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第四章 第二节 DNA分子的结构和复制,第1课时 DNA分子的结构,1.阅读教材P67，了解DNA双螺旋结构模型的构建过程。 2.结合教材P6869，概述DNA分子的双螺旋结构模型的特点。 3.通过制作DNA双螺旋结构模型，理解DNA分子的结构特点及相关计算。,学习导航,重难点击,1.DNA分子的双螺旋结构模型的特点。 2.DNA分子结构的有关计算规律。,课堂导入,通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA。那么DNA究竟具有怎样的结构呢？上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程，这就是科学家模拟的DNA模型，下面就让我们重温科学家构建DNA模型的研究历程，分析DNA的结构特点。,内容索引,一、DNA分子结构的认识过程及结构特点,二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律,当堂检测,一、DNA分子结构的认识过程及结构特点,知识梳理,答案,1.对DNA分子结构的认识过程,不对称,胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C),答案,螺旋,一条链,双螺旋结构,2.DNA分子的结构 (1)写出图中各部分的名称 。,答案,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),(2)从图中可以看出，和A配对的一定是T，和G配对的一定是C，碱基对之间靠 连接。其中AT之间是 个氢键，GC之间是 个氢键。 (3)双螺旋结构特点 DNA分子是由两条链构成的，这两条链按照 的方式盘旋成双螺旋结构。 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关系，叫做 原则。,答案,氢键,2,3,反向平行,脱氧核糖和磷酸,碱基,氢键,A,G,碱基互补配对,如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：,合作探究,1.图中的1、2、5、7的名称分别是什么？,答案 1为碱基对、2为一条脱氧核苷酸单链片段、5为腺嘌呤脱氧核苷酸、7为氢键。,答案,2.DNA分子结构的基本骨架是怎样构成的？,答案 DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。,3.碱基对之间是怎样结合的？配对有什么规律？,答案 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。,4.该片段中，游离的磷酸基有几个？,答案 2个。,答案,5.DNA分子具有多样性的原因是什么？,答案 不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目存在差异，排列顺序多种多样。n对脱氧核苷酸可构成4n种排列次序(n为脱氧核苷酸“对”数)。,答案,活学活用,1.下面对DNA结构的叙述中，错误的是( ) A.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 B.DNA分子中的两条链反向平行 C.DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等 D.DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则,解析答案,解析 在DNA分子中，AT、GC，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架； DNA分子两条链反向平行； AT间是2个氢键，GC间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。,C,一题多变,判断正误： (1)DNA分子由四种脱氧核苷酸组成，这四种脱氧核苷酸含有的碱基是A、U、C、G( ) (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)DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构( ) (4)DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的( ) (5)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对( ) (6)DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对( ),答案,方法链接,DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆 五种元素：C、H、O、N、P； 四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸； 三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基； 两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链； 一种螺旋：规则的双螺旋结构。,返回,二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律,知识梳理,1.制作DNA双螺旋结构模型 (1)材料用具：硬塑方框2个(长约10 cm)，细铁丝2根(长约0.5 m)，球形塑料片(代表磷酸)若干，双层五边形塑料片(代表脱氧核糖)若干，4种不同颜色的长方形塑料片(代表4种不同碱基)若干，粗铁丝2根(长约10 cm)，订书钉。 (2)实验步骤 组装“脱氧核苷酸模型”：利用材料制作若干个 、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。,答案,脱氧核糖,答案,制作“多核苷酸长链模型”：按照一定的碱基排列顺序，将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成一条多核苷酸长链。在组装另一条多核苷酸长链时，方法相同，但要注意两点：一是两条长链的单核苷酸数目必须 ；二是两条长链并排时，必须保证碱基之间能够 ，不能随意组装。 制作DNA分子平面结构模型：按照 的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向 。 制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)：把DNA分子的平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。,相同,互补配对,碱基互补配对,相反,答案,胸腺,胞嘧啶,T,C,相等,TC,不同,111,合作探究,结合DNA分子双螺旋结构模型的特点，分析：,1.设在双链DNA分子中的1号链上A1T1n%，则2号链上A2T2的比例为多少？整个DNA分子中AT的比例又是多少？据此，你有什么结论？,分析 因为A1T2，A2T1，则：A1T1T2A2n%。整个DNA分子中：ATn%。即在双链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。 答案 T2A2n%；整个DNA分子中：ATn%；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。,分析,答案,分析,答案,2.某DNA分子中AT占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条 链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是( ) A.35% B.29% C.28% D.21%,活学活用,解析 整个DNA中的AT占整个DNA碱基总数的44%，则GC占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的互补链(b)上的C占b链碱基总数的21%，则G(a链上)C(b链上)占DNA分子碱基总数的21%。因为总的GC占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G(b链上)C(a链上)占DNA整个分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%，所以答案选A。,解析答案,A,易错提醒,进行碱基计算时要注意以下几点 (1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。 (2)注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。 (3)解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。,课堂小结,答案,反向平行,磷酸,脱氧核糖,互补配对,返回,当堂检测,1.下列关于沃森和克里克、富兰克琳、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是( ) A.富兰克琳提供了DNA分子的电子显微镜图像 B.沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型 C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系 D.富兰克琳和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量,1,2,3,4,5,B,答案,解析答案,1,2,3,4,5,2.在制作DNA双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型，圆代表磷酸，下列叙述正确的是( ) A.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)连接，以形成DNA的侧链 C.别针(代表共价键)应连接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,1,2,3,4,5,解析 方形表示的是含氮碱基，有A、T、G、C四种，没有U，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,3.右下面为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、T,1,2,3,4,5,解析答案,解析 DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，A错误； 胞嘧啶脱氧核苷酸由组成，B错误； 是A与T之间的氢键，G、C含量越多，DNA分子越稳定，C错误； 根据碱基互补配对原则，、依次代表A、G、C、T，D正确。 答案 D,1,2,3,4,5,4.有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是( ) A.三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶,解析答案,1,2,3,4,5,解析 据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。,C,5.分析以下材料，回答有关问题。 材料一 在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前，人们已经证实了DNA分子是由许多脱氧核苷酸构成的长链，自然界中的DNA并不以单链形式存在，而是由两条链结合形成的。 材料二 在1949年到1951年期间，科学家查哥夫(E.Chargaff)研究不同生物的DNA时发现，DNA分子中的嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，即A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，但(AT)与(GC)的比值是不固定的。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,材料三 根据富兰克琳(R.E.Franklin)等人对DNA的X射线衍射分析表明，DNA分子由许多“亚单位”组成，每一层的间距为0.34 nm，而且整个DNA分子长链的直径是恒定的。 以上科学研究成果为1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型奠定了基础。请分析回答： (1)材料一表明DNA分子是由两条_组成的，其基本单位是_。 (2)嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，说明_。 (3)A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，说明_。,1,2,3,4,5,(4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明_。 (5)富兰克林等人提出的DNA分子中的亚单位事实上是_；亚单位的间距都为0.34 nm，而且DNA分子的直径是恒定的，这些特征表明_。 (6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各对应碱基之间的关系是_ _，并成功地构建了DNA分子的双螺旋结构模型。,解析答案,返回,1,2,3,4,5,解析 材料一表明了当时科学界对DNA的认识是：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构。嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，即A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，说明二者可能是一种对应关系，而A与T的总数和G与C的总数的比值不固定则说明A与T之间的对应和C与G之间的对应是互不影响的，所以沃森和克里克提出了各对应碱基之间的关系是A与T配对，C与G配对，结果发现与各种事实相符，从而获得了成功。,解析答案,1,2,3,4,5,答案 (1)脱氧核苷酸长链 脱氧核苷酸 (2)DNA分子中嘌呤与嘧啶之间一一对应 (3)A与T一一对应，C与G一一对应 (4)A与T之间的对应和C与G之间的对应互不影响 (5)碱基对 DNA分子的空间结构非常规则 (6)A与T配对，C与G配对,返回,
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