生物必修课堂教学课件分子的结构

生物必修课堂教学课件分子的结构第1页，共54页，2023年，2月20日，星期一第2页，共54页，2023年，2月20日，星期一

1953年，沃森(WatsonJ.D.)和克里克(CrickF.H.C.)提出DNA双螺旋结构模型。主要依据为：碱基互补配对的规律及DNA分子的X射线衍射结果。

沃森和克里克与威尔金斯(Wilkins)一起获得诺贝尔奖(1962)。第3页，共54页，2023年，2月20日，星期一基础知识核苷酸五碳糖：脱氧核糖、核糖磷酸鸟嘌呤、腺嘌呤环状的含氮碱基

胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶

第4页，共54页，2023年，2月20日，星期一核糖核苷酸核糖、磷酸碱基（A、U、C、G）脱氧核苷酸脱氧核糖，磷酸碱基（A、T、C、G）基础知识第5页，共54页，2023年，2月20日，星期一含Ｎ碱基脱氧核糖磷酸含Ｎ碱基脱氧核糖磷酸含Ｎ碱基脱氧核糖磷酸磷酸二酯键第6页，共54页，2023年，2月20日，星期一DNA的结构模式图从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大DNA的空间结构第7页，共54页，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基第8页，共54页，2023年，2月20日，星期一碱基对另一碱基对

嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键第9页，共54页，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。DNA分子的结构特点第10页，共54页，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。DNA分子的结构特点第11页，共54页，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。DNA分子的结构特点第12页，共54页，2023年，2月20日，星期一注意：A+T=C+G?碱基互补配对原则在DNA分子中形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。2.碱基对之间的氢键具有固定的数目，A与T有两个氢键，C与G有三个氢键3.在双链DNA分子中有A=T，C=G，所以A+G=C+T

即嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数

第13页，共54页，2023年，2月20日，星期一AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。第14页，共54页，2023年，2月20日，星期一你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。

DNA分子的多样性和特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。第15页，共54页，2023年，2月20日，星期一DNA分子的特异性：①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。③遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。第16页，共54页，2023年，2月20日，星期一

不同物种中的DNA碱基含量特点物种GACTA+G/T+CG+C/A+T人19.930.919.829.41.030.66小麦23.825.624.626.00.970.94洋葱18.431.818.231.31.010.58菜豆20.629.720.129.61.010.69酵母18.331.717.432.61.000.56大肠杆菌26.024.725.723.61.021.07T2噬菌体18.232.516.832.51.020.54第17页，共54页，2023年，2月20日，星期一碱基互补配对原则应用设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C可引申为：①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G%②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA双链A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%第18页，共54页，2023年，2月20日，星期一③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。两条链A+T/G+C之比相等。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a

例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？2.51;A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA双链第19页，共54页，2023年，2月20日，星期一④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2

+T2A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA双链

例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。24%（G+C）12G1+C1G2+C2==A＋T=54%G+C=46%第20页，共54页，2023年，2月20日，星期一所谓“模型”，就是模拟所要研究事物原型的结构形态或运动形态，是事物原型的某个表征和体现，同时又是事物原型的抽象和概括。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。

模型一般可分为物理模型和数学模型和概念模型。模型方法是通过构建模型来研究、揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。在现代生物科学研究中，模型方法被广泛运用，其中DNA双螺旋结构模型的成功就是一个范例。现在高考也非常重视模型和模型方法。第21页，共54页，2023年，2月20日，星期一1.如图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是（）

A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个

C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的

D.若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T第22页，共54页，2023年，2月20日，星期一解析

核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成，核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链。答案

A

第23页，共54页，2023年，2月20日，星期一2.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，其结果不可能是() A.含有15N的DNA分子占1/8 B.含有14N的DNA分子占7/8 C.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个

D.复制结果共产生16个DNA分子

解析

含14N的DNA分子16个都是，比例为100%；只含14N的DNA有14个，占7/8。根据有关公式可求出该DNA分子中含40个A，复制4次需A的数量=（24-1）×40=600个。B第24页，共54页，2023年，2月20日，星期一3.（2010安徽皖南八校二次联考）科学为研究表明，在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间的相同位置可能发生部分交换。为观察这一现象，可将植物细胞置于含有BrdU培养基中培养，让细胞增殖，因BrdU在DNA复制时可代替胸腺嘧淀脱氧核苷酸掺入到DNA子链中。经特殊染色后，如DNA的一条单链掺有BrdU则着色深，DNA的二条单链都掺有BrdU则着色浅。本实验所运用的原理不包括 A．DNA的半保留复制 B．植物的组织培养C．染色体被染色剂着色 D．细胞的分化—AGTCG—①—TCAGC—②第25页，共54页，2023年，2月20日，星期一解析只有在发生DNA复制的时候才有可能BrdU代替胸腺嘧淀脱氧核苷酸掺入到DNA子链中。才能经特殊染色后表现不同的颜色来判断有没有发生互换，本题会发生DNA复制的有植物组织培养过程。而细胞分化只是基因选择表达，没有DNA复制和染色。答案D第26页，共54页，2023年，2月20日，星期一4.（2010安徽合肥一模）关于右图中DNA分子片段的说法不正确的是：

A、把此DNA放在含15N的培养液中复制3代，子代中含14N的DNA占12.5%，含15N的DNA占100%

B、2处的碱基对改变导致DNA中碱基排列顺序的改变，从而一定会导致性状改变

第27页，共54页，2023年，2月20日，星期一C、该DNA的特异性表现在与其他的DNA相比主要碱基对的排列顺序上具有差异D、限制性内切酶作用于①部位的磷酸二酯键，解旋酶作用于③部位氢键解析由于DNA的一条链是15N另一条链是14N放在含15N的培养液中复制3代，生成8个DNA，由于半保留复制最终只有一个子代DNA含有14N但也只是一条链还有一条链是第28页，共54页，2023年，2月20日，星期一15N，所以含14N的DNA占12.5%，含15N的DNA占100%。2处的碱基对改变导致DNA中碱基排列顺序的改变，肯定会导致遗传信息的改变但是由于密码子的兼并性性状不一定会发生改变。DNA的特异性就体现在碱基的排列顺序不同。答案B第29页，共54页，2023年，2月20日，星期一5.关于下图DNA分子片段的说法中，正确的是

()

A.限制性核酸内切酶可作用于①②处

B.“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸

C.该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+G）/(C+T)的比例上

D.把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4第30页，共54页，2023年，2月20日，星期一解析

限制性核酸内切酶能识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列并切割特定的核苷酸之间的磷酸二酯键，图示②处不是限制性核酸内切酶的作用位点；所有DNA分子都具有相同的碱基种类，不具有分子的特异性；DNA复制两代后，得到4个子二代DNA分子，均含有15N，其中含有亲代DNA的两条单链的有两个DNA分子。答案

B第31页，共54页，2023年，2月20日，星期一6.如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，并只供给精原细胞含14N的原料，则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，含15N、14N标记的DNA分子的精子所占比例依次为（）

A.100%、0 B.50%、50% C.50%、100% D.100%、100%

解析

精原细胞在减数分裂形成精子的过程中，首先要通过复制，含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，只供给第32页，共54页，2023年，2月20日，星期一精原细胞含14N的原料，则复制后的每条染色体含有两条染色单体，每条染色单体上都含有一个DNA分子，该DNA分子的一条链含14N，一条链含15N。则最后形成的四个精子中的DNA分子都含有15N、14N标记的链。答案

D

第33页，共54页，2023年，2月20日，星期一7.关于DNA分子结构的叙述，不正确的是（）

A.每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸

B.每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的

C.每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基

D.双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶

解析

DNA分子的结构单位是脱氧核苷酸，在形成DNA分子时，相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷酸二酯键，因此，除DNA分子中处于两端的脱氧核糖之外，其余脱氧核糖均连接有两个磷酸基团。C第34页，共54页，2023年，2月20日，星期一8.图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，下列叙述正确的是() A.白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸

B.S基因是有遗传效应的DNA片段

C.白眼基因在常染色体上

D.基因片段中有5种碱基、8种核苷酸

解析

S基因控制果蝇的白眼，所以是有遗传效应的DNA片段。白眼基因位于X染色体上，组成基因片段的基本单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸。故B正确。B第35页，共54页，2023年，2月20日，星期一9.用32P标记一个T2噬菌体的双链DNA分子，它侵染一个含31P的细菌后释放出了200个后代，则后代中含32P的噬菌体最多占总数的() A.2% B.1%C.0.5%D.50%

解析

一个噬菌体中只有一个DNA分子，当它侵染含31P的细菌后就以被32P标记的DNA为模板进行复制，不过利用的酶、原料、ATP等均是由细菌提供的。DNA分子的复制方式为半保留复制，故在最终形成的200个噬菌体的DNA中，最多只有2个DNA分子含32P，即在200个噬菌体中含32P的噬菌体最多占1%。B第36页，共54页，2023年，2月20日，星期一10.已知某DNA分子含有1000个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4；该DNA分子连续复制3次后，共需要从周围环境中吸收多少个含G的脱氧核苷酸() A.2100B.4200C.4800D.2800

解析

因为一条单链上A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4,即G+C占该链上碱基总数的，可推出整个DNA分子中，G+C占全部碱基的，并且G=C，可以算出每个DNA分子中

G=1000×2×=600个。复制3次后，相当于新增加DNA分子23-1=7个，所以共需游离的含

G的脱氧核苷酸600×7=4200个。B第37页，共54页，2023年，2月20日，星期一11.分析一个DNA分子时，发现含有30%的腺嘌呤脱氧核苷酸，因此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量最大值可占此链碱基总数的() A.20%B.30%C.40%D.70%

解析由题意知，A=T=30%，G+C=40%，双链DNA分子中互补配对的碱基在整个DNA分子和每一单链中所占的比例相等，即单链中的G+C=（G+C）双=40%，因此一条链中G的最大值是40%。C第38页，共54页，2023年，2月20日，星期一12.某DNA分子中含有1000个碱基对（P元素只含32P）。若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，则子代DNA的相对分子质量平均比原来() A.减少1500 B.增加1500 C.增加1000 D.减少1000

解析具有1000个碱基对的DNA分子连续分裂两次，形成四个DNA分子，这四个DNA分子中有两个DNA分子的每条链都是含31P的，第39页，共54页，2023年，2月20日，星期一还有两个DNA分子都是一条链是31P，另一条链是32P。前两个DNA分子的相对分子质量比原DNA共减少了4000，后两个DNA分子的相对分子质量比原来共减少了2000，这样四个DNA分子平均比原来减少了6000/4=1500。答案

A第40页，共54页，2023年，2月20日，星期一13.在一个双链DNA分子中，碱基总数为ｍ，腺嘌呤碱基数为ｎ，则下列有关叙述正确的是

() ①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝ｍ ②碱基之间的氢键数为 ③一个链中A+T的数量为ｎ ④G的数量为ｍ-ｎ

A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②③第41页，共54页，2023年，2月20日，星期一解析

①的等量关系容易判断；对于②，须知G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故氢键数为：；③因A+T的总量为2ｎ，故一条链中的A+T的数量应为ｎ；④中计算G的数量有误，应为。答案

D第42页，共54页，2023年，2月20日，星期一14.关于DNA分子的结构与复制的叙述中，正确的是

() ①含有n个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×n个②在一个双链DNA分子中，

G+C占碱基总数的M%，那么该DNA分子的每条链中G+C都占该链碱基总数的M%③细胞内全部

DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记④DNA双链被32P标记后，复制n次，子代

DNA中有标记的占1/2n A.①②B.②③C.③④D.②④第43页，共54页，2023年，2月20日，星期一解析含有n个腺嘌呤的DNA分子第n次复制，其实就是有2n-1个DNA分子在复制，每个需要n个腺嘌呤脱氧核苷酸,那么2n-1个DNA分子就需要2n-1×n个腺嘌呤脱氧核苷酸。在一个双链DNA分子中，G+C占碱基总数的M%，由于两条链中G+C的数目是相等的，那么该DNA分子的每条链中G+C所占比例就相当于分子、分母各减半，其比例是不变的。细胞内全部DNA被32P标记后，在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂时，细胞复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记，在有丝分裂后期，着丝点分开后，有一半第44页，共54页，2023年，2月20日，星期一DNA带有标记，两条姐妹染色单体分开后向两极运动是随机的，所以进入某一个子细胞的DNA不一定有一半带有标记。DNA双链被32P标记后，不管复制多少次，都只有2个DNA带有标记，所以复制n次，子代DNA中有标记的占2/2n。答案

A

第45页，共54页，2023年，2月20日，星期一15.某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶

G∶C=1∶2∶3∶4，则该DNA分子（）

A.含有4个游离的磷酸基

B.连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个

C.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7 D.碱基排列方式共有4100种

解析

A错误，一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基。由一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,第46页，共54页，2023年，2月20日，星期一计算出一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30。故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10+20=30个，连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为（22-1）×30=90个，故B错误。C正确，四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C=（10+20）∶（20+10）∶（30+40）∶（40+30）=3∶3∶7∶7。D错误，含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种。答案

C

第47页，共54页，2023年，2月20日，星期一16.图为DNA的复制图解，请据图回答下列问题：（1）DNA复制发生在期

。（2）②过程称为

。（3）指出③中的子链

。（4）③过程必须遵循

原则。（5）子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有

的特点。第48页，共54页，2023年，2月20日，星期一（6）将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的

4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，问：含

14N的DNA细胞占总细胞数的

。含15N的

DNA细胞占总细胞数的

。（7）已知原来DNA中有100个碱基对，其中碱基

A40个。若复制4次，