3.2DNA的结构课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

中关中村关村DNA雕塑 雅典奥运会开 幕式经典场景 第2节 DNA分子的结构 中关村DNA雕塑 雅典奥运会开幕式经典场景 DNA分子的结构 学习目标： 1、理解DNA分子双螺旋结构的特点。 2、了解DNA分子的特性。 3、掌握DNA分子中的相关计算。 学生自学 （阅读课本48——50页，2分钟） 自学指导： 1、组成DNA分子的元素、小分子、单体、平面结构，空间结构？ 2、DNA 双螺旋结构模型的构建者及构建过程？ 3、DNA双螺旋结构的主要特点？ 4、DNA 初步水解产物是 ，彻底水解产物 ？ 5、相邻的碱基在DNA 分子的一条单链中通过（ ）相连接， 在DNA 的双链之间通过 （ ）相连接。 6、DNA分子的结构特性？ C、H、O、N、P 磷酸 自学指导一（阅读课本48——50页，4分钟） 1、DNA分子结构层次 2、DNA 双螺旋结构模型的构建者： 沃森和克里克 2、DNA 双螺旋结构模型的构建过程 （1） DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。 （2）沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱。 （3）沃森和克里克尝试了双螺旋和三螺旋，但都被否定。 面对失败他们没有放弃，没有气馁 （4）查哥夫发现了： 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。 （5）他们把这个金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较时，发现模型与照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 A A A T T T G G G G C C C A T C （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。 （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；碱基在内侧。 （3）两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。 A 与T 配对，G 与 C 配对。 3、DNA双螺旋结构的主要特点 (1)DNA 初步水解产物是4 种脱氧核苷酸，彻底水解产物有6种(包括 磷酸、脱氧核糖和 4 种含氮碱基)。 （2）相邻的碱基在DNA 分子的一条单链中通过“ 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 ”相连接，在DNA 的双链之间通过“氢键”相连接。 （3)链状DNA片段，除DNA两条链末端的两个脱氧核糖连接着1 个磷酸外，其余每个脱氧核糖都连接着2 个磷酸。 链状DNA 片段中，游离的磷酸基团有2 个，游离的脱氧核糖2个。 （4）环状DNA，每个脱氧核糖都连接着2 个磷酸。游离的磷酸基团有0个，游离的脱氧核糖0个。 A A A T T T G G G G C C C A T C 你注意到了吗？ 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。 长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。 4、DNA分子的结构特性 (2)多样性 碱基对有多种多样的排列顺序。例如在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算DNA分子有多少种？ 4 种 4000 每个DNA分子都有特定的碱基对的排列顺序 ，碱基对的排列顺序就代表了遗传信息 (1) 稳定性 磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧构 成基本骨架， 碱基排列在内侧，碱基对 之间形成氢键，双螺旋结构稳定。 (3)特异性 自学指导二： 双链DNA有关计算 ①互补碱基相等，即A＝T，G＝C， A＋G＝T＋C ，即__________等于__________数。 嘌呤碱基数 嘧啶碱基 ②不互补碱基相加占总碱基的一半，如 A＋G= T＋C = 总碱基的50% （在DNA双链中，任意两个不互补的碱基之和恒等，并为碱基总数的50% ） ③链1，链2和双链中互补碱基所占比例相等 A1+T1 = A2+T2 = A+T 链1 链2 双链 ④非互补碱基之和比值，在链1、链2的比值互补 A1+C1 =m ，则 A2+C2 = 1 A＋C=1 T1＋G1 T2+G2 m T＋G 课堂小结： DNA复制及基因 学习目标： （1）DNA分子的复制过程及方法(Ⅱ) （2）基因的概念(Ⅱ) 学生自学 （阅读课本53——56页，2分钟） 自学指导： 1、对DNA分子的复制方式推测？ 2、DNA半保留复制的实验证据（实验方法，实验原理，实验假设， 实验预期，实验过程，实验结论）？ 3、DNA复制过程（时间 ，场所 ，条件 ，特点， 方式， 结果， 意义）？ 4、DNA 复制n代，子代DNA分子数，含 的DNA分子数，含 的DNA分子数，只含 的DNA分子数？ 5、DNA 复制n代，子代DNA中脱氧核苷酸链数，含 的脱氧核苷酸链数，含 的脱氧核苷酸链数 6、经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数？第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数？ 7、基因与染色体的关系？ 1．DNA分子的复制方式推测： 沃森和克里克提出遗传物质自我复制的假说：DNA分子复制方式为半保留复制。也有人提出全保留复制。 2、DNA半保留复制的实验证据 ①实验方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术。 ②实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 ③实验假设：DNA以半保留的方式复制。 ④实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 ⑤实验过程 ⑥过程分析 立即取出，提取DNA→离心→全部重带。 繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。 繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 ⑦实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。 3、复制过程 ①概念：以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。 ②时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。 ③场所：真核生物在细胞核、线粒体和叶绿体； 原核生物在拟核和细胞质。 ④条件：模板，原料，酶，能量。 ⑤特点：边解旋边复制。 ⑥方式：半保留复制。 ⑦结果：形成两个完全相同的DNA分子。 ⑧意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。 ⑨保障：DNA分子具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 4、若将双链被 <m></m> 标记的DNA转移到含 <m></m> 的培养基中培养,复制 <m></m> 次,其结果如下： 子代DNA分子数 含 的DNA分子数 含 的DNA分子数 只含 的DNA分子数 （1）DNA分子数分析 （2）脱氧核苷酸链数分析 子代DNA中脱氧核苷酸链数 含 的脱氧核苷酸链数 含 的脱氧核苷酸链数 （3）DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。 ②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。 19 课堂小结： DNA转录与翻译 学习目标： （1）DNA分子的转录过程 (Ⅱ) （2）翻译的过程(Ⅱ) （3）中心法则的内容(Ⅱ) 学生自学 （阅读课本64——69页，3分钟） 自学指导： 1、RNA的组成元素、基本单位，分类与功能？ 2、遗传信息的转录（概念、场所）？ 3、遗传信息的转录条件（模板、原料、酶、能量）？产物？ 4、RNA 聚合酶与（ ）结合？作用？转录需要解旋酶吗？ 5、遗传信息的翻译（概念、场所）？ 6、辨析遗传信息、密码子与反密码子？ 7、遗传信息的翻译条件（模板、原料、酶、能量）？产物？ 8、中心法则的内容？ 一.RNA的结构与功能 C、H、O、N、P 核糖核苷酸 A、U、C、G 单链 mRNA tRNA 反密码子 核糖体 二.遗传信息的转录 mRNA、rRNA、tRNA 细胞核 细胞质 核糖核苷酸 mRNA分子 RNA 聚合酶与DNA结合，使DNA双链解开，细胞中游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个RNA分子。 转录不需要解旋酶，RNA 聚合酶具有解旋的功能。 一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同。 三.遗传信息的翻译 (1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的过程。 (2)①概念辨析 比较项目 实质 联系 遗传信息 _______________________________   遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上； 密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子 密码子 __________________________________________ 反密码子 _________________________________________________________ DNA中脱氧核苷酸的排 列顺序 mRNA上决定一个氨基 酸的三个相邻的碱基 位于tRNA上的能与mRNA 上对应密码子互补配对的三个相邻碱基 (3)过程 mRNA tRNA mRNA tRNA 终止密码子 脱离 1、tRNA,单链，含有氢键，一个tRNA分子中不是只有三个碱基。 2、一个核糖体与mRNA的结合位点形成2个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动 。 3、一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。 4、多聚核糖体形成的意是 少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。 提高蛋白质合成效率，但不能缩短肽链合成的时间。 5、原核生物基因的转录和翻译可同时进行，真核生物核基因的转录和翻译在时间和空间上是分开进行的。真核生物线粒体，叶绿体转录和翻译同时进行。 6、所有细胞都能进行转录和翻译。 高度分化的细胞能进行转录和翻译，但不进行DNA复制。 哺乳动物成熟的红细胞，DNA复制、转录和翻译都不进行。 四、中心法则1.提出者:　克里克　。 2.补充后的中心法则内容图解 3.不同类型生物遗传信息的传递(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递 (2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递 (3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递 (4)高度分化的细胞遗传信息的传递 项目 复制 转录 翻译 作用 传递遗传信息 基因的表达 时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 能量 都需要 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶 产物 2个双链DNA分子 rRNA,mRNA, tRNA 多肽链(或蛋白质) 产物去向 传递到2个细胞或子代 通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白 特点 边解旋边复制， 半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体 碱基配对 A—T、T—A， C—G、G—C A—U、T—A， C—G、G—C A—U、U—A，C—G、G—C 课堂小结： $$