3.2DNA的结构课件高一下学期生物人教版必修2((1))3

第2节DNA的结构

概述DNA结构的主要特点。通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的讨论和交流，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。制作DNA双螺旋结构模型。问题探讨坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑,以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗?

DNA分子的双螺旋结构的发现，标志着生物学的研究进入分子水平，具有里程碑式的意义。DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。思考.讨论阅读P48—P49关于“DNA结构模型的构建历程”：1.勾画出涉及的科学家及所做的贡献2.讨论完成P49的讨论题DNA双螺旋结构模型的构建威尔金斯富兰克林用X射线探测DNA，分析衍射图谱来确定DNA的晶体结构沃森克里克23岁的沃森来剑桥完成烟草花叶病毒的博士后课题35岁的克里克刚从物理学转行道生物学的研究生，主攻蛋白质晶体结构鲍林顶尖化学家。将量子力学引入化学，并将此推广到分子生物学一、DNA双螺旋结构模型的构建1．构建者：____________。2．构建过程沃森和克里克脱氧核苷酸DNA衍射图谱A＝T，G＝CTG3．新模型的特点及意义(1)特点：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有__________。(2)意义①能解释_________________的数量关系。②能解释DNA的____。③模型与X射线衍射照片完全相符。恒定的直径A、T、G、C复制二、DNA的结构1．结构图示2．图示解读基本组成元素______________________组成物质______，_________，______基本组成单位_____________，共4种整体结构由两条链按__________的方式盘旋成双螺旋结构结构特点外侧由________和______交替连接组成基本骨架内侧碱基之间通过氢键连接；遵循____________原则，即T(_________)一定与________配对，C(________)一定与________配对C、H、O、N、P碱基脱氧核糖磷酸脱氧核苷酸反向平行脱氧核糖磷酸碱基互补配对胸腺嘧啶腺嘌呤胞嘧啶鸟嘌呤1.DNA分子的结构层次DNA的结构2．DNA的结构及特点(1)DNA单链：脱氧核苷酸分子连接成脱氧核苷酸链(如上图)。(2)DNA双链：两条脱氧核苷酸单链以氢键相连形成(如上图)。练习与应用P522.写出图中1～10的名称。胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段碱基对氢键磷酸二酯键【重点笔记】1．利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构五种元素：C、H、O、N、P。四种碱基：A、G、C、T。三种小分子：脱氧核糖、磷酸、碱基。二条长链：脱氧核苷酸双链。一种空间结构：规则的双螺旋结构。2．“三看法”判断DNA结构一看：每条链成键位置是否正确，正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的脱氧核糖的5号碳原子上的磷酸基团与相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的3号碳原子之间。二看：两条单链是否反向平行。三看：碱基之间是否遵循碱基互补配对原则。【重点笔记】①数量关系a：每个DNA分子片段中，游离磷酸基团有2个。b：脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数。c：A—T碱基对有2个氢键，G—C碱基对有3个氢键。②位置关系a：单链中相邻碱基间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。b：互补链中相邻碱基间通过氢键相连。③化学键氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键。磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键。④DNA初步水解的产物是脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。知识应用·强化落实——效果·检测·定向判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。(

)2．组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所含的碱基是A、U、G、C。(

)3．在DNA中一定存在如下关系：C＝T，A＝G。(

)4．双链DNA中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。(

)√提示：×

U(尿嘧啶)只在RNA中含有，DNA中特有的是T(胸腺嘧啶)。提示：×在DNA分子双链上，A和T配对，C与G配对，一定存在的关系：A＝T，G＝C。提示：×双链DNA中大多数磷酸与2个五碳糖连接，但位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。(等级考)下面为含有四种碱基的DNA的结构示意图，对该图的正确描述是(

)A．③有可能是碱基AB．②和①相间排列，构成DNA分子的基本骨架C．①②③中特有的元素分别是P、C和ND．与⑤有关的碱基对不一定是A—T答案：B

制作DNA双螺旋结构模型

讨论：1.DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？2.DNA是如何维系它的遗传稳定性的？3.为什么每个DNA结构模型都与众不同？碱基（对）/脱氧核苷酸的数量不同、排列顺序的千变万化DNA具多样性①外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成②内部碱基对稳定——通过氢键连接，遵循碱基互补配对原则③空间结构稳定——规则的双螺旋结构DNA具稳定性每个DNA碱基（对）排列顺序是特定的DNA具特异性DNA的结构特性任务一以下为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，请找出图中的错误有几处？分别是什么？提示：4处；核糖应是脱氧核糖、碱基U应为T、磷酸二酯键的连接位置及C、G间氢键数错误。双链DNA碱基数目的计算规律任务二结合DNA双螺旋结构模型的特点思考下列问题：1．为什么DNA中嘌呤和嘧啶数量相等？提示：碱基互补配对原则中，A总是和T配对，G总是和C配对，所以A＝T，G＝C，A＋G＝C＋T。双链DNA碱基数目的计算规律2．为什么“A＋T”或“G＋C”在整个双链上所占的比例与在每一条单链上所占的比例相等？提示：设在双链DNA中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，T1＝A2，所以另一条链上：T2＋A2＝n%，整个DNA中：A＋T＝n%。

双链DNA碱基数目的计算规律4．DNA中共有4种类型的碱基对，若某个DNA具有n个碱基对，则该DNA可能有多少种排列方式？提示：4n种。5．运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA中，(A＋G)/(C＋T)的值相同吗？在DNA的一条链中是否存在同样的规律？

提示：①相同。在双链DNA中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤数等于嘧啶数，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值相同。②在单链DNA中不存在同样的规律，因为A与T，G与C不一定相等。6．DNA的两条链之间，哪些比例是相等的？哪些比例互为倒数？

双链DNA碱基数目的计算规律

(合格考)某双链DNA一条链上(A＋T)/(G＋C)的值为0.3，则在整个DNA中A∶T∶G∶C为(

)A．1∶1∶1∶1

B．2∶2∶3∶3C．3∶3∶10∶10D．10∶10∶3∶3答案：C解析：某双链DNA一条链上(A＋T)/(G＋C)的值为0.3，则另一条链上(A＋T)/(G＋C)的值也为0.3。又因A＝T、C＝G，故在整个DNA中A∶T∶G∶C＝3∶3∶10∶10，C正确。假设一个DNA片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是(

)A．26%，312个B．24%，288个C．24%，298个D．12%，144个答案：B

若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶是什么原因？ATGC单链有单链结构存在AUGC或RNA练习：某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1，则该生物不可能是（）A.大肠杆菌B.流感病毒C.T2噬菌体D.人体细胞C含有单链结构，

嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？ATGC单链双链结构下，一定是嘌呤=嘧啶，若嘌呤≠嘧啶，则必然有单链结构存在；存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶也可能是嘌呤≠嘧啶，关系不确定；AUGC或RNA现有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个数统计和计算得到下列结果：(A+T）/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1，根据此结果，该样品（）A.无法确定是DNA还是RNAB.可确定为双链DNAC.无法确定是单链DNA还是双链DNAD.可确定为单链DNAC(合格考)甲生物核酸的碱基组成为嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基组成为嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是(

)A．发菜、变形虫

B．玉米、T2噬菌体C．硝化细菌、绵羊D．乳酸菌、SARS病毒解析：甲生物核酸的碱基组成中嘌呤数不等于嘧啶数，可能是含有DNA和RNA，也可能是只含有RNA一种核酸；乙生物遗传物质的碱基组成中嘌呤数不等于嘧啶数，说明只含有RNA，而上述答案中，只有D中SARS病毒的遗传物质是RNA。答案：D【重点笔记】1．三步解决DNA中有关碱基比例的计算第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA碱基的比例，还是占DNA一条链上碱基的比例。第二步：画一个DNA模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。2.碱基数量计算的两个易错点(1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例。(2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基。3．关于碱基含量计算的“两点两法”(1)“两点”为两个基本点。①A与T配对，G与C配对(A—T，G—C)。②双链DNA中，嘌呤总数＝嘧啶总数＝1/2碱基总数(A＋G＝T＋C)。(2)“两法”为双链法和设定系数法。①用两条直线表示DNA的双链结构即双链法。②设定系数法即设定一个系数来表示碱基的总数或碱基的数目。练习与应用P521.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。(1)DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基(

)(2)在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A+G)/(T+C)=1(

)3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则(

)A.b≤0.5

B.b≥0.5

C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个