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1、第2节 DNA分子的结构,一,二,三,一、DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建DNA双螺旋模型的科学家是沃森和克里克。 2.构建过程:,一,二,三,预习反馈 判断正误。 (1)因为DNA分子双螺旋结构的发现,沃森、克里克和威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。( ) (2)AT碱基对和GC碱基对具有相同的形状和直径,使DNA分子具有稳定的直径。( ) (3)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。( ) (4)在DNA分子中,由于碱基A一定与碱基T配对、碱基G一定与碱基C配对,所以碱基A的数量一定等于碱基T的数量,碱基G的数量一定等于碱基C的数量。( ) (5)沃森
2、和克里克构建了一个磷酸脱氧核糖骨架排在螺旋外部,碱基排在螺旋内部的双链螺旋。( ),一,二,三,二、DNA分子的结构 1.DNA的结构层次 基本组成元素:C、H、O、N、P等 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:脱氧核苷酸链两条 DNA双链:DNA双螺旋结构,一,二,三,2.DNA分子双螺旋结构的主要特点 (1)DNA分子由两条链组成,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (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;碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A一定与T配对
3、,C一定与G配对,这种规律称为碱基互补配对原则。,一,二,三,预习反馈 1.判断正误。 (1)DNA分子中碱基数=磷酸数=核糖数。( ) (2)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。( ) (3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。( ) (4)磷酸与脱氧核糖交替连接,构成DNA的基本骨架。( ) (5)DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连。( ),一,二,三,2.识图。 下图为DNA分子结构模式图,据图写出及a所代表结构的名称。, ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;a. 。,一,二,三,答案:磷酸(基团) 脱氧核糖 胞嘧啶 胞嘧啶脱
4、氧核苷酸 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 氢键 碱基对 一条脱氧核苷酸链的片段,一,二,三,三、制作DNA双螺旋结构模型,一,二,三,一,二,三,预习反馈 1.在制作DNA双螺旋结构模型时,需用到如右图所示的脱氧核苷酸模型,其中圆代表磷酸。下列说法正确的是( )A.长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基 B.两个圆可用别针(代表共价键)连结,以形成DNA的侧链 C.别针(代表共价键)应连结在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上 D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧,两个模型方向相同,一,二,三,解析:长方形表示的是含氮碱基,DNA中有A、T、G、C四种,没有U,
5、圆表示的是磷酸,五边形表示的是脱氧核糖。在DNA单链中,脱氧核苷酸之间通过3,5-磷酸二酯键相连,即别针应连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上,而不是两个圆之间。两条DNA单链模型的位置关系应为反向平行。 答案:C,一,二,三,2.某学生制作的以下碱基对模型中,正确的是 ( )解析:选项B,A与T应通过两个氢键相连;选项C、D,配对的两个脱氧核苷酸的方向相同是错误的,并且A与T应通过两个氢键相连,G与C应通过三个氢键相连。 答案:A,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,DNA分子的结构 构成DNA的各部分是如何连接的?DNA的结构具有哪些特点? 下面是
6、四位同学制作的双链DNA模型,判断正误,若错误说明理由。,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,错误,DNA分子中不应出现AU碱基对。 错误,DNA分子的两条链方向应为反向平行。 错误,AT、GC中的氢键数目不对,AT之间应有两个氢键,GC之间应有三个氢键。 正确。,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,下图为DNA分子结构示意图,请回答问题。,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,(1) (填“能”或“不能”)构成胞嘧啶脱氧核苷酸, (填序号)中含有N元素。 (2)在DNA分子的一条单链中,相邻的
7、碱基是通过 连接的,有 个游离的磷酸基团。 (3)含17%腺嘌呤的DNA比含15%胞嘧啶的DNA耐热性 。 (4) (填序号)相间排列,构成了DNA分子的基本骨架,并且碱基对之间通过氢键相连,说明了DNA分子具有 。 答案:(1)不能 (2)脱氧核糖磷酸脱氧核糖 1 (3)高 (4)和 稳定性,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,1.DNA分子的结构层次(1)每个DNA片段中游离的磷酸基团有2个。 (2)之间的数量关系为111。 (3)碱基对之间的化学键为氢键,A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键,DNA分子中GC碱基对越多,结构越稳定。,探究点一,探究
8、点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,(4)空间结构规则的双螺旋 两条长链反向平行盘旋形成规则的双螺旋结构。 脱氧核糖与磷酸通过磷酸二酯键交替连接,排列在外侧。 碱基排列在内侧,且遵循碱基互补配对原则。 2.DNA分子的结构特点 (1)稳定性 DNA分子的两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构,其双螺旋结构就是稳定性的原因之一。 DNA分子的基本骨架稳定不变,都是脱氧核糖和磷酸交替连接构成的结构。 DNA分子双螺旋结构的内侧是碱基对,碱基之间通过氢键互补配对,这也是DNA分子的结构具有稳定性的原因之一。,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,
9、(2)多样性 DNA分子中虽然碱基互补配对的方式不变,但长链中碱基对的排列顺序是千变万化的,这就构成了DNA分子的多样性。 (3)特异性 每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性正是世界上各种生物之间、同种生物不同个体之间性状表现千差万别的根本原因。因此,DNA可以起到鉴别生物个体的作用。 方法技巧DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆方法 (1)五种元素:C、H、O、N、P。 (2)四种碱基:A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸。 (3)三种物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。 (4)两条长链:两条反向平行的脱氧
10、核苷酸链。 (5)一种螺旋:规则的双螺旋结构。,问题导引,典例剖析,归纳提升,探究点一,探究点二,活学活练,温故知新,下面关于DNA分子结构的叙述,错误的是( ) A.双链DNA 分子中含有四种脱氧核苷酸 B.每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖 C.每个DNA分子中碱基数=磷酸数=脱氧核糖数 D.一段双链DNA分子中含有40个胞嘧啶,就会同时含有40个鸟嘌呤 解析:每个碱基分子上连接着一个脱氧核糖。 答案:B,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,DNA分子中的碱基数量关系 构成DNA分子的各碱基间有哪些规律? 1.双链DNA分子中,嘌呤碱基数与嘧啶碱
11、基数有什么关系?其中A与T,C与G数量关系呢? 答案:嘌呤碱基数=嘧啶碱基数。A=T;C=G。 2.如果DNA分子一条链H1中的(A+C)/(T+G)为m,那么互补链H2中(A+C)/(T+G)为多少?在整个DNA分子中,该比值是多少? 答案:1/m;1。 3.在双链DNA分子中,若某一条链中(A+T)/(G+C)=n,则在另一条链中(A+T)/(G+C)的比值是多少?在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是多少? 答案:n;n。,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,两者之和占DNA分子碱基总数的24%
12、,则该DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的( ) A.44% B.24% C.14% D.28%,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,解析:(1)画出草图。(如下图),(2)依题意,列出等量关系:,联合得A1=28% (3)依“等量代换”有T2=A1=28%,即胸腺嘧啶占该链碱基数目的28%。 答案:D,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,1.碱基互补配对原则图示,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,2.碱基间的数量关系,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,
13、温故知新,3.双链DNA分子中碱基比例的共性及特异性 (1)共性:不因生物种类的不同而不同。,(2)特异性: 的比值在不同DNA分子中是不同的,是DNA分子多样性和特异性的表现。,探究点一,探究点二,问题导引,典例剖析,归纳提升,活学活练,温故知新,已知某双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%,则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的( ) A.34%和16% B.34%和18% C.16%和34% D.32%和18% 解析:设该DNA分子的两条链分别为1链和2链,双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,则A+T
14、占66%,又因为双链DNA分子中,互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子的比例和每条链中这两种碱基之和所占的比例相同,因此A1+T1=66%,G1+C1=34%,又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%,则A1=66%-32%=34%;G1=34%-18%=16%,根据DNA分子的碱基互补配对关系,所以T2=A1=34%,C2=G1=16%。 答案:A,探究点一,探究点二,温故知新,1.DNA双螺旋结构的提出者:沃森和克里克。 2.DNA双螺旋结构的主要特点 (1)从整体上看,DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成。 (2)外侧:磷酸和脱氧核糖交替连结,构成基本骨架。 (3)
15、内侧:两条链上的碱基通过氢键连结成碱基对。 3.碱基对的组成规律碱基互补配对原则:A一定与T配对,G一定与C配对,碱基之间的这种一一对应关系,叫做碱基互补配对原则。,探究点一,探究点二,温故知新,4.双链DNA分子中碱基的计算规律,(2)任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的50%。 (3)在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等,即 (A1+T1)%=(A2+T2)%=(A+T)%。 简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。 (4)双链DNA分子中,非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。,简记为:“DNA两互补链中,不配对两碱基之和的比值乘积为1”。,
