高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 DNA的结构集体备课ppt课件

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 DNA的结构集体备课ppt课件，共46页。PPT课件主要包含了第2节DNA的结构，克里克，DNA的结构，反向平行，′－端，脱氧核糖和磷酸，A腺嘌呤，G鸟嘌呤，碱基互补配对，脱氧核苷酸等内容，欢迎下载使用。
1．概述DNA分子是由4种脱氧核苷酸构成的，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。2．搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流。3．制作DNA双螺旋结构模型。
1．了解科学家构建模型的研究历程，领悟模型建构在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。(社会责任)2．总结DNA结构的主要特点，初步形成遗传物质结构与功能相统一的观点。(生命观念)3．尝试制作DNA双螺旋结构模型，领悟模型方法在科学研究中的作用。(科学探究)
1．构建者：美国生物学家_______和英国物理学家_________。2．过程
一、DNA双螺旋结构模型的构建
活|学|巧|练1．沃森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。(　　)2．由于DNA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。(　　)3．A—T碱基对和G—C碱基对的形状和直径是不相同的，使得DNA的直径也不同。(　　)
合|作|探|究1．两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？请结合以下资料进行分析：资料1　DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。资料2　嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论：_____________________________________________。
不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连
2．请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？结论：_________________________。
A与T配对，G与C配对
归|纳|提|升DNA双螺旋结构的特点
　　　　　1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖(　　)A．通过细菌转化实验证明转化因子的存在B．通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNAC．DNA双螺旋结构模型D．确定了基因存在于染色体上
解析： 选项中成果与科学家之间的对应如下：格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，证明了转化因子的存在；赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质；沃森、克里克和威尔金斯因DNA的双螺旋结构，获得了诺贝尔生理学或医学奖；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了基因在染色体上。
　　　　　　　　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结构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是(　　)A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像B．沃森和克里克提出了DNA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．富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
解析： 在DNA结构模型构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱，A错误；查哥夫发现了在双链DNA中A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量，沃森和克里克在此基础上提出了A与T配对、C与G配对的正确关系，还构建了DNA双螺旋结构模型，B正确，C、D错误。
DNA双螺旋结构的主要特点(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按___________方式盘旋成双螺旋结构。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作___________，另一端有一个羟基(—OH)，称作___________。DNA的两条单链走向_______，从双链的一端开始，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链则是从3′－端到5′－端的。
(2)DNA中的_________________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；_______排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过_______连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：_______________一定与T(胸腺嘧啶)配对，_______________一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作_______________原则。
活|学|巧|练1．DNA中碱基数＝磷酸数＝核糖数。(　　)2．含有G、C碱基对比较多的DNA热稳定性较差。(　　)3．双链DNA中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。(　　)4．DNA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。(　　)
合|作|探|究1．图1为脱氧核苷酸的结构图，图2为DNA分子的空间结构和平面结构，请分析并回答问题：
(1)DNA分子的基本组成单位是_____________，它由磷酸、脱氧核糖和__________构成。构成DNA的碱基有_____种，分别为A________、T___________、G_________、C_________。(2)图2的①②③④中，构成一个脱氧核苷酸的是_________。DNA的一条链中，一个磷酸与___________个脱氧核糖相连，一个脱氧核糖与___________个磷酸相连。两条链的碱基通过_______相连，该片段中有_____个游离的磷酸基团。(3)一条DNA单链的序列是5′—CAGTAC—3′，那么它的互补链的序列是什么？___________________________。
5′—GTACTG—3′
2．DNA的多样性和稳定性(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？提示：(1)碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。(2)两条链上的碱基之间的氢键和每条链上的磷酸二酯键共同维持了双螺旋结构的稳定性。
归|纳|提|升1．准确辨析DNA结构中的数量、位置关系及连接方式
2．DNA初步水解的产物是4种脱氧核糖核苷酸；彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。3．DNA多样性和稳定性的原因DNA上的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是数量庞大，所以导致碱基的排列顺序千变万化，而遗传信息就蕴藏在碱基的排列顺序中。两条链上的碱基之间的氢键能够维持DNA的双链状态，而每条链上的磷酸二酯键能够维持DNA单链的稳定，所以主要是这两种键维持了DNA双螺旋结构的稳定。
　　　　　(2023·江西上饶质检)2019年8月发表在《自然》杂志上的一项研究表明：与人类相比，鱼的后代之间的记忆以“DNA甲基化”的形式保存着，而人类几乎完全被抹去了这一点。下列关于DNA的叙述，错误的是(　　)A．构成人类和鱼类DNA的基本骨架相同B．人类和鱼类的DNA中碱基数＝磷酸数＝核糖数C．人类和鱼类的DNA不同与碱基对数量和排序有关D．DNA双螺旋结构中碱基排列在内侧，通过氢键相连，遵循碱基互补配对原则
解析： 不同生物中构成DNA的基本骨架是一样的，所以构成人类和鱼类DNA的基本骨架相同，A正确；人类和鱼类的DNA中有脱氧核糖，没有核糖，B错误；DNA可以携带多种遗传信息与碱基对数量和排序有关，C正确；DNA双螺旋结构中碱基排列在内侧，通过氢键相连形成碱基对，遵循碱基互补配对原则，D正确。
　　　　　　　　(2023·平顶山高一月考)下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是(　　)A．每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸B．每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基C．DNA分子的基本骨架排列在外侧D．双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤
解析： DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个DNA分子中通常都会含有4种脱氧核苷酸，A正确；在DNA分子中，一般情况下除了3′－端的脱氧核糖，其他脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基，B错误。
　　　　　某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干，成功搭建了一个完整的DNA分子模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是(　　)A．代表氢键的连接物有24个B．代表胞嘧啶的卡片有4个C．脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个D．理论上能搭建出410种不同的DNA分子模型
解析： 模型中有4个A—T碱基对，6个C—G碱基对，则氢键的连接物有4×2＋6×3＝26(个)，A错误；模型中有6个C—G碱基对，因此代表胞嘧啶的卡片有6个，B错误；模型中共有10个碱基对，每条链中各有10个脱氧核苷酸，因此脱氧核糖和磷酸之间的连接物有10×2＋9×2＝38(个)，C正确；由于A—T碱基对和C—G碱基对的数目已经确定，因此理论上能搭建出的DNA分子模型的种类数少于410种，D错误。
　　　　　　　　在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为(　　)A．58　B．78　C．82　D．88解析： 需要使用订书钉连接的部位有碱基与碱基的连接处、脱氧核糖与磷酸的连接处以及脱氧核糖与碱基的连接处，连接碱基与碱基需要的订书钉数目为6×2＋4×3＝24，连接脱氧核糖与磷酸需要的订书钉数目为20×2－2＝38，连接脱氧核糖与碱基需要的订书钉数目是20，故总共需要的订书钉数目是82。
DNA碱基数目的相关计算规律回答有关碱基互补配对原则应用的问题：
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。请据此完成以下推论：(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。规律二：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，简记为“补则等”。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
　　　　　(2023·河北石家庄二中月考)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是(　　)A．则在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%B．则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%C．若该DNA分子含1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2 600D．则该DNA分子的碱基(C＋G)/(A＋T)为3∶2
解析： 依题意，G＋C＝40%，则C＝G＝20%，A＝T＝1/2－20%＝30%。则(A＋T)/(A＋T＋C＋G)＝60%，(A＋T)/(A＋T＋C＋G)＝(A1＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝60%，其中一条链的T占该链碱基总数的40%，即T1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝40%，可求出A1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝(A1＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)－T1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝20%，A1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝T2/(A2＋T2＋C2＋G2)＝20%。由于(C＋G)/(A＋T＋C＋G)＝(C1＋G1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝40%，其中一条链的C占该链碱基总数的15%，C1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝15%，可求出G1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝(C1＋G1)/(A1＋T1＋C1＋G1)－C1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝25%，G1/(A1＋T1
＋C1＋G1)＝C2/(A2＋T2＋C2＋G2)＝25%，则(T2＋C2)/(A2＋T2＋C2＋G2)＝45%，A错误，B正确；若该DNA分子含1 000个碱基对，则A＝T碱基对＝600，C≡G碱基对＝400，A、T之间的氢键数为600×2＝1 200，C、G之间的氢键数为400×3＝1 200，碱基之间的氢键数为2 400，C错误；该DNA分子的碱基(C＋G)/(A＋T)＝40∶60＝2∶3，D错误。
1．下列关于DNA结构的叙述，正确的是(　　)A．DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构B．DNA中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基C．DNA两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对D．DNA一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连解析： DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A项错误；DNA中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B项错误；DNA一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，D项错误。
2．分析一个双链DNA分子时，发现20%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的(　　)A．20% B．30% C．40% D．60%解析： 在一个DNA分子中，有20%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，即A＝20%。根据碱基互补配对原则，T＝A＝20%，则C＝G＝50%－20%＝30%。该DNA分子中鸟嘌呤所占的比例为30%，则该分子中一条链上鸟嘌呤占此链碱基总数的比例为：0～60%。所以该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的60%。故选D。
3．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中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则A＋T占66%，又因为双链DNA中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子的比例与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的碱基互补配对关系，所以T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%，A正确。
学|霸|记|忆1．DNA的双螺旋结构的特点(1)两条链反向平行。(2)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。