第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu),第3章基因的本質(zhì),學(xué)習(xí)目標1.體驗DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作過程，學(xué)會制作DNA分子的模型。2.掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)特點并會進行相應(yīng)的堿基計算。,核心素養(yǎng)1.理性思維模型與建構(gòu)：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型制作。2.生命觀念結(jié)構(gòu)與功能觀：DNA分子作為遺傳物質(zhì)必須具備的特點。,新知導(dǎo)學(xué),達標檢測,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.構(gòu)建者：美國生物學(xué)家和英國物理學(xué)家。2.過程,一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建,沃森,克里克,氧核苷酸,脫,DNA衍射圖譜,外部,骨架,相同堿基,A=T,G=C,T,C,例11953年沃森和克里克構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，其重要意義在于發(fā)現(xiàn)DNA如何存儲遺傳信息確定DNA是主要的遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)DNA分子中堿基含量的規(guī)律性為DNA復(fù)制機制的闡明奠定基礎(chǔ)A.B.C.D.,答案,解析,解析雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的確定解釋了DNA為什么能存儲大量遺傳信息，為DNA半保留復(fù)制奠定了基礎(chǔ)，因此正確。,解析格里菲思通過肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗，證明了轉(zhuǎn)化因子的存在；赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染細菌實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)；沃森、克里克和威爾金斯提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎；摩爾根通過果蠅雜交實驗，證明了基因在染色體上。,例21962年沃森、克里克和威爾金斯三人因什么成果共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎A.通過細菌轉(zhuǎn)化實驗證明轉(zhuǎn)化因子的存在B.通過噬菌體侵染細菌的實驗證明遺傳物質(zhì)是DNAC.提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)D.確定了基因存在于染色體上,答案,解析,二、DNA分子的結(jié)構(gòu),1.DNA分子的基本組成單位(1)結(jié)構(gòu)模式圖,脫氧核苷酸,(2)堿基：A()；G(鳥嘌呤)；C(胞嘧啶)；T()。(3)種類：，鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸。,腺嘌呤,胸腺嘧啶,腺嘌呤脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸,2.雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(1)DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA分子中的交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過連接成堿基對。堿基配對的規(guī)律是：_與T配對，與C配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫做_原則。,反向平行,脫氧核糖和磷酸,堿基,氫鍵,A,G,堿基互,補配對,DNA分子的結(jié)構(gòu)分析DNA分子結(jié)構(gòu)可簡記為“5、4、3、2、1”，即5種元素、4種堿基(脫氧核苷酸)、3種小分子、2條長鏈、1個雙螺旋。(1)兩條鏈之間的堿基對：A與T配對，形成2個氫鍵；G與C配對，形成3個氫鍵。氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含GC堿基對(3個氫鍵)的比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。(2)氫鍵數(shù)目計算：若堿基對數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n3n，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3nm。,(3)兩條鏈反向平行：盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(4)每個DNA片段中有2個游離的磷酸基團，分別在兩條鏈的其中一端。(5)DNA雙鏈分子中磷酸、脫氧核糖和堿基之間的數(shù)量比為111。,解析由圖示可以看出，DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，且兩條鏈之間的堿基嚴格互補配對，即嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)；從題中不能看出兩條鏈的方向。,例3如圖是一個DNA分子的片段，從圖中不能得到的信息是A.DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)B.堿基嚴格互補配對C.嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)D.兩條脫氧核苷酸鏈反向平行,答案,解析,解析在DNA分子中，脫氧核糖與磷酸交替連接，排列在DNA外側(cè)，共同構(gòu)成DNA分子的基本骨架；DNA分子中的兩條鏈反向平行；AT間是2個氫鍵，GC間是3個氫鍵，故氫鍵數(shù)目和堿基數(shù)目不相等。,例4下列對DNA結(jié)構(gòu)的敘述中，錯誤的是A.DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)B.DNA分子中的兩條鏈反向平行C.DNA分子中氫鍵數(shù)目和堿基數(shù)目一定相等D.DNA分子中堿基之間一一對應(yīng)配對的關(guān)系是堿基互補配對原則,答案,解析,三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,1.組裝“脫氧核苷酸模型”：利用材料制作若干個、磷酸和堿基，組裝成若干個脫氧核苷酸。2.制作“多核苷酸長鏈模型”：將若干個脫氧核苷酸依次穿起來，組成兩條多核苷酸長鏈。注意兩條長鏈的單核苷酸數(shù)目必須，堿基之間能夠。3.制作DNA分子平面結(jié)構(gòu)模型：按照的原則，將兩條多核苷酸長鏈互相連接起來，注意兩條鏈的方向。4.制作DNA分子的立體結(jié)構(gòu)(雙螺旋結(jié)構(gòu))模型：把DNA分子平面結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一下，即可得到一個DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。,脫氧核糖,相同,互補配對,堿基互補配對,相反,例5在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為A.58B.78C.82D.88,答案,解析,解析構(gòu)成一個脫氧核苷酸需要2個訂書釘，20個脫氧核苷酸總共需要40個；一條DNA單鏈需要9個訂書釘連接，兩條鏈共需要18個；雙鏈間的氫鍵數(shù)共有24個，總共需要訂書釘24個。所以共需訂書釘82個。,例6如圖表示某同學(xué)在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時，制作的一條脫氧核苷酸鏈，下列表述不正確的是A.能表示一個完整脫氧核苷酸的是圖中的a或bB.圖中與每個五碳糖直接相連的堿基只有1個C.相鄰脫氧核苷酸之間通過化學(xué)鍵連接起來D.從堿基上看，缺少的堿基是T,答案,解析,解析圖中所示只有a表示的是一個完整的脫氧核苷酸；圖中與五碳糖直接相連的堿基只有1個；表示的是磷酸二酯鍵，相鄰的脫氧核苷酸通過此鍵相連接；脫氧核苷酸中的堿基共有4種，即A、G、C、T。,“三看法”判斷DNA分子結(jié)構(gòu)的正誤一看外側(cè)鏈成鍵位置是否正確，正確的成鍵位置在一分子脫氧核苷酸的5號碳原子上的磷酸基與相鄰核苷酸的3號碳原子之間；二看外側(cè)鏈是否反向平行；三看內(nèi)側(cè)鏈堿基之間配對是否遵循堿基互補配對原則。,學(xué)習(xí)小結(jié),反向平行,磷酸,互補配對,脫氧核糖,達標檢測,1.判斷正誤(1)DNA分子由四種脫氧核苷酸組成，這四種脫氧核苷酸含有的堿基是A、U、C、G()(2)DNA分子由兩條方向相同的脫氧核苷酸鏈盤旋而成()(3)沃森和克里克構(gòu)建的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中，磷酸脫氧核糖骨架排列在螺旋外部，堿基排列在螺旋內(nèi)部()(4)DNA分子中的堿基一定存在如下數(shù)量關(guān)系：CT，AG()(5)DNA單鏈中的A與T的數(shù)量一定相等(),答案,1,2,3,4,5,2.有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個腺嘌呤，則它的其他組成應(yīng)是A.三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶B.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胞嘧啶C.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶D.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個尿嘧啶,答案,1,2,3,4,5,解析根據(jù)堿基互補配對原則可知，另一個堿基為胸腺嘧啶，兩個脫氧核苷酸含有兩個磷酸和兩個脫氧核糖。,解析,3.下列是脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)圖，正確的是,答案,1,2,3,4,5,解析組成脫氧核苷酸的各組分子間正確的連接方式是：磷酸脫氧核糖含氮堿基，并且含氮堿基應(yīng)連接在脫氧核糖的1號碳原子上，磷酸連接在脫氧核糖的5號碳原子上。,解析,4.在DNA分子的1條單鏈中，相鄰的堿基A和T的連接是通過A.氫鍵B.脫氧核糖磷酸脫氧核糖C.肽鍵D.磷酸脫氧核糖磷酸,解析,答案,1,2,3,4,5,解析氫鍵是連接DNA兩條鏈堿基對的化學(xué)鍵，A錯誤；1條單鏈中相鄰的堿基A與T不直接相連，而是通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接，B正確，D錯誤；肽鍵是連接氨基酸的化學(xué)鍵，C錯誤。,5.分析以下材料，回答相關(guān)問題：材料一在沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之前，人們已經(jīng)證實了DNA分子是由許多脫氧核苷酸構(gòu)成的長鏈，自然界中的DNA并不以單鏈形式存在，而是由兩條鏈結(jié)合形成的。材料二在1949年到1951年期間，科學(xué)家E.Chargaff研究不同生物的DNA時發(fā)現(xiàn)，DNA分子中的嘧啶核苷酸的總數(shù)始終等于嘌呤核苷酸的總數(shù)；A的總數(shù)等于T的總數(shù)，G的總數(shù)等于C的總數(shù)，但(AT)與(GC)的比值是不固定的。,1,2,3,4,5,材料三根據(jù)R.E.Franklin等人對DNA晶體的X射線衍射分析表明DNA分子由許多“亞單位”組成，且每一層的間距為3.4埃，而且整個DNA分子長鏈的直徑是恒定的。以上科學(xué)研究成果為沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型奠定了基礎(chǔ)。請分析回答下列問題：(1)材料一表明DNA分子是由兩條_組成的，其基本單位是_。(2)嘧啶核苷酸的總數(shù)始終等于嘌呤核苷酸的總數(shù)，說明_。,答案,1,2,3,4,5,脫氧核苷酸長鏈,脫氧核苷酸,DNA分子中,嘌呤與嘧啶之間一一對應(yīng),(3)A的總數(shù)等于T的總數(shù)，G的總數(shù)等于C的總數(shù)，說明_。(4)A與T的總數(shù)和G與C的總數(shù)的比值不固定，說明_。(5)R.E.Franklin等人提出的DNA分子中的亞單位事實上是_；亞單位的間距是3.4埃，而且DNA分子的直徑是恒定的，這些特征表明_。(6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各對應(yīng)的堿基之間的關(guān)系是_，并成功地構(gòu)建了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。,答案,1,2,3,4,5,A與T之間的對應(yīng)和C,A與T一一對應(yīng)，,C與G一一對應(yīng),與G之間的對應(yīng)互不影響,堿基對,DNA分子的空間結(jié)構(gòu)非常規(guī)則,A與T配對，C與G配對,