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1、目标导航,预习导引,1.概述DNA分子结构的主要特点。 2.制作DNA分子双螺旋结构模型。 3.讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。,目标导航,预习导引,1.DNA的基本组成单位脱氧核苷酸 (1)组成:脱氧核苷酸的结构模式图如右。 (2)碱基:A(腺嘌呤);G(鸟嘌呤);C(胞嘧啶);T(胸腺嘧啶)。 (3)种类: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。 DNA的基本组成单位由几分子物质组成? 提示:DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,它由三分子物质组成:一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基。,目标导航,预习导引,2.DNA分子的结构 (1)DNA分子是由
2、两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA分子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,并且碱基配对有一定的规律: 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。,知识梳理,典例透析,一,二,三,实验设计,一、理解DNA分子的结构特点及特性 1.DNA分子的结构特点 DNA分子平面结构示意图,知识梳理,典例透析,一,二,三,实验设计,(1)DNA分子的基本组成单位为脱氧核苷酸,共4种,其差别是由碱基种类决定的。 (2)脱氧核苷酸以磷酸二酯键形式聚合成脱氧核苷酸链。 (3
3、)两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构,其基本骨架由排列在外侧且通过磷酸二酯键交替连接的脱氧核糖和磷酸构成。 (4)两条长链的碱基通过氢键连接成碱基对,碱基对的形成遵循碱基互补配对原则。,知识梳理,典例透析,一,二,三,实验设计,2.DNA分子的特性 (1)稳定性:DNA双螺旋结构的稳定性取决于碱基对间的氢键和脱氧核苷酸链上的磷酸二酯键。,知识梳理,典例透析,一,二,三,实验设计,二、DNA分子结构模式及信息解读,知识梳理,典例透析,一,二,三,实验设计,1.每个DNA片段中,游离的磷酸基团有两个。 2.代表磷酸,代表五碳糖,代表含氮碱基,它们之间的数量关系为111。 3.和之间的化学键
4、为磷酸二酯键。 4.碱基对之间的化学键为氢键,A与T之间是两个氢键,G与C之间是三个氢键,DNA分子中GC碱基对越多,结构越稳定。 5.DNA末端的两个脱氧核糖只连接一个磷酸,其余每个脱氧核糖连接着两个磷酸。 6.若碱基对数为n,则氢键数在2n3n之间。,知识梳理,典例透析,一,二,三,实验设计,三、DNA分子碱基间的数量关系 1.最根本的原则:碱基互补配对原则。 2.在双链DNA分子中:A=T、G=C、A+G=T+C或A+C=T+G;(A+G)/(T+C)=1。 3.在双链DNA分子中:一条链中的A+T与另一条链中的T+A相等,一条链中的G+C与另一条链中的C+G相等。 4.如果一条链中的(
5、A+T)/(G+C)=a,那么另一条链中其比值也是a;如果一条链中(A+G)/(T+C)=b,那么另一条链中其比值是1/b。 5.根据碱基互补配对原则可知,两个非互补配对碱基之和占DNA碱基总数的50%,因为A+C=T+G=A+G=T+C。 6.在双链DNA分子的一条链中,A+T占该链的碱基比例等于另一条链中A+T占的碱基比例,还等于双链DNA分子中A+T占整个DNA分子的碱基比例。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,实验设计,题型一 DNA的双螺旋结构 【例1】 下图是一个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
6、啶数 D.两条脱氧核苷酸链反向平行 解析:由图示可以看出,DNA是双螺旋结构,且两条链之间碱基严格互补配对,即嘌呤数等于嘧啶数;从图中不能看出两条链的方向。 答案:D,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,实验设计,反思领悟DNA的结构特点是两条脱氧核苷酸链反向平行,配对方式遵循碱基互补配对原则,即AT,GC。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,实验设计,题型二 双链DNA中碱基间的数量关系 【例2】 细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A,则该片段中( ) A.G的含量为30% B.U的含量为30% C.嘌呤含量为50% D.嘧啶含量为40% 解析:在DNA分子中,A=T,
7、G=C,故嘌呤的含量=嘧啶的含量=50%。A占30%,则G占50%-30%=20%。DNA分子中不含U。 答案:C 反思领悟在双链DNA中,A=T,G=C;A+G=T+C=50%;A+C=T+G=50%。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,实验设计,题型三 DNA分子结构的稳定性 【例3】 在DNA分子双螺旋结构中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有4种DNA样品,根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是( ) A.含胸腺嘧啶32%的样品 B.含腺嘌呤17%的样品 C.含腺嘌呤30%的样品 D.含胞嘧啶15%的样品,知识梳
8、理,典例透析,题型一,题型二,题型三,实验设计,解析:生活在高温环境中的嗜热菌,其DNA分子的稳定性高,说明两链之间的氢键多。腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶和鸟嘌呤之间有3个氢键,因此胞嘧啶和鸟嘌呤含量高的DNA分子稳定性高。A项样品中GC占36%,B项样品中GC占66%,C项样品中GC占40%,D项样品中GC占30%。 答案:B 反思领悟DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成,两条脱氧核苷酸链通过碱基对间的氢键相连。氢键数量越多,DNA分子越稳定。,知识梳理,典例透析,实验设计,探究方法,能力展示,制作DNA双螺旋结构模型时应注意的问题 1.严格按照实验操作程序,按结构层次从小到大,从简单
9、到复杂依次完成。 2.制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时,注意各分子的大小比例。 3.制作含氮碱基模型时:腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的一端应剪成相互吻合的形状。同理,鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的一端也应剪成另一种吻合的形状。这两种碱基对模型的长度应相等,以保证DNA分子中两条平行链之间的距离相等。 4.制作脱氧核苷酸长链模型时,要注意三点:两条长链中核苷酸的个数必须相同;两条长链并排时,必须保证碱基之间能够相互配对;两条长链走向要相反。,知识梳理,典例透析,实验设计,探究方法,能力展示,5.转平面结构成立体结构时,如发现某结构部件有扭曲现象,应予以矫正。 6.整个制作过程,各零件之间的连接应保持足够的牢固性,以免旋转时零件脱落。,知识梳理,典例透析,实验设计,探究方法,能力展示,某学生制作的以下碱基对模型中,正确的是( ) 解析:选项B,A、T之间应该有两个氢键;C、D两项方向错误,且D项中的G、C之间应该有三个氢键。 答案:A,