配套新教材-高中生物学-RJ-必修2第3章- 第2节课件PPT

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第节 2DNA的结构第 3 章高中生物学 必修2概述 DNA 结构的主要特点。制作 DNA 双螺旋结构模型。讨论 DNA 双螺旋结构模型的构建历程。学习目标1、19世纪50年代科学界认识到DNA 的化学组成。一、DNA双螺旋结构的构建DNA的基本组成元素有哪些？C、 H、 O、 N、 PDNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸含氮碱基：A、T、G、C2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关其数据3、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。4、1952年查哥夫指出：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).5、1953年沃森和克里克发表论文《核酸的分子结构模型－脱氧核糖核酸的一个结构模型》 1、上述资料中涉及到那些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？主要涉及了物理学（主要是晶体学），生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；构建模型的方法等等。现代科学技术中许多成果的取得都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。思考讨论要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人 交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的；对所从事的研究要有兴趣和激情等。2、沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？•1951年，威尔金斯和富兰克林提供DNA衍射图谱。•1952年，查哥夫提出在数量关系上，A=T、[1]________。•1953年，[2]______________提出DNA双螺旋结构模型。典型例题【答案】 [1]G=C [2]沃森和克里克 脱氧核糖含氮碱基磷酸AGCTDNA的基本单位－脱氧核苷酸腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶1、DNA的化学组成二、DNA的结构鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类腺嘌呤脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链磷酸二酯键2、DNA分子的平面结构氢键 DNA分子是如何维系它的结构稳定性？ ①碱基对之间的氢键维系两条链的偶联； ②碱基对之间的相互作用力3、DNA的双螺旋结构构成方式位置双螺旋外侧双螺旋内侧碱基对主链(骨架)1）脱氧核糖与磷酸交替排列；2）两条主链呈反向平行；3）盘绕成规则的双螺旋。1）主链上对应碱基以氢键连结成对；2）碱基互补配对（A— T，G— C）4、DNA多样性和特异性1）多样性 同学们尝试两个符号牌的排列方式，这两个符号牌可以写出相同符号A或B，又可以写成A和B，它们由左向右的书写类型有多少种？四种：AA、BB、AB、BA 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？ 碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。2）特异性 每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。3) 稳定性 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式不变。5、碱基互补配对原则应用设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。则在DNA双链中： A = T ， G = C①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即A+G/T+C=1②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27% ③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？2.5 1 ; ④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。例题 4、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则 （ ) b≤0.5 B. b≥0.5C.胞嘧啶为a(1/2－b) D.胞嘧啶为b(1/2 － a)C例题5、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？40%例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。24%A＋T=54% G+C=46% 下列有关DNA 分子结构的说法，错误的是 （　　） A. 每个DNA 片段含有两个游离的磷酸基团，且分别位于DNA 片段的两端B. DNA 分子中某些脱氧核糖只和一个磷酸分子相连C. 碱基对通过氢键相连排列在DNA 分子的内侧D. DNA 中的A—T 碱基对越多，该DNA 越耐高温 典型例题【解析】根据DNA 分子的双螺旋结构可知，每个DNA 片段含有两个游离的磷酸基团，且分别位于DNA 片段的两端，A 项正确；DNA 链末端的脱氧核糖上只连着一个磷酸分子，B 项正确；脱氧核糖与磷酸交替连接排列在DNA 分子的外侧，碱基对通过氢键相连排列在DNA 分子的内侧， C 项正确；DNA 分子中，A 与T 之间通过两个氢键相连，G 与C 之间通过三个氢键相连，因此DNA 中的G— C 碱基对越多，该DNA 越耐高温，D 项错误。【答案】D化学组成单位双螺旋结构基本单位——脱氧核苷酸种类四种主要特点碱基互补配对原则DNA分子的多样性、特异性和稳定性①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同DNA的结构DNA双螺旋结构的构建课堂小结有关DNA中的碱基计算与DNA结构有关的碱基计算（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=11①（A+G）/（A+T+G+C）=1 / 2②（A1+T1）/（A2+T2）=（G1+C1）/（G2+C2）= （A1+G1）/（T1+C1）= a，则（A2+G2）/（T2+C2）=111 / a③④（A+T）/（A+T+G+C）=a，则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=a⑤脱氧核糖含氮碱基磷酸脱氧核苷脱氧核苷酸1.右图为核苷酸链结构图，下列叙述错误的是（　　） A. 能构成一个完整核苷酸的是图中的a 和b B. 图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1 个C. 各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的D. 若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看， 缺少的碱基是T 当堂检测【解析】核苷酸由1 分子磷酸、1 分子五碳糖和1 分子含氮碱基组成，b 中磷酸与五碳糖和碱基不属于同一个核苷酸分子；题图中每个五碳糖都只有1 个碱基与之直接相连； 核苷酸之间通过［③］磷酸二酯键相连形成核苷酸链；脱氧核糖核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是胸腺嘧啶T。【答案】A 2.某双链DNA分子含有200 个碱基对，其中一条链上A∶T ∶G∶C=1 ∶2 ∶3 ∶4， 则有关该DNA 分子的叙述，正确的是 （　　） A. 含有4 个游离的磷酸基团B. 含有腺嘌呤脱氧核苷酸30 个C. 该DNA 分子中A ∶ T ∶ G ∶ C=3 ∶ 3 ∶ 7 ∶ 7 D. 碱基排列方式共有4100 种 【解析】每条单链各有1 个游离的磷酸基团，所以DNA 分子应该有2 个游离的磷酸基团。计算碱基数目时，需要注意所给碱基总数为个数还是对数，该DNA 分子中含有200 个碱基对，一条链上A ∶ T ∶ G ∶ C=1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 4，根据双链中A+T 所占比例= 单链中A+T 所占比例，则双链中A+T 占3/10，根据DNA 分子中A=T，推知A 和T 各占3/20，故腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为200×2×（3/20）=60 个。双链中A 和T 分别占3/20，则C 和G 分别占7/20，故A ∶ T ∶ G ∶ C=3 ∶ 3 ∶ 7 ∶ 7。在各种碱基比例不确定的情况下， 碱基排列方式共有4n 种，n 为碱基对数，即共有4200 种，而该DNA 分子碱基比例已确定，故排列方式小于4200 种。【答案】C 3.［2020·南昌二中高一月考］假如检测某DNA 分子得知碱基A 的比例为x%，又知该DNA 分子的一条链所含的碱基中y% 是鸟嘌呤，以下推断正确的是 （　　） A. 该DNA 分子中碱基总数量为x/y B. 该DNA 分子中碱基U 的数目为x% C. 该DNA 分子的另一条链中鸟嘌呤的比例是1-x%-y% D. 该DNA 分子中碱基C 的比例为50%-x% 【解析】在DNA 分子中A 和T 是相等的，G 和C 是相等的，只知道碱基A 的比例是x%，一条链中碱基G 的比例，无法得出DNA 分子的碱基总数，A 项错误；DNA 分子中没有碱基U，B 项错误；该DNA 分子的另一条链中鸟嘌呤的比例应是1-2x%-y%，C 项错误；该DNA 分子中碱基C 的比例应是（1-2x%）/2，即50%-x%，D 项正确。【答案】D谢 谢！