人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)精品課件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

概述 DNA 結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。制作 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。討論 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程。
1、19世紀(jì)50年代科學(xué)界認(rèn)識(shí)到DNA 的化學(xué)組成。
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建
DNA的基本組成元素有哪些？
C、 H、 O、 N、 P
DNA的基本組成單位是什么？由哪幾種物質(zhì)組成？
脫氧核苷酸 = 含氮堿基 + 脫氧核糖 + 磷酸
含氮堿基：A、T、G、C
2、1951年威爾金斯展示了DNA的X射線的衍射圖譜，并且獲得相關(guān)其數(shù)據(jù)
3、沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的初步構(gòu)想。
4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鳥(niǎo)嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).
5、1953年沃森和克里克發(fā)表論文《核酸的分子結(jié)構(gòu)模型－脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》
1、上述資料中涉及到那些學(xué)科的知識(shí)和方法？這對(duì)你理解生物科學(xué)的發(fā)展有什么啟示？
主要涉及了物理學(xué)（主要是晶體學(xué)），生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。涉及的方法主要有：X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法，其中包括數(shù)學(xué)計(jì)算法；構(gòu)建模型的方法等等。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中許多成果的取得都是多學(xué)科交叉運(yùn)用的結(jié)果；反過(guò)來(lái)，多學(xué)科交叉的運(yùn)用，又會(huì)促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展，誕生新的邊緣學(xué)科，如生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。
要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的；研究小組成員在知識(shí)背景上最好是互補(bǔ)的；對(duì)所從事的研究要有興趣和激情等。
2、沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程，作為科學(xué)家合作的研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你那些啟示？
?1951年，威爾金斯和富蘭克林提供DNA衍射圖譜。?1952年，查哥夫提出在數(shù)量關(guān)系上，A=T、[1]________。?1953年，[2]______________提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
【答案】 [1]G=C [2]沃森和克里克
DNA的基本單位－脫氧核苷酸
四種脫氧核苷酸聚合形成多核苷酸鏈
2、DNA分子的平面結(jié)構(gòu)
DNA分子是如何維系它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性？
①堿基對(duì)之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián)； ②堿基對(duì)之間的相互作用力
3、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)
1）脫氧核糖與磷酸交替排列；
2）兩條主鏈呈反向平行；
3）盤(pán)繞成規(guī)則的雙螺旋。
1）主鏈上對(duì)應(yīng)堿基以氫鍵連結(jié)成對(duì)；
2）堿基互補(bǔ)配對(duì)（A— T，G— C）
4、DNA多樣性和特異性
同學(xué)們嘗試兩個(gè)符號(hào)牌的排列方式，這兩個(gè)符號(hào)牌可以寫(xiě)出相同符號(hào)A或B，又可以寫(xiě)成A和B，它們由左向右的書(shū)寫(xiě)類型有多少種？
四種：AA、BB、AB、BA
在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，堿基對(duì)有：A—T、T—A、G—C、C—G。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算DNA分子有多少種？
堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，從而能夠儲(chǔ)存了大量的遺傳信息。
每個(gè)DNA分子中的堿基對(duì)都有特定排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。
DNA分子中的脫氧核糖和磷酸基團(tuán)交替連接的方式不變，兩條鏈之間堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式不變。
5、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則應(yīng)用
設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。則在DNA雙鏈中： A = T ， G = C
①嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù) A+G=T+C 即A+G/T+C=1
②雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。
例題1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？
因?yàn)镈NA分子中，A+G=T+C。所以，
A=50%–23%=27%
③雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。
例題2、在DNA的一個(gè)單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少？
2.5 1 ;
④雙鏈DNA分子中，A+T占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈A+T是整個(gè)DNA分子A+T的一半。
例題 4、在含有四種堿基的DNA區(qū)段中，有腺嘌呤a個(gè)，占該區(qū)段全部堿基的比例為b，則（ ) b≤0.5 B. b≥0.5C.胞嘧啶為a(1/2－b) D.胞嘧啶為b(1/2 － a)
例題5、分析一個(gè)DNA分子時(shí)，發(fā)現(xiàn)30%的脫氧核苷酸含有A，由此可知，該分子中一條鏈上G含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？
例題3、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。
A＋T=54% G+C=46%
下列有關(guān)DNA 分子結(jié)構(gòu)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（　?。?A. 每個(gè)DNA 片段含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，且分別位于DNA 片段的兩端B. DNA 分子中某些脫氧核糖只和一個(gè)磷酸分子相連C. 堿基對(duì)通過(guò)氫鍵相連排列在DNA 分子的內(nèi)側(cè)D. DNA 中的A—T 堿基對(duì)越多，該DNA 越耐高溫
【解析】根據(jù)DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)DNA 片段含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，且分別位于DNA 片段的兩端，A 項(xiàng)正確；DNA 鏈末端的脫氧核糖上只連著一個(gè)磷酸分子，B 項(xiàng)正確；脫氧核糖與磷酸交替連接排列在DNA 分子的外側(cè)，堿基對(duì)通過(guò)氫鍵相連排列在DNA 分子的內(nèi)側(cè)， C 項(xiàng)正確；DNA 分子中，A 與T 之間通過(guò)兩個(gè)氫鍵相連，G 與C 之間通過(guò)三個(gè)氫鍵相連，因此DNA 中的G— C 堿基對(duì)越多，該DNA 越耐高溫，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】D
有關(guān)DNA中的堿基計(jì)算
與DNA結(jié)構(gòu)有關(guān)的堿基計(jì)算
（A+G）/（T+C）=
（A+C）/（T+G）=
（A+G）/（A+T+G+C）=
（A1+T1）/（A2+T2）=
（G1+C1）/（G2+C2）=
（A1+G1）/（T1+C1）= a，則（A2+G2）/（T2+C2）=
（A+T）/（A+T+G+C）=a，則（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=
1.右圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，下列敘述錯(cuò)誤的是（　　） A. 能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a 和b B. 圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的堿基有1 個(gè)C. 各核苷酸之間是通過(guò)化學(xué)鍵③連接起來(lái)的D. 若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T
【解析】核苷酸由1 分子磷酸、1 分子五碳糖和1 分子含氮堿基組成，b 中磷酸與五碳糖和堿基不屬于同一個(gè)核苷酸分子；題圖中每個(gè)五碳糖都只有1 個(gè)堿基與之直接相連；核苷酸之間通過(guò)［③］磷酸二酯鍵相連形成核苷酸鏈；脫氧核糖核苷酸根據(jù)堿基不同分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸，因此若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是胸腺嘧啶T。【答案】A
2.某雙鏈DNA分子含有200 個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上A∶T ∶G∶C=1 ∶2 ∶3 ∶4，則有關(guān)該DNA 分子的敘述，正確的是（　　） A. 含有4 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B. 含有腺嘌呤脫氧核苷酸30 個(gè)C. 該DNA 分子中A ∶ T ∶ G ∶ C=3 ∶ 3 ∶ 7 ∶ 7 D. 堿基排列方式共有4100 種
【解析】每條單鏈各有1 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，所以DNA 分子應(yīng)該有2 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。計(jì)算堿基數(shù)目時(shí)，需要注意所給堿基總數(shù)為個(gè)數(shù)還是對(duì)數(shù)，該DNA 分子中含有200 個(gè)堿基對(duì)，一條鏈上A ∶ T ∶ G ∶ C=1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 4，根據(jù)雙鏈中A+T 所占比例= 單鏈中A+T 所占比例，則雙鏈中A+T 占3/10，根據(jù)DNA 分子中A=T，推知A 和T 各占3/20，故腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為200×2×（3/20）=60 個(gè)。雙鏈中A 和T 分別占3/20，則C 和G 分別占7/20，故A ∶ T ∶ G ∶ C=3 ∶ 3 ∶ 7 ∶ 7。在各種堿基比例不確定的情況下，堿基排列方式共有4n 種，n 為堿基對(duì)數(shù)，即共有4200 種，而該DNA 分子堿基比例已確定，故排列方式小于4200 種。【答案】C
3.假如檢測(cè)某DNA 分子得知堿基A 的比例為x%，又知該DNA 分子的一條鏈所含的堿基中y% 是鳥(niǎo)嘌呤，以下推斷正確的是（　?。?A. 該DNA 分子中堿基總數(shù)量為x/y B. 該DNA 分子中堿基U 的數(shù)目為x% C. 該DNA 分子的另一條鏈中鳥(niǎo)嘌呤的比例是1-x%-y% D. 該DNA 分子中堿基C 的比例為50%-x%
【解析】在DNA 分子中A 和T 是相等的，G 和C 是相等的，只知道堿基A 的比例是x%，一條鏈中堿基G 的比例，無(wú)法得出DNA 分子的堿基總數(shù)，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA 分子中沒(méi)有堿基U，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；該DNA 分子的另一條鏈中鳥(niǎo)嘌呤的比例應(yīng)是1-2x%-y%，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；該DNA 分子中堿基C 的比例應(yīng)是（1-2x%）/2，即50%-x%，D 項(xiàng)正確。【答案】D
基本單位——脫氧核苷酸
DNA分子的多樣性、特異性和穩(wěn)定性
①由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤(pán)旋而成。②外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。③DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)。
堿基4種、堿基對(duì)2種、排列順序不同
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

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