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1、第三章第二节 DNA分子的结构 DNA中文全称 组成元素 基本单位 结构简式 脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸 脱氧核糖 含氮碱基 磷酸 1 2 3 4 5 温故知新 DNA的化学组成 C H O N P A 腺嘌呤G 鸟嘌呤C 胞嘧啶T 胸腺嘧啶 含氮碱基种类 因此 脱氧核苷酸也有4种 腺膘呤脱氧核苷酸 A 胞嘧啶脱氧核苷酸 C 鸟瞟呤脱氧核苷酸 G T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一 DNA分子双螺旋结构模型的构建 1953年4月25日 克里克和沃森在 自然 杂志上发表了DNA的双螺旋结构 从而带来了遗传学的彻底变革 更宣告了分子生物学的诞生 1 沃森和克里克在构建DNA模型过程中 利用了他人的哪些经验和
2、成果 2 沃森和克里克在构建模型的过程中 出现过哪些错误 他们是如何对待和纠正这些错误的 3 通过阅读沃森和克里克构建DNA模型的故事 给你带来什么启示 一 DNA分子双螺旋结构模型的构建 英国物理化学家富兰克林和同事生物物理学家威尔金斯在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到DNA晶体照片 英 R E Franklin 1920 1958 DNA衍射图谱 一 DNA分子双螺旋结构模型的构建 早凋的 科学玫瑰 一 DNA分子双螺旋结构模型的构建 X衍射技术是用X光透过物质的结晶体 使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术 这个方法可以用来推测晶体的分子排列 DNA的X射线衍射图 富兰克林拍摄的DN
3、A的X射线衍射图 问题 沃森和克里克从衍射图谱中受到什么启示 数据推算出DNA是螺旋结构 尝试多种不同的双螺旋 三螺旋结构 配对违反了化学规律 一 DNA分子双螺旋结构模型的构建 查哥夫 E Chargaff 1905 奥地利著名生物化学家 测定多种生物DNA中碱基的含量 提出了查哥夫 Chargaff 法则 即T与A物质的量相等 且G与C的物质的量相等 化学家的帮助 A C G T 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 资料1 20世纪30年代 科学家认识到 组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸 资料2 DNA是由4种脱氧核苷酸连接而成的长链 这4种脱氧核苷酸分别含有A T C G四种碱基 资料
4、4 奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出 腺嘌呤 A 的量总是等于胸腺嘧啶 T 的量 A T 鸟嘌呤 G 的量总是等于胞嘧啶 C 的量 G C 资料3 1951年 英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱 沃森和克里克推算出DNA分子呈螺旋结构 随后构建出磷酸 脱氧核糖骨架在外部 碱基在螺旋内部双链螺旋 全品P导 例1 下列关于威尔金斯 沃森和克里克 富兰克林 查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中 正确的是 A 威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像B 沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型C 查哥夫提出了A与T配对 C与G配对的正确关系D 富兰
5、克林和查哥夫发现碱基A量等于T量 C量等于G量 B 思考与讨论 1 DNA是由几条链构成的 它具有怎样的立体结构 2 DNA的基本骨架是由哪些物质组成的 它们分别位于DNA的什么部位呢 3 DNA中的碱基是如何配对的 它们位于DNA的什么部位 二 DNA分子结构的主要特点 C T A G 5 5 3 3 磷酸二酯键 1 DNA平面结构 两条链反向平行 H2O DNA的形成过程中有水生成吗 为什么 A A A T T T G G G G C C C A T C 2 磷酸 脱氧核糖交替排列在外侧 构成基本骨架 碱基排列在内侧 氢键 3 碱基互补配对原则 碱基对 思考 在一个DNA分子中 哪些碱基比
6、例较高 则该DNA分子就比较稳定 全品P导 例3 如图为DNA分子结构示意图 对该图的正确描述是 A 一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基之间通过氢键相连B 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C 每个脱氧核糖都连接一个碱基和两个磷酸D 和 相间排列 构成了DNA分子的基本骨架 D 全品P导 2 2018 邢台月考 有一对氢键连接的脱氧核苷酸 已查明它的结构中有一个腺嘌呤 则它的其他组成成分是 A 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个胞嘧啶B 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶C 三个磷酸 三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D 三个磷酸 两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B 全品P练 11 已知A T之间形成两个氢键 G C之间形成
7、三个氢键 甲DNA分子中含40 的腺嘌呤 乙DNA分子中含有40 的鸟嘌呤 对这两个DNA分子结构上的稳定性的判断 正确的是 A 甲强于乙B 乙强于甲C 甲等于乙D 无法判断 B 三 DNA分子的特性 3 特异性 每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序 1 稳定性 DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变 两条链间碱基互补配对的方式不变 碱基对的长度和间距固定 2 多样性 碱基数量的不同 碱基对排列顺序的千变万化 构成了DNA分子的多样性 在生物体内 一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对 碱基对有 A T T A G C C G 请同学们计算DNA分子有多少种 四 DNA结构的相
8、关计算 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 在DNA双链中 A T G C 可引申为 双链中 嘌呤数等于嘧啶数 A G T C即A G T C 1或A C T G即A C T G 1 全品P练 5 经测定 青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个 占全部碱基总数的24 那么 该DNA片段中C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 D 双链中 两互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中两互补碱基之和占该链碱基总数的百分比 且其中任何一条链两互
9、补碱基之和是整个DNA分子两互补碱基之和的一半 双链中 两互补碱基之和的比等于任一单链中两互补碱基之和的比 双链中 互补的两条链中两不互补碱基之和的比互为倒数 而整个DNA分子中 A G T C 1 全品P导 例4 下列对双链DNA分子的叙述 不正确的是 A 若一条链中G的数目为C的2倍 则另一条链G的数目为C的1 2B 若一条链中A和T的数目相等 则另一条链A和T的数目也相等C 若一条链的A T G C 1 2 3 4 则另一条链相应碱基比为2 1 4 3D 若一条链的G T 1 2 另一条链的C A 2 1 D 拓展延伸 从某生物中提取的一个核酸分子 经分析A占a G占b 且a b 50
10、C占20 腺嘌呤共有150个 鸟嘌呤共有225个 则该生物一定不是 A T2噬菌体B 酵母菌C 烟草花叶病毒D 蓝细菌 A 全品P练 3 14 单链中某碱基占该链的比为b 则该碱基在双链中的比为b 2 某DNA中 若碱基对数为n 则氢键数目为2n 3n 若已知A有m个 则氢键数目为 3n m 思考 不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同 该比值不同体现了不同生物DNA分子的特异性 全品P导 例5 从某生物中提取出DNA进行化学分析 发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46 又知该DNA的一条链 H链 所含的碱基中28 是腺嘌呤 问与H链互补的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的比例为
11、 A 26 B 24 C 14 D 11 A 全品P练 9 在一个双链DNA分子中 碱基总数为m 腺嘌呤碱基数为n 在碱基A与T之间形成2个氢键 G与C之间形成3个氢键 则下列叙述正确的是 脱氧核苷酸数 磷酸数 碱基总数 m 碱基之间的氢键数为 3m 2 n 两条链中A T的数量为2n G的数量为m nA B C D D 拓展延伸 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 答案C 全品P练 12 用卡片构建DNA平面结构模型 所提供的卡片类型和数量如下表所示 下列说法错误的是 A 表中最多有4个脱氧核苷酸对B 表中最多可构建44种不同碱基序列的DNAC DNA中并不是每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连D 表中构成的双链DNA片段最多有10个氢键 P50 制作DNA双螺旋结构模型 B 2009年9月4日 巨型室内雕塑 生命螺旋 在中国科技馆新馆揭幕 课堂反馈 1 下面是DNA的分子结构模式图 说出图中1 10的名称 1 胞嘧啶2 腺嘌呤3 鸟嘌呤4 胸腺嘧啶5 脱氧核糖6 磷酸7 胸腺嘧啶脱氧核苷酸8 碱基对9 氢键10 一条脱氧核苷酸链的片段
