1、第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu),一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1.構(gòu)建DNA雙螺旋模型的科學(xué)家是沃森和克里克。 2.構(gòu)建過程:,預(yù)習(xí)反饋 判斷正誤。 (1)沃森和克里克研究DNA分子的結(jié)構(gòu)時,運(yùn)用了構(gòu)建物理模型的方法。( ) (2)AT堿基對和GC堿基對具有相同的形狀和直徑,使DNA分子具有穩(wěn)定的直徑。( ) (3)富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也做出了巨大的貢獻(xiàn)。( ) (4)在DNA分子中,由于堿基A一定與堿基T配對、堿基G一定與堿基C配對,所以堿基A的數(shù)量一定等于堿基T的數(shù)量,堿基G的數(shù)量一定等于堿基C的數(shù)量。( ) (5)沃森和克里克構(gòu)建了一個磷酸脫氧核糖骨架排在螺旋外部,堿

2、基排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋模型。( ),二、DNA分子的結(jié)構(gòu) 1.DNA的結(jié)構(gòu)層次 基本組成元素:C、H、O、N、P等 基本組成物質(zhì):磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 基本組成單位:脫氧核苷酸(4種) DNA單鏈:脫氧核苷酸鏈 兩條 DNA雙鏈:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),2.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點 (1)DNA分子由兩條鏈組成,這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 (2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)。 (3)兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,并且堿基配對有一定的規(guī)律:A一定與T配對,C一定與G配對,堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系,稱為堿基互補(bǔ)配對原則

3、。,預(yù)習(xí)反饋 1.判斷正誤。 (1)DNA分子中堿基數(shù)=磷酸數(shù)=核糖數(shù)。( ) (2)含有G、C堿基對比較多的DNA分子熱穩(wěn)定性較差。( ) (3)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。( ) (4)DNA分子中的核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架。( ) (5)DNA分子一條鏈上相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”相連。( ),2.識圖。 下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖寫出及a所代表結(jié)構(gòu)的名稱。,;a.。,答案:磷酸(基團(tuán))脫氧核糖胞嘧啶胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)氫鍵堿基對一條脫氧核苷酸鏈的片段,三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

4、模型,探究點一,探究點二,DNA分子的結(jié)構(gòu) 問題情景 分析DNA分子的結(jié)構(gòu)層次圖解,回答下列問題。,探究點一,探究點二,1.通過DNA的基本單位推測構(gòu)成DNA的化學(xué)元素有哪些? 提示:C、H、O、N、P五種元素。 2.每個DNA片段中有幾個游離的磷酸基團(tuán)? 提示:2個。 3.如何理解堿基互補(bǔ)配對原則?哪種堿基對的數(shù)量對DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響更大? 提示:在DNA分子的內(nèi)部,A總是與T配對,C總是與G配對,堿基之間這種一一對應(yīng)的關(guān)系,叫做堿基互補(bǔ)配對原則。由于A與T之間是兩個氫鍵,G與C之間是三個氫鍵,DNA分子中GC堿基對越多,結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。 4.DNA若進(jìn)行初步水解和徹底水解,則產(chǎn)物分別是

5、什么? 提示:初步水解產(chǎn)物為4種脫氧核苷酸;徹底水解產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基(A、T、G、C)。,探究點一,探究點二,歸納提升 1.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點 (1)穩(wěn)定性 DNA分子的兩條脫氧核苷酸長鏈盤繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu),其雙螺旋結(jié)構(gòu)就是DNA分子具有穩(wěn)定性的原因之一。 DNA分子的基本骨架穩(wěn)定不變,都是脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。 DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的堿基配對方式穩(wěn)定不變。 (2)多樣性 DNA分子中堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的,這就構(gòu)成了DNA分子的多樣性。,探究點一,探究點二,(3)特異性 每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序,這種特定的堿基排列順序就構(gòu)成了

6、DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性正是自然界中各種生物之間、同種生物不同個體之間性狀表現(xiàn)千差萬別的根本原因。因此,DNA可以起到鑒別生物個體的作用。,探究點一,探究點二,2.解讀DNA結(jié)構(gòu)模型的三個關(guān)鍵,探究點一,探究點二,方法技巧 利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結(jié)構(gòu),探究點一,探究點二,典例剖析 下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,請回答問題。,探究點一,探究點二,(1)(填“能”或“不能”)構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸,(填序號)中含有N元素。 (2)在DNA分子的一條單鏈中,相鄰的堿基是通過連接的,有個游離的磷酸基團(tuán)。 (3)含17%腺嘌呤的DNA比含15%胞嘧啶的DNA耐熱性

7、。 (4)(填序號)相間排列,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架,并且堿基對之間通過氫鍵相連,說明了DNA分子具有。 答案:(1)不能(2)脫氧核糖磷酸脫氧核糖1(3)高(4)和穩(wěn)定性,探究點一,探究點二,活學(xué)活練 1.下圖是某同學(xué)制作的脫氧核苷酸對模型,其中正確的是() 解析:A項中,從五碳糖和磷酸基團(tuán)的形態(tài)和位置可判斷,兩條脫氧核苷酸鏈不是反向平行的,錯誤;B項中,A與T之間的氫鍵應(yīng)該是兩個而不是三個,錯誤;C項中,含氮堿基(C)與五碳糖的連接位置不對,且G與C之間應(yīng)有三個氫鍵,錯誤。 答案:D,探究點一,探究點二,2.下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,對該圖的描述正確的是() A.和相間排列,構(gòu)成了D

8、NA分子的基本骨架 B.的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 C.DNA聚合酶用于的形成 D.DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息,探究點一,探究點二,解析:由圖示可知,表示磷酸,表示脫氧核糖,表示胞嘧啶(堿基),和相間排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架;中的應(yīng)屬于上面那個脫氧核苷酸的磷酸基團(tuán);的形成依靠堿基互補(bǔ)配對原則,不需要DNA聚合酶,DNA聚合酶的作用是將游離的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。 答案:D,探究點一,探究點二,DNA分子中的堿基數(shù)量關(guān)系 問題情景 請結(jié)合教材中的DNA平面結(jié)構(gòu)圖,分析回答下列問題。 1.雙鏈DNA分子中,嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)有什么關(guān)系?其中A與T,C與G有什么數(shù)

9、量關(guān)系? 提示:嘌呤堿基數(shù)=嘧啶堿基數(shù)。A=T;C=G。 2.如果DNA分子一條鏈H1中的(A+C)/(T+G)為m,那么互補(bǔ)鏈H2中(A+C)/(T+G)為多少?在整個DNA分子中,該比值是多少? 提示:1/m;1。 3.在雙鏈DNA分子中,若某一條鏈中(A+T)/(G+C)=n,則在另一條鏈中(A+T)/(G+C)的比值是多少?在整個DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是多少? 提示:n;n。,探究點一,探究點二,歸納提升 DNA分子中堿基數(shù)量的計算規(guī)律 (1)在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同,即A+G=T+C。 (2)互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同,知識總

10、結(jié)雙鏈DNA分子之間堿基比例的共性及特異性 (1)共性:A/T=T/A=1,G/C=C/G=1,(A+C)/(T+G)=(A+G)/(T+C)=1。不因生物種類不同而不同。 (2)特異性:(A+T)/(C+G)的比值在不同DNA分子中是不同的,這是DNA分子多樣性和特異性的表現(xiàn)。,探究點一,探究點二,典例剖析 一個DNA分子的一條鏈上,腺嘌呤比鳥嘌呤多40%,兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%,則該DNA分子的另一條鏈上,胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的() A.44%B.24%C.14%D.28%,探究點一,探究點二,解析:(1)畫出草圖。(如下圖) (2)依題意,列出等量關(guān)系: 聯(lián)合得A1=28

11、% (3)依“等量代換”有T2=A1=28%,即胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的28%。 答案:D,探究點一,探究點二,方法技巧 “三步法”解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計算 第一步:搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例,還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。 第二步:畫一個DNA分子模式圖,并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基。 第三步:根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。,探究點一,探究點二,活學(xué)活練 1.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的() A.32

12、.9%,17.1%B.31.3%,18.7% C.18.7%,31.3%D.17.1%,32.9% 解析:配對的堿基之和在一條鏈中與在整個DNA分子中的比例是相同的,因此,該鏈中G的比例為35.8%-17.1%=18.7%,A的比例為1-(G+C)%-T%=1-35.8%-32.9%=31.3%,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,它的互補(bǔ)鏈中T、C的比例分別為31.3%、18.7%。 答案:B,探究點一,探究點二,2.某雙鏈DNA分子含有200個堿基對,其中一條鏈上ATGC=1234,則有關(guān)該DNA分子的敘述,正確的是() A.含有4個游離的磷酸基團(tuán) B.含有腺嘌呤脫氧核苷酸30個 C.4種含氮堿基ATGC=3377 D.堿基排列方式共有4100種,探究點一,探究點二,解析:每條單鏈各有一個游離的磷酸基團(tuán),所以DNA分子應(yīng)該有2個游離的磷酸基團(tuán)。計算堿基數(shù)目時,需要注意所給堿基總數(shù)為個數(shù)還是對數(shù),該DNA分子中含有200個堿基對,一條鏈上ATGC=123