3.2 DNA的结构课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

3.2 DNA的结构 NEW 2025 / 02 CYN 01 02 03 04 DNA结构的模型的构建 DNA的结构 制作DNA双螺旋结构的模型 相关计算 目录 在确信DNA是生物体的遗传物质之后，人们更迫切的想知道： 什么样的结构可以满足这些功能？ 结构 DNA是怎样储存遗传信息的？ 又是怎样决定生物性状的？ 功能 决定 ①相对稳定 ②携带信息 ③复制传递 如果爸爸是男的，妈妈是女的，按照融合遗传的观点，你应该是怎么样的？因此融合遗传的观点不适用于大多数情况。当时孟德尔也同意这个观点，但无奈这个观点当时非常盛行。那孟德尔为什么不同意，他做了什么研究？ 1.DNA的基本单位： 脱氧核苷酸 3.核苷酸的组成： 2.元素组成： C、H、O、N、P 一分子磷酸基团、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 回顾 01 02 03 04 DNA结构的模型的构建 DNA的结构 制作DNA双螺旋结构的模型 相关计算 目录 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1951年 1952年 02 1953年 威尔金斯和富兰克林获得了DNA-X射线的衍射图谱。“X”形意味着DNA分子是螺旋的 M.Wilkins 在DNA中，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。（A=T , G=C） 沃森和克里克重新构建模型：将碱基安排在双螺旋内部，将磷酸-脱氧核糖骨架排在螺旋外部，A与T配对，G与C配对，DNA的两条链的方向是相反的。 6 1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。 （1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ （2）DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？ （3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？ 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。 DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧。 DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对，它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定的规律：A与T配对；G与C配对。 思考•讨论 2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？ ★要善于利用他人的研究成果和经验； ★要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的； ★研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。 思考•讨论 01 02 03 04 DNA结构的模型的构建 DNA的结构 制作DNA双螺旋结构的模型 相关计算 目录 G A G G C C C T A T C C T G G A G 5' 3' 5' 3' 链数 方向 结构 双螺旋结构 反向平行 两条脱氧核苷酸链 一条：5’→3’ 一条：3’→5’ 二、DNA结构的主要特点 有一个羟基 (-OH) 有一个游离的磷酸基团 5' 3' 5' 3' 磷酸二酯键 G A G G C C C T A T C C T G G A G 外侧 内侧 脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架 碱基对 C T T G A C A G 碱基对 配对规律 两条链的碱基通过氢键连接配对 A与T配对；G与C配对 3个氢键 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对， 且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系。 G C比例越高，DNA的热稳定性越高 2个氢键 1、多样性 ①DNA分子中碱基对排列顺序多种多样； ②每个碱基对有4种可能性； ③n个碱基对的排列顺序是4n种。 eg. 100个碱基对的排列顺序是4100种 2、特异性 每种DNA有区别于其他的DNA的特定的碱基排列顺序。 三、DNA结构的特性 3、稳定性 ①DNA分子的结构相对稳定，一般不容易改变； ②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变，碱基对的数量和排列顺序稳定不变。 ③两条链间碱基互补配对的方式不变。 C、G的比例越高，双螺旋结构越稳定，热稳定性越强。 01 02 03 04 DNA结构的模型的构建 DNA的结构 制作DNA双螺旋结构的模型 相关计算 目录 目的要求 通过制作模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。 曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等。 材料用具 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，注意每条链上碱基总数要一致，碱基对间应是互补配对的，两条链方向是相反的。 模型设计 三、制作DNA双螺旋模型 成果展示 某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要： (1)代表磷酸的球形塑料片几个？ (2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？ (3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？ (4)可组装出几种该DNA片段模型？ 20 20 20 410 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 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？ 2、DNA是如何维系它的遗传稳定性的？ 3、你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制方式吗？ DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的。碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。 （1）靠DNA碱基对之间的氢键维系两条链的偶联； （2）在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力。 从碱基互补配对原则出发去思考。 01 02 03 04 DNA结构的模型的构建 DNA的结构 制作DNA双螺旋结构的模型 相关计算 目录 1. A1＋A2＝________；G1＋G2＝________。即：双链中A＝__，G＝__， A＋G＝______＝______＝______＝ T1＋T2 C1＋C2 T C T＋C A＋C T＋G 1/2(A＋G＋T＋C) 规律一：双链DNA分子中嘌呤总数等于嘧啶总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 针对训练1.某生物细胞双链DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么，胞嘧啶的分子数占（ ） A.11% B.22% C.28% D.44% C C=50%–22%=28% 四、DNA中碱基的计算规律 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。 2. A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。 A2＋T2 G2＋C2 = A1+T1 N1 A2+T2 = N2 A+T N = C1+G1 N1 C2+G2 = N2 C+G N 针对训练2.某 DNA 中A+T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是（ ） A.35% B.29% C.28% D.21% A 简记为 补则等。 即两者的关系是_____________。 T2+G2 A2+C2 m 1 互为倒数 规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。 = 3.若 ， 则 针对训练3. 某DNA双链中， 一条链中 则互补链中的比值是 。 一条链中 则互补链中的比值是 。 = A+T C+G 0.4 = A+C T+G 0.4 0.4 2.5 T1+G1 = m A1+C1 简记为 不补则倒。 4.若 ， 则 N1 = a A1 N2 A2 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。 =b N = A a+b 2 针对训练3. 一条双链 DNA ， G 和C占全部碱基的 44% ，其中一条链的碱基中，A占 26% ，C占 20% ，那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的( ) 。 A. 28% 和 22% B. 30% 和 24% C. 26% 和 20% D. 24% 和 30% B 针对训练4. 在某双链DNA中，碱基总数为1000，其中腺嘌呤200个，则该DNA分子中有______氢键； 1300 易错提醒： (1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例； (2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基； A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1 2 规律五： DNA分子的总氢键数=2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数) 。 6.若已知A在双链中所占的比例为c%， 则A1在单链中所占的比例无法确定， 但最大值为2c%，最小值为0 。 【例题】 在一个双链DNA分子中A占22%， 则A在其中一条单链中的数值能确定吗？ 能确定范围，0%≤A1≤44% 27 根据碱基比例对核酸样品进行判定 是否含 有U 是 否 则含有RNA 为DNA A+C T+G 是否=1 是 否 可能是双链DNA可能是单链DNA 则为单链 DNA 思维提升 28 本节导图 一、概念检测 1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。 （1）DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基（ ） （2）在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+G）/（T+C）=1。 （ ） ✔ ✔ 练习与应用 一、概念检测 3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（ ） A.b≦0.5 B.b≧0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个 D.胞嘧啶为b(1/2a-1)个 4.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3',那么它的互补链的序列是 （ ） A. 5'-CTATGG-3' B. 5'-GATACC-3' C. 5'-GGTATC-3' D. 5'-CCATAG-3' C C 练习与应用 5.下面是DNA分子结构模式图，请用文字写出图中1-10的名称。 1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对 9. 氢键 10.一条脱氧核苷酸链的片段 Lavf58.30.100 $$