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1、第2节DNA分子的结构 第三章基因的本质 第一篇教材同步导学篇 一 知识准备1 核酸包括脱氧核糖核酸 DNA 和核糖核酸 RNA 两大类 2 DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 脱氧核苷酸由磷酸 脱氧核糖和含氮碱基组成 如下图 3 细胞核是遗传信息库 是细胞代谢和遗传的控制中心 4 在绝大多数生物体的细胞中 DNA由两条脱氧核苷酸链构成 5 模型包括物理模型 概念模型和数学模型等 物理模型是以实物或图片形式直观表达认识对象的特征 概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型 数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 二 课标要求1 识记DNA分子的化学组成 2 掌握DNA分子的结构
2、 3 会进行有关DNA分子中碱基含量的计算 一 自主初探1 DNA双螺旋结构模型的构建 阅读P47 48 1 构建者 美国生物学家 和英国物理学家 2 构建过程 沃森 克里克 2 新的DNA模型的特点A T碱基对与G C碱基对具有相同的 这样组成的DNA分子具有 3 新的DNA模型的意义 能解释A T G C的 关系 能解释 模型与 比较时 两者完全相符 4 DNA分子的结构 阅读P49 图为DNA分子的双螺旋结构模型图 形状和直径 稳定的直径 数量 DNA的复制 X射线衍射照片 1 图中各部分的名称 2 图中可以看出 DNA双螺旋结构特点 DNA分子是由两条链构成的 这两条链按 方式盘旋成双
3、螺旋结构 胸腺嘧啶 T 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 反向平行 DNA分子中的 交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 排列在内侧 两条链上的碱基通过 连接成碱基对 碱基配对的规律是 与T配对 与C配对 碱基之间的这种一一对应的关系 叫做 原则 A T之间是 个氢键 G C之间是 个氢键 脱氧核糖和磷酸 碱基 氢键 A G 碱基互补配对 2 3 探究一DNA双螺旋结构模型的构建二 疑问探究1 写出脱氧核苷酸的化学元素组成 结构和种类 提示脱氧核苷酸的基本组成元素是C H O N P 每一分子脱氧核苷酸又是由一分子磷酸 一分子含氮碱基和一分子脱氧核糖
4、构成的 由于碱基的不同 脱氧核苷酸有4种 2 根据沃森和克里克的模型 你认为DNA分子的空间结构是怎样的 提示两条链反向平行盘旋成的双螺旋结构 三 新知破解1 DNA分子结构层次基本组成元素 C H O N P 基本组成物质 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 基本组成单位 脱氧核苷酸 4种 DNA单链 脱氧核苷酸链 DNA双链 空间结构 DNA分子双螺旋结构 2 制作DNA双螺旋结构模型 1 制作原理DNA的脱氧核苷酸双链反向平行 磷酸与脱氧核糖交替连接 排列在外侧 碱基排列在内侧 碱基对通过氢键连接 碱基互补配对 2 制作程序 使用各种材料分别 制作 若干个磷酸 脱氧核糖 碱基 将各种配件整合在一起
5、 并连接成脱氧核苷酸链 连接两条脱氧核苷酸链 拼成DNA分子平面结构图 再 旋转 成双螺旋结构 根据设计计划 对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查 对模型的不足加以修正 探究二DNA分子的结构二 疑问探究1 在一个双链DNA分子中 脱氧核糖 磷酸和含氮碱基的数量比例关系如何 提示脱氧核糖 磷酸 碱基 1 1 1 2 双链DNA分子中 嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系 提示嘌呤碱基数 嘧啶碱基数 3 在DNA分子的一条链中 相邻两个脱氧核苷酸是怎样连接的 提示通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 之间形成磷酸二酯键的形式连接 三 新知破解1 DNA分子的空间结构 3 碱基互补配对的相关计算 基本原
6、则a 腺嘌呤与胸腺嘧啶相等 鸟嘌呤与胞嘧啶相等 即A T G C 嘌呤总数与嘧啶总数相等 即A G T C 1 2 b 一条链中的A和另一条链中的T相等 可记为A1 T2 同样 T1 A2 G1 C2 C1 G2 3 DNA分子的特性 1 多样性 DNA分子中共有4种类型的碱基对 若某个DNA分子具有n个碱基对 则DNA分子可有4n种碱基对排列方式 2 特异性 每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的碱基排列顺序 3 稳定性 DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀 螺距相等的规则双螺旋结构 DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 DNA分子双螺旋结构的中间为碱
7、基对 碱基之间形成氢键 从而维持双螺旋结构的稳定 DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对 考向一DNA分子的结构 例1 如图为DNA分子的平面结构 虚线表示碱基间的氢键 请据图回答下列问题 1 从主链上看 两条单链 平行 从碱基关系看 两条单链 2 和 相间排列 构成了DNA分子的基本骨架 3 图中有 种碱基 种碱基对 4 含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个 请回答 该DNA片段中共有腺嘌呤 个 C和G构成的碱基对共 对 在DNA分子稳定性的比较中 碱基对的比例越高 DNA分子稳定性越高 思路点拨 解析 1 从主链上看 两条单链是反向平行的 从碱基关系看
8、两条单链遵循碱基互补配对原则 2 脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧 构成DNA分子的基本骨架 3 图中涉及到4种碱基 4种碱基之间的配对方式有两种 但碱基对的种类有4种 即A T T A G C C G 4 假设该DNA片段只有A T两种碱基 则200个碱基 100个碱基对 含有200个氢键 而实际上有260个氢键 即G C或C G碱基对共60个 所以该DNA中腺嘌呤数为 200 2 60 2 40个 C和G共60对 由于G与C之间有三个氢键 A与T之间有两个氢键 因此 G与C构成的碱基对的比例越高 DNA分子稳定性越高 答案 1 反向碱基互补配对 2 脱氧核糖磷酸 3 44 4 4060 G
9、与C 方法规律 1 判断DNA分子结构的正误 1 外侧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5号碳原子上的磷酸基与相邻核苷酸的3号碳原子之间 2 外侧链是否反向平行 3 内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则 2 核酸的种类 1 若含T A T或嘌呤 嘧啶 则为单链DNA 因为双链DNA分子中A T G C 嘌呤 A G 嘧啶 T C 2 若嘌呤 嘧啶 肯定不是双链DNA 可能为单链DNA 也可能为RNA 但若是细胞中所有核酸的嘌呤 嘧啶 则可能既有双链DNA又有RNA 考向二碱基互补配对的有关计算 例2 某双链DNA分子中 鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54 其中 链上的
10、碱基中 22 是腺嘌呤 28 是胞嘧啶 则 链中腺嘌呤占该链上所有碱基的比例和 链中的胞嘧啶占整个DNA分子中所有碱基的比例分别为 A 24 13 B 23 27 C 48 26 D 22 28 思路点拨 答案A 方法规律 解答此类问题思路 1 弄清题干已知的碱基的数量关系 2 分析需求的碱基与已知碱基之间的关系 3 根据碱基互补配对原则及其推论进行解答 1 DNA分子的双螺旋结构 1 两条链反向平行 2 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列于外侧 构成基本骨架 3 碱基通过氢键连接成碱基对 排列在内侧 2 碱基互补配对原则 A一定与T配对 G一定与C配对 3 双链DNA分子中的数量关系 1 嘌呤碱基
11、数 嘧啶碱基数 即A G T C A T G C 2 能互补配对的两碱基之和的所占比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等 3 不能互补两碱基所占之和的所占比例在两条互补链中互为倒数 整个DNA分子中 两不能配对碱基之和与另两不能配对碱基之和之比等于1 4 在DNA分子中 含G C碱基对越多的DNA分子相对越稳定 1 下列关于核酸的叙述中 正确的是 A DNA和RNA中的五碳糖相同B 组成DNA与ATP的元素种类不同C T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中D 双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数D DNA含的五碳糖是脱氧核糖 RNA含的五碳糖是核糖 组成DNA和ATP的元素种类都是C H O
12、 N P T2噬菌体的遗传信息贮存在DNA中 DNA中A与T配对 G与C配对 故双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数 2 在制作DNA双螺旋结构模型时 各 部件 之间需要连接 下图中连接错误的是 B 同一条脱氧核苷酸链中 相邻脱氧核苷酸之间的连接是通过脱氧核糖上的3号碳原子上的羟基与另一个脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基团之间脱水聚合连接而成的 3 下面为DNA分子的结构示意图 对该图的正确描述是 A 和 相间排列 构成了DNA分子的基本骨架B 构成胞嘧啶脱氧核苷酸C 占的比例越大 DNA分子越稳定D DNA分子中 依次代表A G C TD DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成 选项A错误 胞嘧啶脱氧核苷酸由 组成 B项错误 是A与T之间的氢键 G C对含量越多 DNA分子越稳定 选项C错误 根据碱基互补配对原则 依次代表A G C T D项正确 5 分析四个双链DNA样品分别得到下列资料 哪两个样品最可能取自同一生物个体 A 样品1和样品2B 样品1和样品3C 样品2和样品4D 样品3和样品4B 样品1中 C G 15 A T 35 样品2中 G C 12 A T 38 样品3中 T A 35 G C 15 样品4中 A T 28 G C 22 样品1与样品3中 A T 35 C G 15 这两个样品最可能来自同一生物个体 谢谢观看
