资源简介

(共31张PPT)
第4单元
遗传的分子基础
第2课时　DNA的结构
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
学习目标　1. 简述DNA的结构及其主要特点。2. 构建DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子作为遗传物质相适应的功能特征。
核 心 体 系
活 动 方 案
下图表示DNA结构层次图解，请回答下列问题。
活动一　简述DNA分子的结构及其主要特点
(1) DNA的基本组成单位是什么？两条链中相邻碱基之间的化学键名称是什么？一条链中相邻碱基又是如何连接的？
【答案】 脱氧核苷酸。氢键。脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖。
(2) DNA中如何储存足量的遗传信息？
【答案】 通过碱基多样的排列顺序。
(3) DNA分子中能体现生物的种间差异的是(A＋T)/(G＋C)还是(A＋G)/(T＋C)
【答案】 (A＋T)/(G＋C)。
(4) 请归纳DNA分子的结构特点。
【答案】 稳定性、多样性、特异性。
(5) 在搭建DNA分子模型中，有4种碱基塑料片20个，其中有4个C、6个G、3个A、7个T，脱氧核糖和磷酸之间连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片30个，代表氢键连接物若干，则最长能搭建多少对碱基组成的DNA分子？
【答案】 4对。
DNA的分子结构与其作为遗传物质的功能关系密切。思考以下问题。
(1) 作为遗传物质，应该具有哪些特点？
【答案】 能够贮存大量的遗传信息，能够进行复制，在前后代之间传递遗传信息，能够通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。
(2) DNA分子作为细胞生物的遗传物质，为什么能够储存大量信息？
【答案】 DNA是生物大分子物质，4种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。
活动二　概述DNA结构与功能的关系
(3) DNA分子结构为什么比较稳定？
【答案】 DNA分子具有特定的双螺旋结构。
(4) 作为遗传物质，DNA为什么能准确地将遗传信息传递给子代？
【答案】 DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制准确无误。
(5) DNA是怎样控制生物性状的？
【答案】 DNA通过转录和翻译的过程控制蛋白质中的氨基酸排列顺序。
1953年，沃森和克里克在英国《自然》杂志发表了《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文，引起了极大的轰动。DNA分子双螺旋结构提出后，人们发现人类的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中，两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。请思考并回答以下问题。
活动三　构建DNA双螺旋结构模型，了解现代遗传学研究方
法，解决现实生活问题
(1) 沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型中，每条脱氧核苷酸链有几个游离的磷酸基团？它们连接在每条链的5′端还是3′端？
【答案】 每条脱氧核苷酸链上各有1个游离的磷酸基团。连接在每条链的5′端。
(2) DNA双螺旋结构模型中，两条脱氧核苷酸链的方向是怎样的？它们之间通过什么键连接？为什么DNA分子结构中G＋C所占比例越大，其结构越稳定？
【答案】 反向平行。氢键。A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，因此，DNA分子中G＋C所占比例越大，DNA分子结构越稳定。
(3) 碱基配对时，为什么嘌呤碱基不与嘌呤碱基配对，嘧啶碱基不与嘧啶碱基配对？
【答案】 由于嘌呤碱基是双环化合物，所占空间大，嘧啶碱基是单环化合物，所占空间小，而DNA分子的两条链之间的距离是固定的。
(4) 在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。若双链DNA分子的一条链中(A＋G)/(T＋C)＝n，则其互补链及整个DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的比值分别是多少？
【答案】 分别是1/n和1。
(5) 若双链DNA分子的一条链中(A＋T)/(G＋C)＝m，则其互补链及整个DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的比值分别是多少？
【答案】 分别是m和m。
(6) DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际上是一种已知碱基序列的DNA片段， DNA探针寻找基因所用的原理是什么？用DNA做亲子鉴定时，小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，其原因是什么？
【答案】 碱基互补配对原则。孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲。
(7) 下图是通过提取某小孩和其生母以及待检测的三位男性(A、B、C)的DNA进行DNA指纹鉴定，部分结果如下图所示。则该小孩的真正生物学父亲是谁？
【答案】 B。
(8) 做亲子鉴定时选用的是DNA，是否可以选用RNA做亲子鉴定，为什么？
【答案】 不可以。因为基因在DNA上，而不在RNA上，且DNA具有特异性。
检 测 反 馈
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1 [学生用书P117]下列关于DNA的结构与特点的叙述，正确的是(　　)
A. 沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型是概念模型
B. 搭建6个碱基对的DNA双螺旋结构，需要磷酸与脱氧核糖的连接物24个
C. DNA分子中一条链中相邻的碱基A和T通过2个氢键连接
D. 双链DNA分子中，若一条脱氧核苷酸链中G、C共占1/2，则DNA分子中A占1/4
【答案】 D
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2 [学生用书P117]某同学欲制作长度为5个碱基对、内含2个腺嘌呤的DNA双螺旋结构模型。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 需要准备18个脱氧核糖和磷酸之间的连接物
B. 需要准备13个碱基之间的连接物
C. 能搭建出45 种不同的DNA分子模型
D. 制成的模型2条脱氧核苷酸链反向平行
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【解析】 5个碱基对即是10个脱氧核苷酸，10个脱氧核苷酸需要10个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，而脱氧核苷酸之间连接时(脱氧核糖与磷酸连接)需要8个连接物(形成2条脱氧核苷酸链)，共需要准备18个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，A正确；由于已知含有2个腺嘌呤，则能搭建出的DNA分子模型小于45 种，C错误。
【答案】 C
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3 [学生用书P117]下列关于生物遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A. 同一个体的不同体细胞内核酸相同，蛋白质不完全相同
B. 单链DNA分子中只与一个磷酸相连的脱氧核糖位于3′端
C. 同一DNA上不同基因转录时，RNA聚合酶沿DNA同一条链的同一方向移动
D. R型活细菌转化成S型活细菌时，外源DNA整合到染色体上并正常表达
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【解析】 同一个体的不同体细胞中，DNA分子相同，由于基因的选择性表达，细胞中的RNA分子和蛋白质不完全相同，A错误；DNA双链每条链末端的一个脱氧核糖只连接一个磷酸基团，单链DNA分子中只与一个磷酸相连的脱氧核糖位于3′端，B正确；由于转录的模板链是DNA的一条链，而同一DNA上的两个基因转录时的模板链不一定在同一条DNA链上，因此RNA聚合酶移动的方向不一定相同，C错误；肺炎链球菌属于原核生物，细胞内没有染色体，D错误。
【答案】 B
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4 [学生用书P118]碱基家族添了新成员，科学家人工合成了P、B、Z、S四种新的碱基，且Z—P和S—B均通过三个氢键配对。含有新碱基对的DNA仍能保持稳定性，并成功转录，但天然体系中缺乏相应的DNA聚合酶。下列有关说法正确的是(　　)
A. 对于同等长度的 DNA 序列，含有新碱基对越多的 DNA 分子稳定性越低
B. 在现有条件下，含有新碱基对的 DNA 分子能独立完成自我复制
C. 若存在具有该全新 DNA 的生物，则容易在温度较高环境中发现
D. 含有新碱基对的 DNA 可能具有双螺旋结构，但不能增加遗传信息的种类
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【解析】 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，A错误；DNA聚合酶是DNA复制必需的酶，因为缺乏相应的DNA聚合酶，故掺有人工合成新碱基的DNA 分子不能独立地自我复制，B错误；人工合成的碱基在配对时都是通过三个氢键连接的，氢键越多越耐高温，故则容易在温度较高环境中发现，C正确；该DNA分子可能具有双螺旋结构，含有四个新碱，可以增加遗传信息的种类，D错误。
【答案】 C
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5 [学生用书P118]下图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列正确的是(　　)
A. 该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上
B. 该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3/2
C. DNA解旋酶只作用于①部位，限制酶只作用于②部位
D. 将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
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【答案】 B
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6 [学生用书P118](多选)检测得知某双链DNA中鸟嘌呤数目为x，碱基总数为y，下列推断正确的有(　　)
A. 该DNA分子中与鸟嘌呤互补的碱基个数是x
D. 该DNA分子的碱基之间的氢键数是x＋2y
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【答案】 AC
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7 [学生用书P118]在现代刑侦领域中，DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用，刑侦人员只需要一滴血、精液或是一根头发，就可以进行DNA指纹鉴定。此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
(1) 现有一受害者体内取出的精液样品，请利用DNA指纹技术来确认怀疑对象。
鉴定步骤：①用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段。②用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成下图所示的DNA指纹图。
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根据下图所示的DNA指纹图，可判断怀疑对象中______号是罪犯，原因是_________________________________________________________ ______________。
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1号的DNA指纹图与从受害者体内分离的精液样品的DNA指纹
图相同
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(2) “每个人的DNA指纹是独一无二的”，根本原因是___________ _________________________________________________________。
(3) 利用DNA指纹技术进行DNA指纹鉴定的原理是_____________ _________。
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每个人的
遗传信息不同(或每个人基因中的脱氧核苷酸排列顺序不同)
DNA分子的
特异性
谢谢观看
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