第2节-DNA分子的结构

,谢谢观赏,生物必修2（人教版）,第3章基因的本质,第2节DNA分子的结构,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,核 心点 晴,1,沃森和克里克创建了DNA分子双螺旋结构模型,，,建构了物理模型。,2,DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,，,两条链按反向平行方式盘旋。这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。,3,磷酸脱氧核糖骨架排列在螺旋外部,，,构成基本骨架；碱基排列在螺旋内部的双链螺旋。,4,两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,，,腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,核 心点 晴,5,DNA中,，,A一定与T配对,，,G一定与C配对。这叫做碱基互补配对原则。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,一、DNA双螺旋结构模型的构建,新 知初 探,自主学习,1模型名称：_结构模型。,2构建者：美国生物学家_和英国物理学家_。,DNA分子双螺旋,沃森,克里克,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,二、DNA分子的结构,新 知初 探,1结构层次。,基本组成元素_等,基本组成物质磷酸_、_,(A、G、C、T四种),基本组成单位_(四种),聚合,DNA单链脱氧核苷酸长链,两条,DNA双链DNA_结构。,C、H、O、N、P,脱氧核糖,含氮碱基,脱氧核糖核苷酸,双螺旋,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,新 知初 探,记忆诀窍,：,可用,“,五、四、三、二、一,”,记忆,，,即五种元素,，,四种碱基对应四种脱氧核苷酸,，,三种物质,，,两条长链,，,一种螺旋。,2,结构特点。,(1)双链_。,(2)_和_交替连接，排列在外侧，构成_，_排列在内侧。,(3)两条链上的碱基通过_连接成碱基对。,(4)A和T之间形成_个氢键，C和G之间形成_个氢键，故DNA分子中_比例高的稳定性强。,反向平行,脱氧核糖,磷酸,基本骨架,碱基,氢键,二,三,GC,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,新 知初 探,合作交流,1,判断正误：,(1)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成。(),(2)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构中，磷酸脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部。(),(3)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：CT，AG。(),核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,(1)构成DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行。 (3) DNA分子中A与T配对，G与C配对，故存在的数量关系应为AT，GC。,分析,新 知初 探,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,新 知初 探,2问题思考：,(1)不同DNA分子的基本骨架是否相同？请说明理由。,(2)DNA分子结构稳定，你知道为什么吗？,相同。不同DNA分子的基本骨架都是磷酸与脱氧核糖分子交替排列连接,提示,DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连形成碱基对；DNA分子的基本骨架固定不变。,提示,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,探究一DNA的结构,要 点探 究,1平面结构图解。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,2图解各部分(序号的)含义。,磷酸：是脱氧核苷酸的重要组成基团，DNA分子中绝大部分脱氧核苷酸都连接2个磷酸基团，但1个DNA分子中只有2个游离的磷酸。,磷酸二酯键：是2个脱氧核苷酸相连的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。,脱氧核糖：是脱氧核苷酸的组成部分。,碱基：共有4种，分别是A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,碱基对：A与T、G与C分别配对，配对遵循碱基互补配对原则。,氢键：配对的碱基之间通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。碱基AT、GC之间分别有2个和3个氢键。,脱氧核苷酸：含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基各1个，是DNA的基本组成单位，DNA初步水解产物。,脱氧核苷酸链：两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成DNA分子。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,DNA的内侧：由碱基对按不同的顺序排列而成，决定了DNA的特异性和多样性。,DNA的外侧：由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，构成DNA的基本骨架。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,问题导学,DNA分子中碱基对的数量和排列顺序决定了DNA分子具有多样性。,提示,1.(1)从DNA分子结构看,，,决定DNA分子多样性的因素主要有哪些？,(2)为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高,，,DNA分子结构的稳定性越强？,G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键。因此G与C所占比例越大，DNA分子的稳定性越强。,提示,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,【例1,】,某学生制作的以下碱基对模型中，正确的是(),核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,解答本题的关键是熟悉DNA分子的结构。根据DNA分子结构“两条链反向平行”的特点，可判断出选项B正确。,解析,B,答案,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,跟踪训练,1如下图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,(1)组成DNA的基本单位是_。,(2)图中1、2、6的名称依次为1_；2_；6_。,(3)图中8示意的是_。,在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为_。,5,脱氧核苷酸,磷酸(基团),脱氧核糖,碱基对,一条脱氧核苷酸链的片段,嘌呤数嘧啶数(AGTC),核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,(4)由于解旋酶的作用使_断裂，两条扭成螺旋的双链解开，若4是胞嘧啶，则3是_。,(5)上述DNA分子彻底水解得到的产物是(),A脱氧核糖、核糖和磷酸,B脱氧核糖、碱基和磷酸,C核糖、碱基和磷酸,D核糖核苷酸、碱基和磷酸,7,氢键,鸟嘌呤,B,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,(6)基因D与d的根本区别是(),A基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状,B基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同,C4种脱氧核苷酸的排列顺序不同,D在染色体上的位置不同,(7)如下图，两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是(),C,B,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,(8)从生物“适应的相对性”、“基因突变的低频性”可见，DNA作为遗传物质其分子结构具有_性。,稳定,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,探究二双链DNA分子中的碱基数量关系,要 点探 究,1DNA分子中两条单链上碱基总数相等；在整个DNA分子中AT，GC。,2DNA分子两条链之间存在着A,1,T,2,，T,1,A,2,，G,1,C,2,，C,1,G,2,的关系。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,说明,：,碱基比例与双链DNA分子的共性及特异性。,共性：不因生物种类的不同而不同。,1；1；1,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。,特别提醒：,(1)若某DNA分子中有n个碱基对,，,则排列顺序有4,n,种,，,其中n代表碱基对数。,(2)在运用碱基互补配对原则进行计算时,，,是针对双链DNA分子而言的,，,不适用于单链DNA分子。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,问题导学,提示,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,提示,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,【例2,】,从某生物组织提取的DNA成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%，已知1号链的碱基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶。,(1)全部碱基中腺嘌呤占_%。,(2)与1号链相对应的2号链中，腺嘌呤占该链全部碱基的_%。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,分析,：,由题干可得知：整个分子中GC46%；1号链中A,1,28%,，,C,1,22%。解答本题时,，,应画出DNA分子的简图,，,标出各类碱基及所占的比例,，,再灵活运用(GC)或(AT)的整个分子和单链中所占的比例相等进行求解。,技巧归纳,：,解答此类问题要分三步进行分析,(1)弄清题中所给和所求的碱基比例是占整个DNA分子的碱基比例,，,还是占DNA分子一条链的碱基比例。,(2)画一个DNA分子的模式图,，,并在图中标出已知的和所要求的碱基。,(,3)根据碱基互补配对原则及其有关规律进行计算。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,先根据题干画出DNA分子简图如下：,解析,答案,(1)27(2)26,(1)因为GC占全部碱基(ATGC)的46%,，,所以AT146%54%。又因为AT,，,所以AT27%。,(2)因为1号链上A,1,占28%,，,所以A,1,占全部碱基的28%214%。由(1)题可知,，,整个分子中A占全部碱基的27%,，,所以A,2,占全部碱基的27%14%13%,，,所以A,2,占2号链的13%,226%。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,跟踪训练,2某DNA分子中，GC之和占全部碱基的35.8%，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(),A32.9%和17.1% B31.3%和18.7%,C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%,B,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,要 点探 究,由于DNA分子中(GC)之和在整体中的比例与在单链DNA中该比例均相等，可推出该已知链中GC35.8%，又因T与C分别占32.9%与17.1%，可求出该链中的A为1(GCT)1(35.8%32.9%)31.3%，G35.8%17.1%18.7%。其互补链中T和C应与该链中A与G的含量相等。,解释,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,易 错剖 析,【例】,蚕豆根尖细胞在含,3,H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(),A每条染色体的两条单体都被标记,B每条染色体中都只有一条单体被标记,C只有半数的染色体中一条单体被标记,D每条染色体的两条单体都不被标记,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,易 错剖 析,易错选项,错因分析,A项,审题不清。没有审清,“,蚕豆根尖细胞在含,3,H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,”,的题目条件，误认为DNA两条链都被放射性标记,C项,受思维定势的影响。考虑到DNA半保留复制误认为只有半数染色体中一条单体被标记。没有充分挖掘题干中的信息。由,“,蚕豆根尖细胞在含,3,H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,”,可知，DNA复制第一次，根据半保留复制特点，每个DNA分子中有一条链含放射性；由,“,在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,”,可知，DNA复制第二次，根据半保留复制，一个着丝点连接的两个DNA分子一个含放射性，一个不含放射性，每条染色单体含一个DNA分子，所以每条染色体中都只有一条染色单体含放射性,正确答案,选B。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,课题：设计型实验题的解题思路与方法,实 验专 项,基础理论：,1解题思路。,(1)准确把握实验目的：明确实验要解决的,“,生物学事实,”,是什么，要解决该,“,生物学事实,”,的哪一方面。,(2)明确实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么，涉及的生物学及相关学科的方法和原理有哪些。,(3)确定实验变量、设置对照实验：找出自变量和因变量，确定实验研究的因素以及影响本实验的无关变量；构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,实 验专 项,(4)确定实验方法：根据实验目的和所提供的材料来确定。,(5)设计合理的实验装置和实验步骤：严格遵循实验设计原则，根据实验原理以及在充分考虑提供的实验材料、用具的基础上，根据设计要求，设计实验装置和步骤。得出预期实验结果和结论。,2实验设计时的一般步骤。,(1)取材、分组、编号。取材时要注意数量和生理及发育状态、用具等要相同，即无关变量要相同且适宜，不影响实验结果。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,实 验专 项,(2)变量处理。根据单一变量原则和对照原则，对不同组别进行变量处理，以引起不同的实验结果来实现实验目的。,(3)根据需要可进行进一步相同处理，其他因素相同且最适的继续处理。,(4)检测、观察、统计、比较。必须找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,典例剖析,实 验专 项,1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下图是实验的部分过程：,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,实 验专 项,(1)写出以上实验的部分操作过程：,第一步：用,35,S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。_。,第二步：_。,先将细菌培养在含,35,S的培养基上；然后用噬菌体去侵染被,35,S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活,用,35,S标记的噬菌体与细菌混合,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,实 验专 项,(2)以上实验结果说明：_。,(3)SARS病原体(冠状病毒)侵染人体细胞的过程类似于噬菌体侵染细菌。结合上述实验过程及现象，请提出一种获得SARS疫苗(蛋白质外壳)的新途径？_。,噬菌体的蛋白质外壳没有进入到细菌体内,动物细胞培养冠状病毒侵染搅拌离心，从上清液中提取出蛋白质外壳。,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,实 验专 项,(4)噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要(),A细菌的DNA及其氨基酸,B噬菌体的DNA及其氨基酸,C噬菌体的DNA和细菌的氨基酸,D细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸,(5)用紫外线处理大肠杆菌可诱导产生对T,2,噬菌体有抗性的大肠杆菌，这种抗性的产生与其细胞膜上的蛋白质发生变化有关。下图简要示意处理的方法：,C,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,实 验专 项,在紫外线作用下，细菌的膜蛋白质改变的根本原因是导致DNA分子中_的排列顺序发生改变引起的。,如何将图中抗T,2,噬菌体菌株从混合菌株中筛选出来？,_。,碱基对,用T,2,噬菌体侵染混合菌株，在适宜的条件下培养一段时间，能形成菌落的就是抗T,2,噬菌体菌株,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,由于噬菌体营寄生生活，不能在普通培养基中生存，因此，需要先将细菌用同位素标记，然后让噬菌体去侵染细菌，使噬菌体获得标记。在细菌细胞中，噬菌体的DNA利用细菌的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳。抗T2噬菌体菌株的产生是由于膜蛋白的改变引起，而蛋白质的合成最终受DNA(基因)控制，故DNA分子中碱基对顺序发生改变，导致蛋白质分子结构改变。要筛选出抗T2噬菌体的细菌，就必须用T2噬菌体去侵染，只有抗性的细菌才能生存。,解释,实 验专 项,核心点晴,新知初探,要点探究,易错剖析,实验专项,栏目链接,