2023-2024学年 人教版 必修二DNA的结构 课件（61张）

第2节DNA的结构第3章基因的本质1.概述科学家构建DNA模型的研究历程2.概述DNA的双螺旋结构模型的特点3.依据DNA的结构特点，分析并掌握DNA结构的相关计算1.生命观念：DNA的双螺旋结构决定了DNA的稳定性，而稳定的结构适于储存遗传物质，体现了结构与功能观2.科学思维：DNA结构模型的构建，不仅有利于学生科学思维的发展，也体现了DNA结构的认识发展过程同样是科学逻辑推理的过程；制作DNA双螺旋结构模型有利于培养学生构建模型的科学思维能力3.科学探究：DNA结构模型的构建可以提高学生的探究能力、合作能力和动手能力4.社会责任：在DNA结构的认识过程中，充分体现了科学家们交流合作、崇尚真理的科学精神学习目标核心素养目录CONTENTS01知识梳理归纳总结ZHISHISHULIGUINAZONGJIE02学习目标

自主检测XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE03重难突破易错攻克ZHONGNANTUPOYICUOGONGKE04课后课时作业KEHOUKESHIZUOYE01知识梳理归纳总结ZHISHISHULIGUINAZONGJIE沃森克里克脱氧核苷酸DNA衍射图谱双螺旋和三螺旋A的量等于T的量，G的量等于C的量碱基TC相反DNA的结构模型属于什么模型？提示：物理模型。提示C、H、O、N、P脱氧核苷酸含氮碱基腺嘌呤胸腺嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶1′-C5′-C磷酸基团羟基（—OH）相反5′-端到3′-端3′-端到5′-端两反向平行双螺旋反脱氧核糖和磷酸向平行基本骨架碱基氢键AG碱基互补配对1．在双链DNA中，一个磷酸与几个脱氧核糖相连？一个脱氧核糖与几个磷酸相连？2．一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过什么相连？提示：一个或两个；一个或两个。提示提示：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖。脱氧核糖相等互补配对碱基互补配对相反相等G相等等于等于提示：②③④⑦。提示课堂小结学习目标自主检测02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE1．(目标1)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(

)①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A．①② B．②③C．③④ D．①④答案解析赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，构建出科学的模型，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在构建DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。解析2．(目标2)下列有关真核细胞中核DNA的说法，错误的是(

)A．双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团B．DNA中一个脱氧核糖一般能与两个磷酸基团相连C．DNA分子两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构D．一条脱氧核苷酸链中，相邻的A、T碱基以氢键连接解析DNA中只有3′­端的脱氧核糖和一个磷酸基团相连，其余都是与两个磷酸基团相连，B正确；一条脱氧核苷酸链中，相邻的A、T碱基以“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接，D错误。答案解析3．(目标3)双链DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的比例为M，其中一条链上腺嘌呤占该链全部碱基的比例为N，则互补链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为(

)A．(M－N)/2 B．M－NC．(M－N)/(1－N) D．M－N/2答案解析在双链DNA分子中，互补碱基之和在任意一条链及整个双链DNA分子中所占比例都相等。A＋T占双链DNA分子全部碱基的比例为M，在DNA两条单链中，A1＋T1、A2＋T2占DNA单链全部碱基的比例也为M，其中一条链上腺嘌呤(A1)占该链全部碱基的比例为N，则T1占该链全部碱基的比例为M－N，由于A2＝T1，互补链中腺嘌呤(A2)占该链全部碱基的比例也为M－N，则互补链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为(M－N)/2，A正确。解析4．(不定项)(目标2)如图是DNA分子结构模式图。下列相关叙述中正确的是(

)A．DNA分子中碱基对6比例越高，则DNA的热稳定性也越高B．5是腺嘌呤脱氧核苷酸或胸腺嘧啶脱氧核苷酸C．8是脱氧核苷酸链的局部，其基本骨架是由1和2交替连接而成D．3和4之间是通过7连接的，1和2之间不含有7答案解析DNA分子中所含的氢键越多，稳定性越高，6是G—C碱基对，其中含有三个氢键，所以DNA分子中碱基对6的比例越高，则DNA的热稳定性也越高，A正确；由于5处对应的碱基对含有两个氢键，可推测5的碱基是腺嘌呤或胸腺嘧啶，所以5的名称是腺嘌呤脱氧核苷酸或胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B正确；8是脱氧核苷酸链的局部，脱氧核苷酸链的基本骨架是由1磷酸和2脱氧核糖交替连接而成，C正确；1和2之间的化学键不是7氢键，D正确。解析5．(目标2)如图是DNA(片段)结构模式图，请据图回答下列问题：(1)若以同位素15N标记该DNA，则________(填标号，从①②③中选择)结构中将出现15N。(2)写出以下碱基的名称：⑤________，⑦________。(3)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。上图①②③④中，能够构成一个脱氧核苷酸的序号组成是______，其名称是________________。

(4)上述结构模式图中，一条DNA单链片段的序列是5′—AGCT—3′，则它的互补链的序列是________。a．5′—TCGA—3′ b．5′—AGCT—3′c．5′—UGCT—3′(5)DNA的基本骨架由________________________形成。答案③腺嘌呤胸腺嘧啶②③④胞嘧啶脱氧核苷酸b磷酸和脱氧核糖交替连接解析(1)由题图分析可知，①表示磷酸基团，由H、O、P3种元素组成；②表示脱氧核糖，由C、H、O3种元素组成；③表示含氮碱基，含有N元素，故若以同位素15N标记该DNA，则③结构中将出现15N。(2)题图中⑤和⑦碱基的名称分别是腺嘌呤、胸腺嘧啶。(3)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基构成的，并且脱氧核糖的1′­C与碱基相连，5′­C与磷酸基团相连，所以题图①②③④中，能够构成一个基本单位脱氧核苷酸的序号组成是②③④，其名称是胞嘧啶脱氧核苷酸。解析(4)DNA两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对的原则，通过氢键的作用形成碱基对，若一条DNA单链片段的序列是5′—AGCT—3′，则它的互补链的序列是5′—AGCT—3′，故选b。解析学习目标自主检测02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE重难突破易错攻克03ZHONGDANTUPOYICUOGONGKE题型一DNA的结构分析[例1]某研究小组用如图所示的6种卡片，脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、碱基对之间的连接物(代表氢键)若干，成功搭建了一个完整的DNA结构模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是(

)A．碱基对之间的连接物(代表氢键)有24个B．代表胞嘧啶的卡片有4个C．脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个D．理论上能搭建出410种不同的DNA模型答案解题分析DNA中A与T配对，它们之间有2个氢键，G与C配对，它们之间有3个氢键，则碱基对之间的连接物(代表氢键)有4×2＋6×3＝26个，A错误；由于DNA中G＝C，模型中有6个G，因此代表胞嘧啶(C)的卡片有6个，B错误；该DNA片段中，脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数＝磷酸数＝碱基数＝20，除每条链3′­端的脱氧核糖需要1个连接物外，其他的脱氧核糖需要2个连接物，故该DNA片段需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物有20×2－2＝38个，C正确；该DNA片段在各种碱基比例不确定的情况下，共有4n＝410种(n为碱基对数)碱基排列方式，而该DNA上的碱基比例已确定，因此理论上能搭建出的DNA模型少于410种，D错误。解题分析[例2]

eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，与染色体结构相比，呈环状，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是(

)A．该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数B．该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连C．脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成该DNA的骨架D．该DNA分子5′­端有游离的磷酸基团，3′­端有羟基答案解题分析此DNA分子是双链，双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，且互补配对的碱基数目彼此相等，即A＝T，C＝G，因此双链DNA所含的嘌呤碱基数量等于嘧啶碱基数量，A正确；此DNA分子是环状，脱氧核苷酸首尾相连，所以该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连，B正确；此DNA分子是双链，每个双链DNA分子中都是脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，C正确；此DNA分子呈环状，脱氧核苷酸首尾相连，因此该DNA分子5′­端没有游离的磷酸基团，3′­端没有羟基，D错误。解题分析[例3]

(不定项)1962年，美国生物学家沃森、英国物理学家出身的克里克和英国物理学家威尔金斯因为《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。如图是DNA分子结构模式图，下列叙述不正确的是(

)A．图中2链上从3′到5′，碱基排列顺序是—ACGTCAG—B．图中3是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸C．图中4部位的碳与磷酸基团相连，为3′­CD．此类DNA分子的碱基(A＋T)/(G＋C)都是1答案解题分析题型二DNA结构的有关计算[例4]双链DNA分子的一个片段中，含有腺嘌呤520个，占碱基总数20%，则这个片段中含胞嘧啶(

)A．350个 B．420个C．520个 D．780个答案解题分析由题意知，腺嘌呤A是520个，占碱基总数的20%，因此该DNA分子中碱基总数是520÷20%＝2600(个)，胞嘧啶C的数量是(2600－520×2)÷2＝780(个)。解题分析

[例5]

DNA的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA中分别为(

)A．0.4、0.6 B．2.5、1.0C．0.4、0.4 D．0.6、1.0解题分析根据碱基互补配对原则，在整个DNA中，因为A＝T、G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)比值为1.0。在双链DNA中，一条链上的(A＋G)/(T＋C)与另一条链上(A＋G)/(T＋C)互为倒数，因而互补链中(A＋G)/(T＋C)＝2.5。答案解题分析解答碱基计算题目的三个步骤第一步：搞清题中所给出的碱基数或碱基数的和是占单链的比例还是双链的比例，所求的是占整个DNA的比例还是占其中一条链的比例。第二步：画出一个DNA模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。课后课时作业04KEHOUKESHIZUOYE知识点一DNA双螺旋结构模型的构建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(

)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的基础上，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基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呈螺旋结构C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学D．沃森和克里克受腺嘌呤(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，构建出科学的模型答案[单项选择题]解析沃森和克里克依据威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱及有关数据，推算出DNA呈螺旋结构。解析知识点二DNA的结构2．关于DNA的描述错误的是(

)A．每个DNA都由两条脱氧核苷酸链缠绕而成B．两条链的碱基严格的遵循互补配对原则C．DNA双链的互补碱基对之间以氢键相连D．两条链反向平行排列答案解析DNA一般是由2条链组成，有的DNA是单链DNA，A错误；DNA两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，B正确；双链DNA上互补的碱基由氢键连接形成碱基对，C正确；双链DNA的两条链从方向上看是反向平行的，D正确。解析3．20世纪90年代，科学家发现DNA也有酶催化活性，DNA－E47是人工合成的由47个核苷酸组成的单链DNA分子，它可以催化两个DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是(

)A．在DNA－E47中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数B．在DNA－E47中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数C．在DNA－E47中，含有2个游离的磷酸基团D．在DNA－E47中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸基团和一个含氮碱基答案解析根据题意可知，由于DNA－E47是单链DNA分子，其中的嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数，A错误；无论是单链DNA分子还是双链DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸分子由一分子碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成，因此在DNA－E47中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数，B正确；在单链DNA分子中，除3′­端的脱氧核糖连接一个磷酸基团和一个含氮碱基，其余脱氧核糖上均连有两个磷酸基团和一个含氮碱基，D错误。解析4．在DNA的一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构是(

)A．氢键B．—磷酸—脱氧核糖—磷酸—C．肽键D．脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖答案5．下面为DNA的结构示意图，对该图的正确描述是(

)A．②和③交替排列，构成了DNA的基本骨架B．①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸C．④占的比例越大，DNA越稳定D．DNA中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T答案解析②表示脱氧核糖，③表示碱基(胞嘧啶)，①⑨表示磷酸，④表示A—T碱基对。DNA的基本骨架是由脱氧核糖(②)和磷酸(①⑨)交替连接而成，A错误；脱氧核苷酸的磷酸和碱基分别连在脱氧核糖的5′­C和1′­C上，因此胞嘧啶脱氧核苷酸由②③⑨组成，B错误；A与T之间的氢键有两个，G、C间的氢键有三个，G、C含量越多，氢键越多，DNA越稳定，C错误；根据碱基互补配对原则，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T，D正确。解析知识点三制作DNA双螺旋结构模型及DNA相关计算6．在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型(

)A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同答案解析A和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A、T相连，G、C相连，依题意，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。解析7．经测定，青蛙体细胞中一段双链DNA中含有A碱基600个，占全部碱基总数的24%。那么，该双链DNA片段中C碱基所占比例和数量分别是(

)A．24%，600个 B．24%，650个C．26%，600个 D．26%，650个答案解析根据碱基互补配对原则，DNA双链中，两个非互补碱基之和占碱基总数的一半，即A＋C＝50%，则C占26%，C的数量为600÷24%×26%＝650(个)，D正确。解析8．在一个双链DNA中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。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(3m－2n)/2

③一条链中A＋T的数量为n

④G的数量为m－nA．①②③④ B．②③④C．③④ D．①②③答案解析每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故①中的等量关系正确；因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2n＋3×(m－2n)/2＝(3m－2n)/2，②正确；因两条链中A＋T的总量为2n，故一条链中的A＋T的数量应为n，③正确；G的数量为(m－2n)/2＝m/2－n，④错误。解析9．某生物兴趣学习小组在“制作DNA双螺旋结构模型”活动前，准备了如表所示材料及相关连接物若干，充分利用相关材料，最后成功搭建出了一个完整的DNA分子模型。下列关于他们构建的DNA模型的叙述，正确的是(

)A．该模型中含有460个脱氧核苷酸B．该模型为理论上能搭建出的4230种不同的DNA分子模型之一C．该模型中嘌呤总数和嘧啶总数的比是1∶1D．该模型中需要代表碱基对之间的氢键的连接物580个答案[不定项选择题]解析根据题意，由于DNA分子中A＝T、G＝C，所以充分利用相关材料，