新人教（2019）生物必修2课件：3.2 DNA的结构(共53张PPT)

(共53张PPT)
1.概述DNA结构的主要特点。
2.通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。
3.制作DNA双螺旋结构模型。
学习目标
1.生命观念：基于对DNA的结构特点的理解，形成结构与功能相适应的观念。
2.科学思维：理解DNA分子结构中的相关计算。
3.科学探究：动手制作模型，培养观察能力、动手能力及空间想象力。
素养要求
第2节　DNA的结构
新人教（2019）生物必修2课件
DNA双螺旋结构模型的构建
01
梳理教材知识 夯实基础
1.构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家 。
2.过程
克里克
脱氧核苷酸
DNA衍射图谱
A＝T，G＝C
T
C
思考延伸拓展 强化素养
探究DNA的两条单链之间的连接方式：
(1)DNA的两条单链由位于内侧的碱基连接而成还是由“脱氧核糖—磷酸”的基本骨架连接而成？请结合以下文字资料及生物膜的流动镶嵌模型，判断模型1、2中哪一个是科学的？
资料一　嘌呤和嘧啶碱基具有疏水
性，脱氧核糖和磷酸具有亲水性。
资料二　生物膜的流动镶嵌模型
请判断：在科学的模型下画“√”，反之画“×”。
×
√
(2)两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？
请结合以下资料进行分析：
资料三　DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料四　嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论： 。
不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连
(3)请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
来源 碱基的相对含量 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结合分支杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
结论： 。
A与T配对，G与C配对
DNA的结构
02
梳理教材知识 夯实基础
双螺旋结构特点
(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作 ，另一端有一个羟基(—OH)，称作 ，两条单链走向 ，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
(2)DNA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，并且碱基配对具有一定规律：__________一定与T(胸腺嘧啶)配对， 一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作 原则。
反向平行
5′－端
3′－端
相反
脱氧核糖和磷酸
碱基
氢键
A(腺嘌呤)
G(鸟嘌呤)
碱基互补配对
辨析易错易混 练前清障
(1)DNA中A与T碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强(　　)
(2)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连(　　)
(3)DNA两条链上的碱基通过氢键相连(　　)
(4)每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数(　　)
×
×
√
√
易错警示
准确辨析DNA结构中的数量、位置关系及连接方式
思考延伸拓展 强化素养
回答有关碱基互补配对原则应用的问题：
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
(1)A1＋A2＝ ；G1＋G2＝ 。
即：双链中A＝ ，G＝ ，A＋G＝ ＝ ＝ ＝ (A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
T1＋T2
C1＋C2
T
C
T＋C
A＋C
T＋G
(2)A1＋T1＝ ；G1＋C1＝ 。
规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。
A2＋T2
G2＋C2
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
互为倒数
制作DNA双螺旋结构模型
03
梳理教材知识 夯实基础
1.材料用具
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等。
2.制作过程
从DNA的基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过订书钉连接成基本单位——脱氧核苷酸模型，然后把“脱氧核苷酸”按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条“脱氧核苷酸链”，用同样方法制作另一条，再按碱基互补配对方式用订书钉连接两条链，最后旋转。
思考延伸拓展 强化素养
1.DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
提示　碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。
2.DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
提示　两条链上的碱基之间的氢键维持了双螺旋结构的稳定等。
梳理网络　要语必背
04
1.DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
2.DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
3.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A一定与T配对，G一定与C配对，碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
随堂演练　知识落实
05
1.沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型属于哪一种模型
A.化学模型　　　B.物理模型
C.概念模型　　　D.数学模型
√
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2.下列关于DNA化学组成的说法正确的有
①基本组成单位是脱氧核苷酸　②基本组成单位是核糖核苷酸　③五碳糖是核糖　④五碳糖是脱氧核糖　⑤含氮碱基有A、T、G、C四种　⑥含氮碱基有A、U、G、C四种
A.①④⑥　　B.②③⑤　　C.②③⑥　　D.①④⑤
√
解析　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，①正确；
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，②错误；
组成RNA的五碳糖是核糖，③错误；
组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，④正确；
组成DNA的含氮碱基有A、T、G、C四种，⑤正确、⑥错误。故选D。
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3.下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是
A.双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B.DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在内侧
C.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
D.DNA分子两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
解析　双链DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧。
√
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4.设某双链DNA的碱基为m对，其中腺嘌呤为x个，那么胞嘧啶的个数为
A.(m－x)/2　　B.(2m－x)/2　　C.(m－2x)/2　　D.m－x
√
解析　已知某双链DNA中有碱基m对，即碱基数为2m个，其中A为x个，则根据碱基互补配对原则，T＝A＝x个，C＝G＝(2m－2x)/2＝m－x。
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5.如图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，请回答下列问题：
(1)在制作模型前进行的设计中，甲处应考虑具备__种材料，它们分别是________________________；其中五
边形材料表示__________。
(2)乙表示的物质是___________，a位
置的元素是___。制作一个乙用到了___种材料。
(3)由乙连接成丙的过程，需考虑的主要有：两条链中五边形材料的顶角应呈_____(填“同向”或“反向”)关系；若一条链的下端是磷酸基团，则另一条链的上端应该是__________，这样制作的目的是体现DNA双链_________的特点。
6
磷酸、脱氧核糖、四种碱基
脱氧核糖
脱氧核苷酸
氧
3
反向
磷酸基团
反向平行
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5
(4)丙到丁过程体现了DNA分子_________的特点，丁中排在外侧的物质是_________________________。
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(双)螺旋
交替连接的脱氧核糖和磷酸
课时对点练
06
A组　基础对点练
题组一　DNA双螺旋结构模型的构建及制作
1.(2019·河北张家口高一下期末)右列
表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模
型(　　 表示脱氧核糖、　 表示碱基、
　 表示磷酸基团)，其中正确的是
解析　DNA分子中不含碱基U，A错误；
磷酸和含氮碱基都连接在脱氧核糖上，且分别位于脱氧核糖的两侧，B、D错误。
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√
2.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是以4种脱氧核苷
　酸为单位连接而成的长链的基础上，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、
　C 4种碱基
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
呈双螺旋结构
C.沃森和克里克曾尝试搭建了多种模型，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，构建出科学的模型
√
解析　沃森和克里克以DNA衍射图谱及有关数据为基础，推算出DNA呈螺旋结构，B错误。
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3.在DNA双螺旋结构模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，用订书钉代表氢键，由此搭建而成的DNA双螺旋结构模型
A.粗细相同，A与T之间3个钉，C与G之间2个钉
B.粗细相同，A与T之间2个钉，C与G之间3个钉
C.粗细不同，A与T之间3个钉，C与G之间2个钉
D.粗细不同，A与T之间2个钉，C与G之间3个钉
√
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解析　在DNA分子中，A一定与T配对，C一定与G配对，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。A与T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，依题意，A与T之间以及C与G之间分别钉2个钉、3个钉。
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4.在制作DNA双螺旋结构模型时，会发现制成的DNA分子的平面结构像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、连接“阶梯”的键依次是
①磷酸和脱氧核糖　②氢键　③碱基对　④肽键
A.①②③　　B.①③②　　C.③①②　　D.①③④
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5.(2020·辽宁师大附中月考)所谓“DNA指纹”，就是把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。DNA指纹鉴定技术的依据是不同人的DNA中不同的
A.碱基种类　　　　B.脱氧核糖排列顺序
C.磷酸排列顺序　　D.碱基排列顺序
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解析　每个DNA分子中都含有A、T、C、G 4种碱基，即不同DNA分子中的碱基种类相同，A项错误；
磷酸、脱氧核糖的排列顺序是不变的，它们交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架，B、C项错误。
题组二　DNA的结构
6.在DNA的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的
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
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7.如图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有
A.3处　　　B.5处
C.7处　　　D.8处
√
解析　组成DNA的五碳糖为脱氧核糖(共4处错误)；构成DNA的碱基中不含尿嘧啶；腺嘌呤通过两个氢键与胸腺嘧啶配对；胞嘧啶通过三个氢键与鸟嘌呤配对，共7处错误。
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8.DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。如果DNA的一条链上某碱基序列是5′－AGCTGCG－3′，则另一条链与之配对的部分是
A.5′－CGCAGCT－3′　　B.5′－TCGACGC－3′
C.5′－AGCTGCG－3′　　D.5′－GCGTCGA－3′
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9.下列有关DNA结构的叙述，错误的是
A.DNA的基本骨架排列在外侧
B.DNA具有独特的双螺旋结构
C.DNA中，A与U配对，C与G配对
D.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中
解析　DNA中，A与T配对，C与G配对，C错误。
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10.如图是DNA的局部结构示意图，请据图回答：
(1)图中有___种碱基，有___个完整的脱氧核苷酸单位，有___个游离的磷酸基团。
(2)从主链看，DNA的两条单链方向_________；
从碱基关系看，两条单链上的碱基______(填
“相同”或“互补”)。
(3)图中的1、2是_________，3是__________，4、5是__________，若该DNA片段中的这些结构可任意替换，则可形成___种不同的DNA片段。
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反向平行
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互补
磷酸基团
脱氧核糖
含氮碱基
4
B组　综合强化练
11.(2019·陕西西安长安一中高二期末)某同学要制作一个DNA片段模型，现准备了15个碱基A塑料片、8个碱基T塑料片、40个脱氧核糖塑料片和40个磷酸塑料片，已有碱基数不再增加，为了充分利用现有材料，还需准备碱基C塑料片
A.8个　　B.24个　　C.16个　　D.12个
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解析　DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，1分子脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成，所以40个脱氧核糖和40个磷酸的塑料片能形成20个脱氧核苷酸对，即20个碱基对。在双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，所以15个碱基A塑料片、8个碱基T塑料片能形成8个A—T碱基对，且已有碱基数量不再增加。因此，为了充分利用现有材料，还需准备12个碱基C塑料片，以形成12个C—G碱基对。故选D。
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12.某生物的碱基组成是嘌呤碱基占碱基总数的60%，嘧啶碱基占碱基总数的40%，则它不可能是
A.棉花　　B.绵羊　　C.T2噬菌体　　D.烟草花叶病毒
√
解析　棉花和绵羊体内有DNA和RNA，其嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等；烟草花叶病毒只含单链RNA，嘌呤碱基数和嘧啶碱基数不一定相等；而T2噬菌体只含双链DNA，其嘌呤碱基数和嘧啶碱基数一定相等。
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13.如图所示为DNA的结构示意图，对该图的正确描述是
A.②和③相间排列，构成了DNA的
　基本骨架
B.①②③构成一个胞嘧啶脱氧核苷酸
C.④所指碱基占的比例越大，DNA
　越稳定
D.DNA中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
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解析　DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，A错误；
②③⑨组成一个胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；
氢键越多，DNA越稳定，A与T之间有2个氢键，C与G之间有三个氢键，因此C与G所占比例越大，DNA越稳定，C错误；
根据碱基互补配对原则，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T，D正确。
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14.在一个双链DNA中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m
②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2
③一条链中A＋T的数量为n
④G的数量为m－n
A.①②③④　　B.②③④　　C.③④　　D.①②③
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解析　每个脱氧核苷酸分子都含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m，①正确；
因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A＝T＝n，则C＝G＝(m－2n)/2，所以碱基之间的氢键数为2n＋3(m－2n)/2＝(3m－2n)/2，②正确，④错误；
双链DNA中，A＝T＝n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A＋T的数量为n，③正确。故选D。
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15.分析一个DNA分子时，发现含有30%的腺嘌呤脱氧核苷酸，因此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量最大值可占此链碱基总数的
A.20%　　B.30%　　C.40%　　D.70%
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16.分析某生物的双链DNA分子，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%，又知一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则另一条链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是
A.17%　　B.32%　　C.34%　　D.50%
√
解析　腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%，则二者之和在一条链中的比例也是64%，又知一条链中腺嘌呤占该链全部碱基的30%，所以这一条链中胸腺嘧啶占该链全部碱基的64%－30%＝34%，另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基的34%，占整个DNA分子碱基的17%。
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17.某研究小组测定了多个不同双链DNA的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA中碱基数目比值的关系图。下列表示正确的是
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18.(2020·岳阳高一检测)如图为大肠杆菌DNA分子结构示意图(片段)。请根据图示分析并回答下列问题：
(1)图中1表示___________，2表示
_________，1、2、3结合在一起的
结构叫作____________。
磷酸(基团)
脱氧核糖
脱氧核苷酸
解析　据题图分析可知，图中1表示磷酸，2表示脱氧核糖，3表示含氮碱基，1、2、3结合在一起形成脱氧核苷酸。
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(2)3有____种，中文名称分别是________________。
2
鸟嘌呤或胞嘧啶
解析　3表示含氮碱基，由于3与4之间的氢键是3个，因此3可能是鸟嘌呤(G)或胞嘧啶(C)。
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(3)DNA分子中3和4是通过______连接起来的。
(4)DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是_________。
氢键
含氮碱基
解析　DNA分子的组成成分是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基，其中只有含氮碱基内含有氮元素，因此DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是含氮碱基。
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(5)图中DNA分子片段中，游离的磷酸有___个。若大肠杆菌DNA分子的碱基G有x个，占其碱基总量的比例是y，则该DNA
分子的碱基之间的氢键数目是______。
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