1、第2节 DNA分子的结构,第3章 基因的本质,学习目标 1.体验DNA分子双螺旋结构模型的制作过程，学会制作DNA分子的模型。 2.掌握DNA分子的结构特点并会进行相应的碱基计算。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.构建者：美国生物学家 和英国物理学家 。 2.过程,一、DNA双螺旋结构模型的构建,沃森,克里克,氧核苷酸,脱,DNA衍射图谱,外部,骨架,相同碱基,A=T,G=C,T,C,例1 1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于 发现DNA如何存储遗传信息 确定DNA是主要的遗传物质 发现DNA分子中碱基含量的规律性 为DNA复制机制的阐明奠定基础 A.
2、B. C. D.,答案,解析,解析 双螺旋结构模型的确定解释了DNA为什么能存储大量遗传信息，为DNA半保留复制奠定了基础，因此正确。,解析 格里菲思通过肺炎双球菌的体内转化实验，证明了转化因子的存在；赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质；沃森、克里克和威尔金斯提出DNA的双螺旋结构，获得诺贝尔生理学或医学奖；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了基因在染色体上。,例2 1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖 A.通过细菌转化实验证明转化因子的存在 B.通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNA C.提出DNA双螺旋结构 D.确定了基因存在
3、于染色体上,答案,解析,二、DNA分子的结构,1.DNA分子的基本组成单位 (1)结构模式图,脱氧核苷酸,(2)碱基：A( )；G(鸟嘌呤)；C(胞嘧啶)；T( )。 (3)种类： ，鸟嘌呤脱氧核苷酸、 、 胸腺嘧啶脱氧核苷酸。,腺嘌呤,胸腺嘧啶,腺嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,2.双螺旋结构特点 (1)DNA分子是由两条链组成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。 (2)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。 (3)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的关系，叫做_原则。,反向平行,脱氧核糖和磷酸
4、,碱基,氢键,A,G,碱基互,补配对,DNA分子的结构分析 DNA分子结构可简记为“5、4、3、2、1”，即5种元素、4种碱基(脱氧核苷酸)、3种小分子、2条长链、1个双螺旋。 (1)两条链之间的碱基对：A与T配对，形成2个氢键；G与C配对，形成3个氢键。氢键越多，结构越稳定，即含GC碱基对(3个氢键)的比例越大，结构越稳定。 (2)氢键数目计算：若碱基对数为n，则氢键数为2n3n，若已知A有m个，则氢键数为3nm。,(3)两条链反向平行：盘旋成双螺旋结构。 (4)每个DNA片段中有2个游离的磷酸基团，分别在两条链的其中一端。 (5)DNA双链分子中磷酸、脱氧核糖和碱基之间的数量比为111。,
5、解析 由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间的碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。,例3 如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是 A.DNA是双螺旋结构 B.碱基严格互补配对 C.嘌呤数等于嘧啶数 D.两条脱氧核苷酸链反向平行,答案,解析,解析 在DNA分子中，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分子中的两条链反向平行；AT间是2个氢键，GC间是3个氢键，故氢键数目和碱基数目不相等。,例4 下列对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
6、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,答案,解析,三、制作DNA双螺旋结构模型,1.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。 2.制作“多核苷酸长链模型”：将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须 ，碱基之间能够 。 3.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 。 4.制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型：把DNA分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。
7、,脱氧核糖,相同,互补配对,碱基互补配对,相反,例5 在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为 A.58 B.78 C.82 D.88,答案,解析,解析 构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有24个，总共需要订书钉24个。所以共需订书钉82个。,例6 如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是 A.能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或b B.图
8、中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个 C.相邻脱氧核苷酸之间通过化学键连接起来 D.从碱基上看，缺少的碱基是T,答案,解析,解析 图中所示只有a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个；表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。,“三看法”判断DNA分子结构的正误 一看外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基与相邻核苷酸的3号碳原子之间；二看外侧链是否反向平行；三看内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则。,学习小结,反向平行,磷酸,互补配对,脱氧核糖,达标检测,1.判断正误
9、 (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)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成( ) (3)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构中，磷酸脱氧核糖骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部( ) (4)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：CT，AG( ) (5)DNA单链中的A与T的数量一定相等( ),答案,1,2,3,4,5,2.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
10、D.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶,答案,1,2,3,4,5,解析 根据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为胸腺嘧啶，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。,解析,3.下列是脱氧核苷酸的结构图，正确的是,答案,1,2,3,4,5,解析 组成脱氧核苷酸的各组分子间正确的连接方式是：磷酸脱氧核糖含氮碱基，并且含氮碱基应连接在脱氧核糖的1号碳原子上，磷酸连接在脱氧核糖的5号碳原子上。,解析,4.在DNA分子的1条单链中，相邻的碱基A和T的连接是通过 A.氢键 B.脱氧核糖磷酸脱氧核糖 C.肽键 D.磷酸脱氧核糖磷酸,解析,答案,1,2,3,4,5,解析 氢键是连接DNA两条链碱基对的化学键，A
11、错误； 1条单链中相邻的碱基A与T不直接相连，而是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接，B正确，D错误； 肽键是连接氨基酸的化学键，C错误。,5.分析以下材料，回答相关问题： 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；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,材料三
12、 根据R.E.Franklin等人对DNA晶体的X射线衍射分析表明DNA分子由许多“亚单位”组成，且每一层的间距为3.4埃，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沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型奠定了基础。请分析回答下列问题： (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_ _。,答案,1,2,3,4,5,脱氧核苷酸长链,脱氧核苷酸,DNA分子中,嘌呤与嘧啶之间一一对应,(3)A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，说明_ _。 (4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明_ _。 (5)R.E.Franklin等人提出的DNA分子中的亚单位事实上是_；亚单位的间距是3.4埃，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的碱基之间的关系是_，并成功地构建了DNA分子的双螺旋结构模型。,答案,1,2,3,4,5,A与T之间的对应和C,A与T一一对应，,C与G一一对应,与G之间的对应互不影响,碱基对,DNA分子的空间结构非常规则,A与T配对，C与G配对,
