3.2DNA的结构课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件围绕DNA双螺旋结构展开，涵盖模型构建历程、结构特点及碱基计算，通过“温故知新”回顾肺炎双球菌转化等遗传物质实验，以“DNA如何储存遗传信息”设问搭建新旧知识支架，引导学生深入学习。 其亮点在于以科学史为主线，呈现沃森和克里克结合X射线衍射技术、查哥夫碱基数据构建模型的历程，渗透科学思维与合作精神；设计小组制作DNA模型的探究实践，强化结构与功能观。资料通过例题解析碱基计算规律，助力学生逻辑推理，教师可借其清晰脉络与实践活动提升教学效率，学生能在探究中理解科学本质。

目标要求： 1.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。 2.概述DNA结构的主要特点。 3.学会按照碱基互补配对原则进行碱基计算。 4.制作DNA双螺旋结构模型 跟着花花学生物 RNA是遗传物质　 S型细菌中含有 “转化因子”　 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 DNA是遗传物质 因为绝大多数生物的DNA是遗传物质　 所以DNA是主要的遗传物质 温故知新 思考：DNA是怎样储存遗传信息的呢？如何决定性状的？ 跟着花花学生物 第3章 基因的本质 第2节 DNA的结构 瑞典马尔默旋转塔 高190米/54层 巴拿马螺丝塔 高243米 莫斯科进化大厦 高度255米 沙特吉达钻石塔 高432米 北京中关村的 “生命”雕塑 跟着花花学生物 一、DNA双螺旋结构模型的构建（P48—49） 1.主要构建者：____、______ 2.模型意义： 3.研究DNA结构常用方法： 4.建构历程： 威尔金斯 富兰克林 查哥夫 沃森（左）和克里克（右） 沃森 克里克 划时代、里程碑 X射线 晶体 衍射法 跟着花花学生物 ②威尔金斯和富兰克林提供____________ ①DNA是以4种__________为单位连接而成的长链，分别含有___________4种碱基 （1）沃森和克里克推算出DNA分子呈_____结构 脱氧核苷酸 A、T、G、C DNA衍射图谱 螺旋 （2）尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋 被否定 ①查哥夫提出DNA分子中A的量等于___,C的量等于___。 修正、重建 （3）____________构建DNA__________模型 验证 ①DNA具有___________； ②能解释4种______________； ③制作的模型与DNA的_____________推算出的DNA双螺旋结构相符。 沃森和克里克 双螺旋结构 T G ②____排在内部，____在外部； A、___；G、___配对； ____条链方向____。 碱基 骨架 T C 两 相反 恒定的直径 碱基的数量关系 X射线衍射照片 跟着花花学生物 学科合作 克里克 我能帮你理解生物学内容 我能帮你理解晶体学原理 沃森 跟着花花学生物 4.建构历程：（1）螺旋结构： ①20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA的基本单位是___________。 脱氧核苷酸 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ A 腺嘌呤 C 胞嘧啶 G 鸟嘌呤 T 胸腺嘧啶 1分子脱氧核苷酸=____________+________________+_________________。 1分子磷酸 1分子脱氧核糖 1分子含氮碱基 含Ｎ碱基 脱氧 核糖 磷酸 O（氧原子） 跟着花花学生物 p = O OH O 碱基 3′ 2′ 1′ 4′ CH2 O OH H H H H H 5′ p = OH O OH O 碱基 3′ 2′ 1′ 4′ CH2 O H H H H H 5′ O ②1951年，剑桥大学的科学家通过数据分析得知，相邻脱氧核苷酸之间的聚合方式——________。 脱水缩合 A T G C 磷酸二酯键 H O OH H2O 磷酸二酯键 跟着花花学生物 4.建构历程：（1）螺旋结构： ③富兰克林、威尔金斯： DNA衍射图谱 X射线晶体衍射技术 弹簧模拟DNA DNA呈螺旋结构 跟着花花学生物 4.建构历程： （2）三螺旋、双螺旋： DNA衍射图谱 一、DNA双螺旋结构模型的构建（P48—49） DNA可能呈双螺旋结构 DNA衍射图谱外围的斑点较浅，研究表明，这是因为另一条螺旋的干扰。 跟着花花学生物 4.建构历程： 威尔金斯 富兰克林 翻转180° 翻转180° DNA两条链反向平行 跟着花花学生物 资料分析：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，据此分析脱氧核糖和磷酸基团与碱基的位置排布？ 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。 富兰克林 1951年，富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。 跟着花花学生物 （1）螺旋结构： 4种脱氧核苷酸构成的长链、DNA衍射图谱 思考：DNA的两条链的位置关系是怎样的呢？它们是如何连接的？ 跟着花花学生物 DNA位于液体环境中，磷酸与脱氧核糖亲水，碱基疏水 4.建构历程： ①DNA分子两条链之间的距离是固定的，直径约为2nm。 ②查哥夫： 氢键 氢键 碱基互补配对原则 A T G C 氢键：H原子和电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力。 跟着花花学生物 4.建构历程：（3）模型重建： （4）模型验证： DNA衍射图谱 跟着花花学生物 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。 诺贝尔奖 跟着花花学生物 模拟活动：“人体脱氧核苷酸链” O OH 跟着花花学生物 实践活动：小组合作“制作DNA双螺旋结构模型” 磷酸 碱基（C） 脱氧核糖 跟着花花学生物 跟着花花学生物 沃森和克里克的模型 学生作品 实践活动：小组合作“制作DNA双螺旋结构模型” 跟着花花学生物 实践活动：小组合作“制作DNA双螺旋结构模型” 跟着花花学生物 1.DNA的结构： （1）基本单位： （2）脱氧核苷酸链： （3）结构主要特点： 二、DNA的结构（P50-51） O CH2 OH H 磷酸 基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 磷酸基团端称作5’-端 羟基(-OH)端称作3’-端 5′ 3′ 3′ 5′ 磷酸二酯键 氢键 跟着花花学生物 （3）结构主要特点： ①由__条链组成，且按_______方式盘旋成______结构。 ②外侧：________、____ 交替连接，构成________；内侧：____通过____连接成______。 ③碱基互补配对原则：____、____。 两 双螺旋 反向平行 脱氧核糖 磷酸 基本骨架 碱基 氢键 碱基对 A=T G=C 跟着花花学生物 5’—端 3’—端 3’—端 5’—端 胞嘧啶 腺嘌呤 鸟嘌呤 胸腺嘧啶 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸　 一条脱氧核苷酸链的片段 碱基对 氢键 随堂巩固 P52 跟着花花学生物 二、DNA的结构（P50-51） 2.关系总结： （1）连接碱基的方式： ①连接碱基对： ②连接1条链上相邻的碱基： ③相邻核苷酸通过__________连接。 （2）数量关系： 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 氢键 磷酸二酯键 3′ 5′ 5′ 3′ 跟着花花学生物 二、DNA的结构（P50-51） 2.关系总结： （2）数量关系： ①脱氧核苷酸数=___________=______ =___________。 ②每个DNA片段中游离的磷酸数？ ③碱基数关系？ ④一个脱氧核糖与_____个磷酸相连。 思考：DNA初步（彻底）水解的产物分别是什么？ 脱氧核糖数 3′ 5′ 5′ 3′ 碱基数 脱氧核糖数 2/1 跟着花花学生物 3.DNA的特点： 资料1：据实验测定，G//C碱基对占比越高，DNA越稳定，和其结构有什么关系？稳定性还与什么有关？ 资料2：DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存足够量的遗传信息？在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，可构成多少种DNA分子？ 资料3：为什么可以利用DNA指纹来识别身份？ 基本骨架、碱基配对方式不变；独特的双螺旋结构；氢键。 （1）稳定性： （2）多样性： 碱基（对）排列顺序的千变万化。 （3）特异性： 每个DNA分子具有特定的碱基（对）排列顺序。 跟着花花学生物 A T A T T A G G G C C A T C 总结：“五四三二一” 五元素： C、H、O、N、P 四碱基： A、T、C、G 三物质： 两长链： 一螺旋： 一种规则的双螺旋结构 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条反向平行的脱氧核苷酸链 氢键关系: A T G C S z L w h S z L w h 跟着花花学生物 28 三、双链DNA分子中碱基的计算规律（P52） 示意图： 1.互补的两个碱基数量____： 2.任意两个不互补的碱基数之和占碱基总数的____即： 3.双链DNA分子中，互补的两碱基和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都_____。 4.双链DNA分子中，非互补的两碱基和所占比在两条互补链中互为_____。 相等 50% A=T；G=C 相等 倒数 跟着花花学生物 三、双链DNA分子中碱基的计算规律（P52） 示意图： 1.互补的两个碱基数量____： 2.任意两个不互补的碱基数之和占碱基总数的____即： 相等 50% ①A+G=T+C=A+C=T+G=总碱基数×50% ②嘌呤和=嘧啶和=总碱基数×50%； A=T；G=C 跟着花花学生物 随堂巩固：A=T；G=C 下列生物的全部核酸中碱基组成：嘌呤碱基占总数的58%，嘧啶碱基占总数的42%，下列生物中不可能的是（ ） A.T2噬菌体 B.烟草花叶病毒 C.细菌 D.酵母菌 E.人 （只含RNA：A+G≠U+C） （既含DNA又含RNA A+G≠T+C+U） （只含DNA：A+G=T+C） 跟着花花学生物 随堂巩固： A+G=T+C=A+C=T+G=总碱基数×50% ①含腺嘌呤17%的DNA比含胞嘧啶15%的DNA耐热性___； ②1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胸腺嘧啶有2200个，则DNA分子含脱氧核苷酸____个；鸟嘌呤_____个；碱基排列方式有____种。 高 8000 1800 44000 跟着花花学生物 三、双链DNA分子中碱基的计算规律（P52） 示意图： 3.双链DNA分子中，互补的两碱基和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都_____即： 相等 A+T A+T+G+C = A2+T2+G2+C2 A2+T2 = A1+T1+G1+C1 A1+T1 = m% 跟着花花学生物 随堂巩固： A1+T1 =a A2+T2=A+T=a 双链DNA分子中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%。其中一条链的碱基中28%是腺嘌呤,22%是胞嘧啶，求： ①另一条链中，腺嘌呤占该链全部碱基的____%。 ②全部碱基中腺嘌呤占____%。 26 27 ① G+C=46% G1+C1=46% G1=24% T1=26% A2=26% A=27% ②A2=26% A1=28% 跟着花花学生物 三、双链DNA分子中碱基的计算规律（P52） 示意图： 4.双链DNA分子中，非互补的两碱基和所占比在两条互补链中互为_____。 倒数 补则等，不补则倒 跟着花花学生物 随堂巩固： 某DNA分子的一个单链中,(T+C)/(A+G)=2.5, 则此比例在其互补链中为________, 在整个DNA分子中为_______。 0.4 1 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。 跟着花花学生物 第一步： 搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基 的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。 第二步： 第三步： 画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。 根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。 巧解DNA分子中有关碱基比例计算——“三步曲” 跟着花花学生物 随堂巩固： 某双链DNA分子中，G占碱基总数的38%,其中一条链的T占碱基总数的5%，那么，另一条链中的T占碱基总数的_________ ①G+T=50% ②T1占碱基总数5% T=12% T2占碱基总数7% T2占单链14% 跟着花花学生物 小结一下： 跟着花花学生物 EVCapture4.1.9软件录制 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