3.2 DNA的结构 人教版（2019）必修2 课堂同步复习课件(共37张PPT)

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高中生物人教版
同步复习
第三章第二节 DNA的结构
01
知识小结
02
知识剖析
1模型构建者：1953年，由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克构建DNA双螺旋结构。
2构建依据
(1)DNA由6种小分子组成：脱氧核糖、磷酸和4种碱基(A、T、C、G)。这些小分子组成了4种脱氧核苷酸，再由4种脱氧核苷酸组成DNA。
(2)威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA呈螺旋结构。
(3)查哥夫告诉沃森和克里克，在DNA中，A和T的含量总是相等，G和C的含量也相等。
知识点一dna双螺旋结构模型的构建
3构建历程
4意义
DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。
知识点一dna双螺旋结构模型的构建
1.DNA的结构组成
知识点二dna的结构
2.DNA的结构特点
(1)反向平行：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)基本骨架：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)碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
知识点二dna的结构
1制作原理
DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构；DNA中的磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧；两条链上的碱基依据碱基互补配对原则通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。
知识点三制作dna双螺旋结构模型
2模型设计制作过程
制作脱氧核苷酸模型：按照每个脱氧核苷酸的结构组成，挑选模型零件，组装成若干个脱氧核苷酸
制作多核苷酸长链模型：按照一定的碱基排列顺序，将若干个脱氧核苷酸依次连起来，组成一条多核苷酸长链。在组装另一条多核苷酸长链时，方法相同。
制作DNA平面结构模型：按照碱基互补配对原则，将两条多核苷酸长链连接起来
制作DNA的立体结构(双螺旋结构)模型：把DNA平面结构模型旋转一下，即可得到DNA双螺旋结构模型
知识点三制作dna双螺旋结构模型
3注意事项
(1)制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时，须注意各分子的大小及比例。
(2)磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三者之间的连接部位要正确。
(3)制作两条长链时，注意两条链上的碱基总数要一致，互补碱基之间接口要吻合，且这两条链长度相等、方向相反。
知识点三制作dna双螺旋结构模型
1.碱基互补配对原则
A与T配对，G与C配对，如图所示。
知识点四碱基互补配对原则及其推论
2.有关推论
(1)规律一：一个双链DNA中，A=T、C=G,则A+G=T+C,即“嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数”或“任意两个不互补的碱基之和恒等于碱基总数的50%”。
(2)规律二：在双链DNA中，A+T或C+G在全部碱基中所占的比例等于其任意一条单链中A+T或C+G所占的比例。
知识点四碱基互补配对原则及其推论
由图知：A +T +G +C =m,A +T +G +C =m,整个双链DNA的碱基总数为2m。因为A =T 、T =A ,所以A +T =A +T ,A+T=(A +T )+(A +T ),A +T /m=A +T /m=A +T +A +T /2m。
(3)规律三：双链DNA中，一条单链的A +T /G +C 的值，与其互补链的A +T /G +C 的值是相等的，也与整个DNA的A+T/G+C的值是相等的。简记为“每条单链及双链中的互补碱基和之比均相等”。
知识点四碱基互补配对原则及其推论
(4)规律四：在双链DNA中，一条单链的A +T /G +C 的值
与其互补链的A +T /G +C 的值互为倒数关系。简记为“两条单链中的不互补碱基和之比互为倒数”。
(5)规律五：不同生物的DNA中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA的特异性。
(6)规律六：某碱基在双链DNA中所占的比例等于它在每条单链中所占比例的平均值，若某种碱基在DNA的一条链中所占比例为m%,在其互补链中所占比例为n%,则在双链中所占比例(m+n/2)100%；
知识点四碱基互补配对原则及其推论
(7)规律七：若已知A在双链DNA中所占的比例为c%,则A 在单链中所占的比例虽然无法确定，但最大值为2c%,最小值为0。
(8)规律八：由n对脱氧核苷酸(碱基)构成的DNA,如果碱基比例未确定，则理论上可构成4”种不同碱基序列的DNA;如果碱基比例已确定，则可构成的DNA种类应少于4”种。
知识点四碱基互补配对原则及其推论
03
综合训练
1.某DNA分子含有2000个碱基对，其中A的含量为20%，a链中G的含量为20%，下列与该DNA分子有关的叙述正确的是（　　）
A．该DNA分子中含有的氢键数为个4.8×103个
B．该DNA分子的两条单链中的值相等
C．该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0%～40%范围内
D．由于碱基互补配对，DNA分子中C与G的和占50%
考点01dna的结构层次及特点
【答案】C
【解答】解：A、氢键数计算：DNA总碱基对数为2000，A占20%，则A﹣T碱基对数为800对（每个A﹣T对有2个氢键），G﹣C碱基对数为1200对（每个G﹣C对有3个氢键），总氢键数＝800×2+1200×3＝5200个（即5.2×103个），不是4.8×103个，A错误；
B、根据碱基互补配对，两条单链中（A+C）/（T+G）的值互为倒数（一条链的A+C等于另一条链的T+G），因此该比值不一定相等，只有在特定情况下（如a链中A占20%）才可能相等，B错误；
C、a链中碱基A的比例：由于总A为800个，a链碱基数为2000个，且a链中A的数量可在0到800之间变化（例如，当a链无A时比例为0%，当a链集中所有A时比例为40%），因此比例范围为0%～40%，C正确；
D、碱基互补配对中，C与G的和应为1 2×20%＝60%，并非50%，D错误。
故选：C。
考点01dna的结构层次及特点
2.下列关于骨架的叙述，错误的是（　　）
A．糖原、蛋白质、脂肪、核苷酸等生物大分子都以碳链为基本骨架
B．内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜以磷脂双分子层为基本骨架
C．细胞骨架和植物细胞壁的主要成分不同，但都有维持细胞形态的作用
D．在DNA结构中脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架
考点01dna的结构层次及特点
【答案】A
【解答】解：A、糖原、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链为基本骨架，但脂肪不属于生物大分子，核苷酸是核酸的基本单位，A错误；
B、内质网膜、高尔基体膜和溶酶体膜均属于生物膜，其基本骨架为磷脂双分子层，B正确；
C、细胞骨架由蛋白质纤维组成，具有维持细胞形态和保持内部结构有序的作用；植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成，具有支持和保护作用，两者均有维持细胞形态的功能，C正确；
D、DNA分子中，脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，D正确。
故选：A。
考点01dna的结构层次及特点
3.孟德尔在对豌豆杂交实验进行分析时采用了假说—演绎法，其他科学家在研究过程中也用到了其他科学方法。科学方法在科学研究中的正确使用对于得出正确的实验结论至关重要，下列关于科学研究方法的叙述，正确的是（　　）
A．孟德尔所做的测交实验属于假说—演绎法中的演绎推理过程
B．鲁宾和卡门采用放射性同位素标记法证明了光合作用释放的O2中的O来自H2O
C．艾弗里采用自变量控制中的减法原理研究肺炎链球菌的转化因子
D．沃森和克里克采用概念模型构建的方法构建出DNA分子双螺旋结构模型
考点01dna的结构层次及特点
【答案】C
【解答】解：A、孟德尔的测交实验属于假说—演绎法中的实验验证阶段，A错误；
B、鲁宾和卡门通过同位素标记法分别用18O标记H2O和CO2中的O，证实光合作用释放的O2来自H2O，而18O没有放射性，属于稳定同位素，B错误；
C、艾弗里通过去除S型细菌提取物中的特定成分（如DNA、蛋白质等），观察R型细菌能否转化，属于自变量控制中的减法原理，C正确；
D、沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构是物理模型，而非概念模型，D错误。
故选：C。
考点01dna的结构层次及特点
4.科学家在人体快速分裂的细胞（如癌细胞）中发现了单链DNA的一种四螺旋结构，形成该结构的DNA单链3'突出端存在多个TTAGGG重复序列，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G﹣4平面”，继而形成立体的“G﹣四联体”，如图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A．两个相邻G﹣4平面中的G之间都是通过磷酸二酯键相连接
B．该“G﹣四联体螺旋结构”可以抑制癌细胞的分裂
C．3'突出端至少要有4个TTAGGG重复序列才能
形成图示G﹣四联体结构
D．该DNA单链中的值有可能等于1
考点01dna的结构层次及特点
【答案】B
【解答】解：A、在DNA单链中，脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，因此两个相邻G﹣4平面中的G之间都是通过磷酸二酯键相连接，A正确；
B、该结构存在于人体快速分裂的细胞（如癌细胞）中，说明其不会抑制癌细胞分裂，B错误；
C、由图可知，每4个G之间通过氢键等形成一个G﹣4平面，形成图示G﹣四联体至少需要12个G，而每个TTAGGG重复序列中有多个G，故3'突出端至少要有4个TTAGGG重复序列才能形成图示G﹣四联体结构，C正确；
D、DNA单链不遵循碱基互补配对原则，单链DNA中的比值有可能等于1，D正确。
故选：B。
考点01dna的结构层次及特点
5.科研人员研究核质互作的实验过程中，发现细胞质雄性不育玉米可被显性核恢复基因（R基因）恢复育性，T基因表示雄性不育基因，作用机理如图所示。下列叙述正确的是（　　）
[注：通常在括号外表示质基因，括号内表示核基因，如T（RR）]
A．T（Rr）的玉米自交，后代约有为雄性不育个体
B．在玉米体细胞中R基因和T基因均成对存在
C．R与T互为等位基因，其中R为显性、T为隐性
D．T基因所在DNA中含有2个游离的磷酸基团
考点01dna的结构层次及特点
【答案】A
【解答】解：A、自交过程中，T基因可随母本遗传给子代，所以子代中雄性不育个体的基因型应为T（rr）；基因型为Rr的玉米自交，产生基因型为rr的个体的概率＝，即雄性不育个体的概率＝，A正确；
B、T基因属于细胞质基因，不是成对存在，B错误；
C、T基因属于细胞质基因，R基因属于细胞核基因，二者不是等位基因，C错误；
D、图中的T基因位于环状DNA（线粒体DNA）上，而环状DNA无游离的磷酸基团，D错误。
故选：A。
考点01dna的结构层次及特点
6.DNA分子既有环状也有链状，既有单链也有双链。下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是（　　）
A．不同的双链DNA分子中嘌呤与嘧啶碱基的比例相同
B．DNA分子中每个脱氧核糖连接2个磷酸基团
C．每个DNA分子中都含有游离的磷酸基团和羟基
D．双链DNA分子中不互补的相邻碱基由磷酸二酯键相连
考点01dna的结构层次及特点
【答案】A
【解答】解：A、根据碱基互补配对原则，双链DNA分子，A与T配对，G与C配对，因此A+G＝T+C，两条链中嘌呤的数量等于嘧啶的数量，分别为50%，A正确；
B、若DNA分子为环状，则每个脱氧核糖连接两个磷酸基团；若DNA分子为链状，则每条链3′端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，B错误；
C、若DNA分子为环状，则该DNA分子中含没有游离的磷酸和羟基；若DNA分子为链状，则该DNA分子中含有游离的磷酸和羟基，C错误；
D、双链DNA分子中不互补的相邻碱基即指的是在DNA分子的一条单链中相邻的碱基，DNA分子的一条单链中相邻的碱基连接是通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连接，D错误。
故选：A。
考点01dna的结构层次及特点
7.蓝细菌水华会严重影响水域生态系统的安全，目前可以通过噬藻体控制蓝细菌水华，噬藻体是一种通过直接侵染使蓝细菌裂解的双链DNA病毒。下列叙述正确的是（　　）
A．噬藻体DNA遵循A﹣U与G﹣C的碱基互补配对原则
B．DNA单链的一个碱基分别与一个磷酸和一个碱基相连
C．噬藻体DNA是四种核糖核苷酸连接而成的双螺旋结构
D．噬藻体DNA中磷酸与脱氧核糖交替排列形成基本骨架
考点01dna的结构层次及特点
【答案】D
【解答】解：A、题干信息：噬藻体是一种通过直接侵染使蓝细菌裂解的双链DNA病毒，噬藻体DNA遵循A﹣T与G﹣C的碱基互补配对原则，A错误；
B、DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，碱基和磷酸基团分别连接在脱氧核糖的1号、5号碳原子上，可见DNA单链的一个碱基不可能与磷酸相连，B错误；
C、噬藻体DNA是四种脱氧核糖糖核苷酸连接而成的双螺旋结构，C错误；
D、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；故噬藻体DNA中磷酸与脱氧核糖交替排列形成基本骨架，D正确。
故选：D。
考点01dna的结构层次及特点
8.若某病毒的遗传物质中的碱基比例为＝，则下列说法错误的是（　　）
A．该病毒的遗传物质为单链DNA
B．将该病毒的遗传物质水解可得到4种核糖核苷酸
C．与小麦的遗传物质相比，该病毒的遗传物质易发生变异
D．该病毒的遗传信息储存在4种核苷酸的排列顺序中
考点01dna的结构层次及特点
【答案】B
【解答】解：A、双链DNA中A＝T、C＝G，＝1，因此该病毒的遗传物质为单链DNA，A正确；
B、将该病毒的遗传物质水解可得到4种脱氧核糖核苷酸，B错误；
C、小麦的遗传物质是DNA，与小麦的遗传物质相比，该病毒的遗传物质为单链DNA，易发生变异，C正确；
D、该病毒的遗传信息储存在4种核苷酸的排列顺序中，D正确。
故选：B。
考点01dna的结构层次及特点
9.（多选）据最新报道，碱基家族添了新成员，科学家合成了P、B、Z、S四种新的碱基，它们的配对原则是Z配P，S配B，并都是通过三个氢键连接。科学家将这四种合成碱基与天然碱基结合，得到了合成DNA，其与天然DNA拥有相同属性，能保持稳定性。下列叙述错误的是（　　）
A．合成DNA以磷酸和脱氧核糖交替连接为基本骨架，具有稳定的双螺旋结构
B．同等长度的合成DNA与天然DNA相比，二者储存的遗传信息量基本相同
C．多个同等长度的合成DNA中，含有新碱基对越多的合成DNA稳定性越低
D．若有一个环状合成DNA，则该合成DNA中碱基A和碱基T的数量仍然相等
考点01dna的结构层次及特点
【答案】BC
【解答】解：A、合成DNA与天然DNA拥有相同属性，以磷酸和脱氧核糖交替连接为基本骨架，具有稳定的双螺旋结构，A正确；
B、四种新碱基的加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列的可能性由4n变为8n，故同样长度的合成DNA能储存的遗传信息量大增，B错误；
C、根据题意，人工合成的碱基在配对时都是通过三个氢键连接的，氢键越多，DNA的稳定性越强，对于同等长度的DNA序列，掺有人工合成新碱基越多的DNA分子稳定性越强，C错误；
D、含有新碱基对的双链环状DNA分子中仍然是碱基A和T配对，所以碱基A和T的数量仍然相等，D正确。
故选：BC。
考点01dna的结构层次及特点
10.DNA双螺旋结构模型的提出在遗传学中具有里程碑式的意义，图1为DNA的基本单位脱氧核苷酸示意图，图2为某双链DNA分子片段的平面结构示意图。回答相关问题：
（1）图1中磷酸基团的结合位点在 （填“①”或“②”）。
（2）图2中③和④交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子
的　 。
（3）⑤、⑥通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循
原则。
（4）若该双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例为 。
（5）若图2中a链的某段DNA的序列是5′﹣GATACC﹣3′，那么它的互补链b的序列是
　
考点01dna的结构层次及特点
【答案】（1）② （2）基本骨架
（3）碱基互补配对 （4）30%
（5）5′﹣GGTATC﹣3′（或3′﹣CTATGG﹣5′）
【解答】解：（1）图1中在脱氧核苷酸分子中，含氮碱基与1'碳相连，磷酸基团与5'碳相连，所以，磷酸基团的结合位点在②。
（2）图2为某双链DNA分子片段的平面结构，③代表磷酸基团，④代表脱氧核糖，⑤和⑥代表碱基，磷酸和脱氧核糖交替连接，构成了DNA分子的基本骨架。
（3）⑤和⑥代表碱基，通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循碱基互补配对原则。
（4）若该双链DNA片段中，A占23%，双链DNA中，任意不互补碱基之和占碱基总数的50%，即A%+C%＝50%，即C占27%，C%＝（C1%+C2%）÷2，其中一条链中的C占该单链的24%，假设为C1%＝24%，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例C2%＝54%﹣24%＝30%。
（5）DNA分子的双链是反向平行的，若图2中a链的某段DNA的序列是5′﹣GATACC﹣3′，根据碱基互补配对原则，那么它的互补链b的序列是5′﹣GGTATC﹣3′。
考点01dna的结构层次及特点