(人教版)高中生物必修二课件第3章-第2节DNA分子的结构.ppt

1、生物必修必修 人教版人教版第 三 章基因的本质基因的本质第第2节节DNA分子的结构分子的结构生物必修生物必修 人教版人教版1 1自主学习自主学习2 2新知解读新知解读3 3指点迷津指点迷津4 4核心素养核心素养7 7训练巩固训练巩固8 8课课 时时 作作 业业5 5问题释疑问题释疑6 6知识构建知识构建生物必修生物必修 人教版人教版自自 主主 学学 习习生物必修生物必修 人教版人教版一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 1构建者：美国生物学家构建者：美国生物学家_和英国物理学家和英国物理学家_。2构建过程：构建过程：沃森沃森 克里克克里克 生物必修生物必修 人教版人教版二、二

2、、DNA分子的结构分子的结构生物必修生物必修 人教版人教版1DNA分子的结构层次：分子的结构层次：(1)基本组成元素：基本组成元素：_。(2)组成物质：组成物质：_，_，_。(3)基本组成单位：基本组成单位：_，共，共_种。种。(4)整体结构：由整体结构：由_条长链反向平行按条长链反向平行按_方式盘旋而成。方式盘旋而成。2DNA分子的结构特点：分子的结构特点：(1)基本骨架：由基本骨架：由_和和_交替连接组成。交替连接组成。(2)内侧：碱基之间通过内侧：碱基之间通过_连接，且遵循连接，且遵循_原则。根据此原则。根据此原则写出各序号代表的碱基种类。原则写出各序号代表的碱基种类。：_：_：_：_C

3、、H、O、N、P 磷酸基团磷酸基团 脱氧核糖脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基 脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸 4 2 双螺旋双螺旋 脱氧核糖脱氧核糖 磷酸磷酸 氢键氢键 碱基互补配对碱基互补配对 A G C T 生物必修生物必修 人教版人教版在整个双链在整个双链DNA分子中，嘌呤总数是否等于嘧啶总数？在一条单链中上述分子中，嘌呤总数是否等于嘧啶总数？在一条单链中上述关系还成立吗？关系还成立吗？提示：提示：是；否。是；否。？思考思考 生物必修生物必修 人教版人教版1DNA的两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构。的两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构。()提示：提示：DNA的两条主链是脱氧核糖

4、核苷酸长链。的两条主链是脱氧核糖核苷酸长链。2根据根据DNA分子中碱基互补配对原则可知：分子中碱基互补配对原则可知：AU，GC。()提示：提示：DNA的碱基组成是的碱基组成是A、T、C、G，不含，不含U。3DNA分子中分子中GC碱基对含量越高，碱基对含量越高，DNA分子越稳定。分子越稳定。()4AT/GC的比值在不同的比值在不同DNA分子中是不同的。分子中是不同的。()5DNA分子初步水解的产物有分子初步水解的产物有4种，彻底水解的产物有种，彻底水解的产物有5种。种。()提示：提示：彻底水解的产物有彻底水解的产物有6种，即一分子磷酸、一分子脱氧核糖及种，即一分子磷酸、一分子脱氧核糖及4种碱种碱

5、基。基。判断题判断题 生物必修生物必修 人教版人教版新新 知知 解解 读读生物必修生物必修 人教版人教版1DNA的结构单位的结构单位：脱氧核苷酸：脱氧核苷酸(4种种)知识点知识点1DNA分子的结构分子的结构生物必修生物必修 人教版人教版2DNA的空间结构：规则的双螺旋结构的空间结构：规则的双螺旋结构(1)DNA双链反向平行：一条走向是双链反向平行：一条走向是53，另一条走向是，另一条走向是35，有规则，有规则地盘绕成双螺旋。地盘绕成双螺旋。(2)外侧磷酸与脱氧核糖交替排列，构成基本骨架，碱基排列在内侧。外侧磷酸与脱氧核糖交替排列，构成基本骨架，碱基排列在内侧。(3)碱基互补配对原则：腺嘌呤碱基

6、互补配对原则：腺嘌呤(A)通过两个氢键与胸腺嘧啶通过两个氢键与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌配对，鸟嘌呤呤(G)通过三个氢键与胞嘧啶通过三个氢键与胞嘧啶(C)配对。配对。生物必修生物必修 人教版人教版归纳总结归纳总结DNA结构的结构的“五、四、三、二、一五、四、三、二、一”记忆记忆五种元素：五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；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；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一个螺旋：规则的双螺旋结构。一个螺旋：规则的双螺旋

7、结构。生物必修生物必修 人教版人教版3双链双链DNA分子中碱基数量关系分子中碱基数量关系(1)碱基互补配对原则的应用：在双链碱基互补配对原则的应用：在双链DNA分子中，四种碱基的比例和为分子中，四种碱基的比例和为1；(2)ATCG1；AT，CG，AGCTACGT总碱总碱基数的基数的1/2；(3)互补碱基之和的比例互补碱基之和的比例(AT)(CG)在已知链、互补链和整个在已知链、互补链和整个DNA分分子中相等；非互补碱基和的比值子中相等；非互补碱基和的比值如如(AC)(TC)在已知链与互补链间互为在已知链与互补链间互为倒数，在整个倒数，在整个DNA分子中该比值为分子中该比值为1；(4)在一个双链

8、在一个双链DNA分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均值。均值。生物必修生物必修 人教版人教版DNA分子中，分子中，A与与T之间有两个氢键，之间有两个氢键，C与与G之间有三个氢键，因此之间有三个氢键，因此CG对对相对含量多的相对含量多的DNA分子热稳定性高。分子热稳定性高。知识贴士知识贴士生物必修生物必修 人教版人教版某双链某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的和占全部碱基的54%，其中，其中链的碱基中，链的碱基中，22%是腺嘌呤，是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则是胞嘧啶，则链中胞嘧啶占整个链中胞嘧啶占

9、整个DNA分子碱基的比例是分子碱基的比例是()A13%B26%C27%D28%解析解析整个整个DNA中的中的GC占整个占整个DNA碱基总数的碱基总数的54%，则，则链上的链上的GC占该链碱基总数的比例也为占该链碱基总数的比例也为54%，又知，又知链中胞嘧啶占该链碱基总数比为链中胞嘧啶占该链碱基总数比为28%，则，则链中链中G占该链的比例为占该链的比例为54%-28%26%，则与之互补的，则与之互补的链中胞嘧啶链中胞嘧啶占占链碱基总数的比例也为链碱基总数的比例也为26%，而，而链碱基总数为双链链碱基总数为双链DNA总碱基数的一半，总碱基数的一半，由此推出由此推出链中胞嘧啶占链中胞嘧啶占DNA分子

10、总碱基的比例为：分子总碱基的比例为：26%/213%。典题典题 1A生物必修生物必修 人教版人教版变式训练变式训练1 已知一段双链已知一段双链DNA中碱基的对数和腺嘌呤的个数能否知中碱基的对数和腺嘌呤的个数能否知道这段道这段DNA中四种碱基的比例和中四种碱基的比例和(AC)(TG)的值的值()A能能B否否C只能知道只能知道(AC)(TG)的值的值D只能知道四种碱基的比例只能知道四种碱基的比例A生物必修生物必修 人教版人教版1制作原理制作原理：DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互

11、补配对。接排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。2设计模型：设计模型：绘出绘出DNA模型的设计图；确定制作的模型的设计图；确定制作的DNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构模型的大小模型的大小(如高度与直径的比例如高度与直径的比例)、维系立体结构的方法；选择代表磷酸、脱氧、维系立体结构的方法；选择代表磷酸、脱氧核糖、碱基的材料等。核糖、碱基的材料等。知识点知识点2制作制作DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型生物必修生物必修 人教版人教版3制作模型制作模型(1)使用各种材料分别使用各种材料分别“制作制作”若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件

12、整合在一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成整合在一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成DNA分子分子平面结构图；再平面结构图；再“旋转旋转”成双螺旋结构。成双螺旋结构。(2)根据设计计划，对制作的根据设计计划，对制作的DNA分子双螺结构模型进行检查，对模型的不分子双螺结构模型进行检查，对模型的不足加以修正。足加以修正。生物必修生物必修 人教版人教版需要注意的问题需要注意的问题1熟悉制作模型用的各种零件代表的物质，写出熟悉制作模型用的各种零件代表的物质，写出4种碱基的字母名称。种碱基的字母名称。2两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。两条链的长度、碱基

13、总数一致，碱基互补、方向相反。3磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。4制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。5各组模型制作以不同数量和顺序的各组模型制作以不同数量和顺序的A-T、C-G、T-A、G-C四种碱基对排四种碱基对排列，领悟列，领悟DNA分子的多样性。分子的多样性。知识贴士知识贴士生物必修生物必修 人教版人教版某同学欲制作一段具有某同学欲制作一段具有10对碱基的对碱基的DNA片段模型，他需准备的代表磷酸的球形塑料片、代表不同碱基的长方形塑料片片段模型，他需准备的代表磷酸的球形塑料片、代表不

14、同碱基的长方形塑料片和代表脱氧核糖的五边形塑料片的个数分别是和代表脱氧核糖的五边形塑料片的个数分别是()A20、20、20 B10、20、20C20、20、10 D20、40、20典题典题 2A生物必修生物必修 人教版人教版解析解析此题主要考查动手制作此题主要考查动手制作DNA双螺旋结构模型的实际操作能力，具双螺旋结构模型的实际操作能力，具体分析如下：体分析如下：生物必修生物必修 人教版人教版变式训练变式训练2 在在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基分子的一条单链中，相邻的碱基A与与T是通过下列是通过下列哪种结构连接起来的哪种结构连接起来的()A氢键氢键B脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核

15、糖C肽键肽键D磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸解析解析同一条脱氧核苷酸链中的相邻碱基同一条脱氧核苷酸链中的相邻碱基A与与T通过通过“脱氧核糖脱氧核糖磷磷酸酸脱氧核糖脱氧核糖”连接，如右图所示。连接，如右图所示。B生物必修生物必修 人教版人教版指指 点点 迷迷 津津生物必修生物必修 人教版人教版双链双链DNA分子中碱基互补配对的相关计算分子中碱基互补配对的相关计算1双链双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即分子中，互补碱基两两相等，即AT、CG，且嘌呤碱基总，且嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。数等于嘧啶碱基总数。2双链双链DNA分子中，任意两个不互补的碱基之和恒等，即分子中，任意两个不互补的碱基之

16、和恒等，即AGTCACTG；并且任意两个不互补的碱基之和占碱基总量的；并且任意两个不互补的碱基之和占碱基总量的50%，即，即(AC)%(TG)%50%(ATCG)。生物必修生物必修 人教版人教版生物必修生物必修 人教版人教版生物必修生物必修 人教版人教版区分核酸种类的方法区分核酸种类的方法(1)若含若含T，AT或嘌呤或嘌呤嘧啶，则为单链嘧啶，则为单链DNA。因为双链。因为双链DNA分子中分子中AT、GC，嘌呤，嘌呤(AG)嘧啶嘧啶(TC)。(2)若嘌呤若嘌呤嘧啶，肯定不是双链嘧啶，肯定不是双链DNA(可能为单链可能为单链DNA，也可能为，也可能为RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤但若是细胞中

17、所有核酸的嘌呤嘧啶，则可能既有双链嘧啶，则可能既有双链DNA又有又有RNA。知识贴士知识贴士生物必修生物必修 人教版人教版某某DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤共占碱分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤共占碱基总量的基总量的46%，其中一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的，其中一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的28%，则另一条链上腺，则另一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的比例为嘌呤占此链碱基总数的比例为()A46%B26%C54%D24%典题典题 3B生物必修生物必修 人教版人教版生物必修生物必修 人教版人教版解题思路二：假设这段解题思路二：假设这段DNA共包含共包含100对碱基，则对碱基，则H链和链和L链各有链各有100个碱

18、个碱基，根据题意：基，根据题意：GC46%，即，即GC20046%92个。个。则则AT108个，个，AT54个。个。又已知：又已知：AH28%，即，即AH28个，则个，则ALA-AH26个，所以个，所以AL26/100100%26%。生物必修生物必修 人教版人教版DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤分子中有关碱基比例计算的解题步骤解答解答DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：(1)弄清楚题中已知的和所求的碱基比例是占整个弄清楚题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还分子碱基的比例，还是占是占DNA分子一条链上碱基的比例

19、。分子一条链上碱基的比例。(2)画一个画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。(3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。知识贴士知识贴士生物必修生物必修 人教版人教版核核 心心 素素 养养生物必修生物必修 人教版人教版现有用硬纸片制作的现有用硬纸片制作的4种脱氧核苷酸模种脱氧核苷酸模型，样式如图所示，请你运用所学的关于型，样式如图所示，请你运用所学的关于DNA结构的知识，排列出一个平面结构的知识，排列出一个平面DNA片段图。片段图。(1)DNA片段由几条链构成？如何连接？片段由几条链构成？如何连接？

20、(2)试写出一个具体的试写出一个具体的DNA片段图。片段图。(3)理论上分析理论上分析(2)，一共能排出多少种片段图？，一共能排出多少种片段图？(4)从从(2)(3)中可得出什么结论？中可得出什么结论？探究点制作探究点制作DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型探究探究DNA分子的多样性和特异性分子的多样性和特异性案案 例例生物必修生物必修 人教版人教版案例分析案例分析DNA是双螺旋结构，所以有两条链，并且两条链之间是反向是双螺旋结构，所以有两条链，并且两条链之间是反向平行的。它们之间遵循碱基互补配对原则并通过氢键连接，每一个碱基位置对平行的。它们之间遵循碱基互补配对原则并通过氢键连接，每一个碱基位

21、置对应应4种碱基，同时由于碱基排列顺序的不同，导致种碱基，同时由于碱基排列顺序的不同，导致DNA分子结构具有多样性和特分子结构具有多样性和特异性。异性。生物必修生物必修 人教版人教版标准答案标准答案(1)两条链。两条链的单体间通过磷酸二酯键连接，链与链之两条链。两条链的单体间通过磷酸二酯键连接，链与链之间通过碱基间的氢键连接。间通过碱基间的氢键连接。(2)如图所示：如图所示：(3)44种。种。(4)DNA分子结构具有多样性和特异性。分子结构具有多样性和特异性。生物必修生物必修 人教版人教版技法提炼技法提炼制作制作DNA双螺旋结构模型的注意事项双螺旋结构模型的注意事项(1)严格按照实验操作程序，

22、按结构层次从小到大，从简单到复杂依次完严格按照实验操作程序，按结构层次从小到大，从简单到复杂依次完成。成。(2)制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时，注意各分子的大小比例。制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时，注意各分子的大小比例。(3)制作含氮碱基模型时，腺嘌呤制作含氮碱基模型时，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶和胸腺嘧啶(T)的一端应剪成相互吻合的一端应剪成相互吻合的形状；同理，鸟嘌呤的形状；同理，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶和胞嘧啶(C)的一端也剪成另一种吻合的形状。这两的一端也剪成另一种吻合的形状。这两种碱基对模型的长度应相等，以保证种碱基对模型的长度应相等，以保证DNA分子中两条链之间的距离相等。分子

23、中两条链之间的距离相等。(4)旋转平面结构模型构成立体结构时，如发现某结构部件有扭曲现象，应旋转平面结构模型构成立体结构时，如发现某结构部件有扭曲现象，应予以矫正。予以矫正。(5)整个制作过程中，各零件之间的连接应保持足够的牢固性，以免旋转时整个制作过程中，各零件之间的连接应保持足够的牢固性，以免旋转时零件脱落。零件脱落。生物必修生物必修 人教版人教版问问 题题 释释 疑疑生物必修生物必修 人教版人教版(一一)问题探讨问题探讨提示：提示：本节的问题探讨主要是培养学生收集资料，讨论交流的能力。本节的问题探讨主要是培养学生收集资料，讨论交流的能力。(二二)思考与讨论思考与讨论1提示：提示：主要涉及

24、物理学主要涉及物理学(主要是晶体学主要是晶体学)、生物化学、数学和分子生物学、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：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，其中包括数学射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法、建构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交计算法、建构模型的方法等。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。边缘学科，如生物化学、生物物理学等。2提示：提示：要善

25、于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，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。的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。生物必修生物必修 人教版人教版(三三)模型建构模型建构1提示：提示：DNA虽然只含有虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。储存了大量的遗传信息。2提示：提示：(1)靠靠DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；(2)在在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力的相互作用力(该点可不作为对学生的要求该点可不作为对学生的要求)。生物必修生物必修 人教版人教版知知 识识 构构 建建生物必修生物必修 人教版人教版生物必修生物必修 人教版人教版训训 练练 巩巩 固固生物必修生物必修 人教版人教版课课 时时 作作 业业感谢阅读下载！仅供参考学习之用！