3.2 DNA的结构-2023-2024学年高一生物下学期同步优质备课课件（2019人教版必修2）

生物学（新人教版） 遗传与进化 第三章 基因的本质 第2节 DNA的结构 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、学会按照碱基互补配对原则进行碱基计算。 Learning Objectives 学习目标 坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗？ DNA雕塑 格里菲斯：肺炎链球菌体内转化实验 艾弗里：肺炎链球菌体外转化实验 赫尔希、蔡斯 ：噬菌体侵染大肠杆菌实验 DNA是遗传物质 DNA是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？首先需要弄清楚DNA的结构。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1951年 1952年 1953年 1962年 威尔金斯、富兰克林 查哥夫 沃森、克里克 沃森、克里克、威尔金斯 富兰克林和威尔金斯采用X射线衍射技术拍摄到DNA衍射图谱。 在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C） 沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载 沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖 DNA双螺旋结构模型构建的过程中科学家们都做出了哪些贡献？ Knowledge Explanation 知识讲解 构建过程： DNA分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的长链 威尔金斯和富兰克林利用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱 双螺旋和三螺旋结构 构建模型Ⅰ 双螺旋结构 否定 补充：查哥夫提出DNA分子碱基特点是A=T，C=G 构建模型Ⅱ A与T配对，C与G配对，DNA两条链的方向是相反的 脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。 Knowledge Explanation 知识讲解 讨 论 （1）DNA由几条链组成？具有怎样的立体结构？ DNA是由两条链构成的；这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA基本骨架由哪些物质构成？它们分别位于DNA什么部位？ 磷酸和脱氧核糖；双链外侧 （3）DNA中碱基如何配对？它们位于DNA什么部位？ A-T,G-C；双链内侧 Knowledge Explanation 知识讲解 二、DNA的结构与特点 Knowledge Explanation 知识讲解 P P P P T G C A P P P P T A G C 5´ 3´ 3´ 5´ （1）DNA分子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结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。 即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。 1.结构 Knowledge Explanation 知识讲解 2.核苷酸的连接方式 O OH H H2O H H 磷酸二酯键 P 3 o P 5 o P P 磷酸二酯键 Knowledge Explanation 知识讲解 P P P P 脱 氧 核 糖 A G C T 氢键 氢键 磷酸二酯键 碱基之间通过氢键连接，A与T之间有2个氢键，G与C有3个氢键。 Knowledge Explanation 知识讲解 3.碱基排列方式 组成DNA分子的脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中。据此你可以得出什么结论？ 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；碱基在内侧。 Knowledge Explanation 知识讲解 4.特点 氢键越多，结构越稳定，而G—C碱基对之间含有的氢键多，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定，更耐高温。 稳定性 外部稳定的基本骨架、内部碱基对稳定、空间结构稳定。 （1） 为什么G//C碱基对含量越多DNA越稳定？ Knowledge Explanation 知识讲解 （2）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？ 碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。 （3）在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有： A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？ 44000 多样性 （4）为什么可以利用DNA指纹来识别身份？ 特异性 两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此可以利用DNA指纹来识别身份。 Knowledge Explanation 知识讲解 A T A T T A G G G C C A T C