3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？ (4)可组装出几种该DNA片段模型？ 202020410制作脱氧核苷酸制作出一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型6.制作DNA双螺旋结构模型一.DNA双螺旋结构模型的构建 将制成的脱氧核苷酸模型连接成长链。制作脱氧核苷酸链6.制作DNA双螺旋结构模型一.DNA双螺旋结构模型的构建制作DNA平面结构模型：将两条链间的碱基连接。碱基互补配对原则 A T G

8、C T A C G制作脱氧核苷酸链6.制作DNA双螺旋结构模型一.DNA双螺旋结构模型的构建 制作DNA空间结构模型：双手分别提起两端，拉直双链，向右旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋空间结构模型。制作脱氧核苷酸链6.制作DNA双螺旋结构模型一.DNA双螺旋结构模型的构建例1.用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是()A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332B6.制作

9、DNA双螺旋结构模型一.DNA双螺旋结构模型的构建DNA中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，AT含2个氢键，GC含3个氢键。DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个脱氧核糖连着一个磷酸基团。双链DNA中A与T分子数相等，G与C分子数相等，但AT的量不一定等于GC的量。DNA中，当(AG)/(TC)1时，可能是双链DNA，也可能是单链DNA。特别提醒：有关DNA结构的7点提醒一.DNA双螺旋结构模型的构建并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。DNA的特异性是由碱基的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：AT、CG、TA、GC。并非所有

10、DNA片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开。特别提醒：有关DNA结构的7点提醒一.DNA双螺旋结构模型的构建在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即AGTC。三.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律配对的两碱基之和在单双链中所占比例相等互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，若 ，则 ，G1C1A1T1mG2C2A2T2mGCATmDNA两互补链中，不配对的两碱基之和的比值乘积为1非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，若 , , 则 ，T2 C2A2G21aT CAG1T1

11、 C1A1G1a三.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律在DNA双链中,(AT)%(A1T1)%(A2T2)%(A3U3)%(GC)%(G1C1)%(G2C2)%(G3C3)%三.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律根据碱基比例对核酸样品进行判定是否含有U是否则含有RNA为DNAA+CT+G是否=1是否可能是双链DNA可能是单链DNA 则为单链DNA三.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律例1.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（ ）

12、A.32.9%，17.1%B.31.3%，18.7%C.18.7%，31.3%D.17.1%，32.9%B(AT)%(A1T1)%(A2T2)%=64.2% T1=32.9% T2=?(GC)%(G1C1)%(G2C2)%=35.8% C1=17.1% C2=?三.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律例2.下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是（ ）A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占比例为1/(2-a)B.如果一条链上(AT)(GC)m，则另一条链上该比值也为mC.如果一条链上的ATGC2233，则另一条链上该比值为3322D.由50个碱基对组成的D

13、NA分子片段中至少含有氢键的数量为150个B三.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律例3.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）C三.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律例4.(2021广东，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ）赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等沃森和克里克提出的DNA

14、半保留复制机制A. B. C. D.B一.DNA双螺旋结构模型的构建例5.(2021北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（ ）A.DNA复制后A约占32%B.DNA中C约占18%C.DNA中(AG)/(TC)1D.RNA中U约占32%D一.DNA双螺旋结构模型的构建例6.(2020浙江，3)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是（ ）A.表示胞嘧啶 B.表示腺嘌呤C.表示葡萄糖D.表示氢键D一.DNA双螺旋结构模型的构建填空默写：1.(必修2 P50)DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按方式盘旋成 结构。2.(必修2 P50)DNA分子的基本骨架由 连接。3.(必修2 P50)DNA分子内侧由两条链上的碱基通过 形成碱基对，即A和 配对(氢键有 个)，G和 配对(氢键有 个)。碱基之间的这种一一对应的关系，叫碱基互补配对原则。双