【课件版同步学案】人教版（2019）必修二 3.2 DNA的结构(共47张PPT)

(共47张PPT)
2019版新人教必修2学案
2　DNA的结构
第三章　基因的本质
课标要点 学法指导
概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸组成的，通常由两条碱基互补配对，反向平行的长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息 1.科学探究：了解科学家构建模型的研究历程
2．科学思维：概述DNA结构的主要特点
3．科学探究：学习制作DNA双螺旋结构模型
知识导图
1．构建者：________和________。
2．构建过程
DNA双螺旋结构模型的构建
沃森　
克里克
【答案】衍射图谱　A　T　C　G　螺旋　A＝T　G＝C　外侧　内侧　T　C(答案从左到右，从上到下)
提示：查哥夫。
沃森和克里克关于碱基配对方式的模型主要是受到哪位科学家研究成果的提示？
下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是 (　　)
A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA分子是以4种脱氧核苷酸(碱基为A、T、G、C)为单位连接而成的长链的基础上
B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构
C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学
D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出了科学的模型
【答案】B　
【解析】沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋结构。
1．DNA分子的结构
写出下图中各部分的名称：
①____________；②________；③________；④________；
⑤__________；⑥___________；
⑦__________。
DNA分子的结构
胸腺嘧啶(T)　
脱氧核糖　
磷酸　
碱基对　
腺嘌呤(A)　
鸟嘌呤(G)　
胞嘧啶(C)
2．双螺旋结构的特点
(1)DNA分子是由________单链构成的，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，叫作____________________原则。
两条　
反向平行
脱氧核糖和磷酸　
碱基
氢键　
A
G　
碱基互补配对
提示：是的。
在DNA分子的双螺旋结构中，嘌呤和嘧啶的数量是否一定相等？
判断下列叙述的正误。
(1)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。 (　　)
(2)DNA分子中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架。
(　　)
(3)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基。
(　　)
(4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸－脱氧核糖－磷酸相连。 (　　)
(5)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。
(　　)
【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
DNA的结构
[知识归纳]
1．理清两种关系与两类化学键
2．DNA的结构特性
(1)稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：DNA分子中碱基对(脱氧核苷酸对)的排列顺序多种多样，构成了DNA的多样性→遗传信息的多样性→生物多样性。
(3)特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
1．DNA的基本单位是什么？四种基本单位的主要区别是什么？
提示：脱氧核苷酸；碱基种类。
2．说出图中数字的名称。
提示：碱基对；脱氧核苷酸链；脱氧核糖；磷酸基团；腺嘌呤脱氧核苷酸；腺嘌呤；氢键。
3．为什么“G—C”含量越多的DNA越耐高温？
提示：G—C之间的氢键数量是3个，而A—T之间的氢键数量是2个，所以含“G—C”越多则DNA结构越稳定，越不容易被高温破坏。
4．乙比甲结构更稳定，为什么？
提示：甲所示的是平面结构，乙是双螺旋结构，螺旋化使DNA分子的结构更稳定。
5．不同的DNA分子哪些方面会有所不同？(供选：脱氧核苷酸的数量、碱基种类、基本骨架、碱基对的排列顺序)
提示：脱氧核苷酸的数量和碱基对的排列顺序。
【方法规律】
记忆DNA结构的“五、四、三、二、一”
五种元素：C、H、O、N、P；
四种碱基：A、G、C、T，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；
二条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；
一种螺旋：双螺旋结构。
[对点精练]
1．下图为核苷酸链结构图，下列叙述不正确的是 (　　)
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的b
B．图中每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连
C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
【答案】A　
【解析】核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子碱基按一定的规律连接而成，图中的a正确，而b中磷酸的连接位置不正确，A错误；由题图可知，每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连，B正确；核苷酸之间通过磷酸二酯键即图中③相连形成核苷酸链，C正确；脱氧核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是胸腺嘧啶T，D正确。
2．(2021·广东学考)下图为DNA分子结构的模式图。下列叙述错误的是 (　　)
A．分子的两条链呈反向平行
B．配对的碱基间以氢键连接
C．脱氧核糖和碱基交替连接
D．碱基数量总是A＋G＝T＋C
【答案】C　
【解析】DNA分子的两条链呈反向平行，A正确；碱基对间以氢键连接，B正确；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，C错误；在DNA的双链结构中，A＝T、G＝C，碱基数量总是A＋G＝T＋C，D正确。
DNA中的碱基数量计算
[知识归纳]
[对点精练]
1．某双链DNA分子中共有碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)/ (C＋G)＝2/5，则该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是 (　　)
A．150个　　　 B．200个
C．500个　　 D．1 000个
【答案】C　
【解析】双链DNA分子中共有碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)/(C＋G)＝2/5，则双链DNA分子中A＋T占总碱基数的2/7，G＋C占5/7，该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是1 400×5/7÷2＝500个。
2．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述错误的是 (　　)
A．脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m
B．碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2
C．两条链中A＋T的数量为2n
D．G的数量为m－n
【答案】D　
【解析】一个脱氧核苷酸分子，由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m，A正确；碱基总数为m，一共有m/2个碱基对，腺嘌呤为n，则氢键总数为(3m－2n)/2，B正确；腺嘌呤数为n，A与T碱基互补配对，A＝T，C正确；A与T碱基互补配对，A＝T＝n，所以C＋G＝m－2n，C＝G＝(m－2n)/2，D错误。
课堂·延伸提分
易错易混1：误认为DNA分子中“嘌呤数一定等于嘧啶数”
DNA分子一般为“双螺旋结构”，双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数，但其一条链中嘌呤数不一定等于嘧啶数，单链DNA分子中嘌呤数也不一定等于嘧啶数。
例1　经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判断 (　　)
A．此生物体内的核酸一定是DNA
B．该生物一定不含DNA而只含RNA
C．若此生物只含DNA，则一定是单链的
D．若此生物含DNA，则一定是双链的
易错易混2：错将真核生物的“染色体”等同于“遗传物质”或错将“DNA”等同于“基因”
真核生物的遗传物质是DNA，遗传物质的结构和功能单位是基因——它是DNA分子中“有遗传效应”的片段，每个DNA分子有许多这样的片段。染色体则是DNA的“主要载体”——它主要由DNA和蛋白质组成(注：除染色体外，少数DNA还可存在于线粒体、叶绿体中)。其关系归纳如下：
【答案】C　
【解析】因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有RNA，或同时含有DNA和RNA，或只含单链DNA。
例2　(2021·黑龙江伊春模拟)如下图所示，能正确表示染色体、DNA、基因三者之间关系的是 (　　)
【答案】C　
【解析】基因主要位于染色体上，基因是有遗传效应的DNA片段。
小练 · 素养达成
1．下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法，正确的是(　　)
A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
C．查哥夫提出了A与T配对，C与G配对的正确关系
D．富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量
【答案】B　
【解析】在DNA分子结构构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱；查哥夫发现了A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量；沃森和克里克在此基础上提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
2．下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是 (　　)
A．基本组成单位是核糖核苷酸
B．磷酸和五碳糖排列在内侧
C．碱基对构成DNA分子的基本骨架
D．具有规则的双螺旋结构
【答案】D　
【解析】DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，A错误；磷酸和五碳糖交替连接排列在外侧，碱基排列在内侧，B错误；DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的，C错误；DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，形成规则的双螺旋结构，D正确。
3．(2021·陕西西安期中)下列关于DNA分子结构的说法中，不正确的是 (　　)
A．在一个DNA分子中总是含有两个游离的磷酸基团
B．DNA分子的基本骨架由“……—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—……”构成
C．两条单链能结合在一起与氢键的作用密切相关
D．DNA分子中G与C所占比例越大，结构越稳定
【答案】A　
【解析】链状的双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团，但环状的双链DNA分子不含有游离的磷酸基团，A项错误；“……—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—……”构成DNA分子的基本骨架，B项正确；两条单链靠碱基对之间氢键的作用结合在一起，C项正确；DNA分子中G与C之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，所以C与G所占比例越大，结构越稳定，D项正确。
4．不同的双链DNA分子 (　　)
A．基本骨架不同 B．碱基种类不同
C．碱基配对方式不同 D．碱基对排列顺序不同
【答案】D　
【解析】组成双链DNA分子的基本骨架相同，都由磷酸和脱氧核糖交替排列形成，A错误；不同的双链DNA分子都有A、T、C、G四种碱基，B错误；双链DNA分子中都是A与T配对、C和G配对，C错误；不同的双链DNA分子碱基对排列顺序不同，D正确。
5．(2021·安徽蚌埠期末)下图所示为DNA分子的某一片段，下列相关叙述正确的是 (　　)
A．构成DNA分子的基本单位是⑦
B．DNA分子中⑤相对含量越多越稳定
C．图中④的种类由③决定，共有5种
D．⑥构成DNA分子的基本骨架
【答案】B　
【解析】图中⑦为脱氧核苷酸链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④，A项错误；⑤表示碱基C、G之间的氢键，DNA分子中其相对含量越多越稳定，B项正确；图中④是脱氧核苷酸，其种类由③碱基决定，共有A、G、C、T4种，C项错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架，D项错误。
6．(2021·江苏连云港期末)下列有关双链DNA分子的叙述，不正确的是 (　　)
A．若DNA分子中碱基A所占比例为a，则碱基C所占比例为1/2－a
B．如果一条链上(A＋T)/(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为m
C．如果一条链上的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上该比值为4∶3∶2∶1
D．由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为100个
【答案】C　
【解析】依题意知，A和T所占比例均为a，则C和G所占比例均为1/2－a，A项正确；如果一条链上(A＋T)/(G＋C)＝m，根据碱基互补配对原则，可知另一条链上该比值也为m，B项正确；如果一条链上的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上该比值为2∶1∶4∶3，C项错误；如果该DNA分子片段只含有A—T碱基对，则只含有100个氢键，D项正确。