3.2DNA分子的结构课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦DNA分子的结构，从遗传物质特征实验回顾切入，通过格里菲思、艾弗里等实验铺垫，衔接DNA双螺旋结构模型构建科学史，形成“实验证据—科学史—结构解析”的学习支架，系统呈现脱氧核苷酸组成、双螺旋结构特点及碱基互补配对原则。 其亮点在于融合科学史与探究实践，通过自主阅读科学史、模型建构（单链与双链）培养科学思维，结合“五四三二一”规律及碱基计算实例深化理解，DNA指纹技术应用体现结构与功能观，助力学生建立生命观念，教师可依托资料高效开展结构化教学。

【回顾】遗传物质的特征 R型细菌 S型细菌 加热杀死的S 转化 培养 S型细菌 2、艾弗里 DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是。 3、蔡斯和赫尔希 1、格里菲思 亲代噬菌体 子代噬菌体 相同 DNA 蛋白质 DNA 蛋白质 + 32P 35S 32P 没有35S 指导合成 ？ 遗传物质的特征： 1、结构的稳定性 2、通过复制实现亲子代的连续性 3、可以指导蛋白质的合成，从而表现出生物的性状 4、能够引起可遗传的变异 5、具有贮存大量遗传信息的潜在能力 3.2 DNA分子的结构 威尔金斯和富兰克林提供__________ DNA的结构单位:4种脱氧核苷酸，分别含有___________4种碱基 沃森和克里克推算出DNA呈_______结构 DNA衍射图谱 A.G.C.T 螺旋 尝试建构模型： 、 双螺旋 三螺旋 构建模型 重建模型：___________________ 从查哥夫处得知__________ A=T，G=C 让A与T配对、G与C配对 形成DNA双螺旋结构 【自主阅读】 阅读教材P48-49内容，概述双螺旋结构模型的构建科学史。完成概念图： 一、DNA双螺旋结构模型的构建 一、DNA双螺旋结构模型的构建 重建模型： 形成DNA双螺旋结构 验证 让A与T配对、G与C配对 （1）DNA具有恒定的 ， （2）能解释 ， （3）制作的模型与基于拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符 直径 A、T、G、C的数量关系 【自主阅读】 阅读教材P48-49内容，概述双螺旋结构模型的构建科学史。完成概念图： 方法：物理模型构建法 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1962年，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 R.E.Franklin 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1、下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法,正确的是 (　　) A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像 B.沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型 C.查哥夫提出了A与T配对,C与G配对的正确关系 D.富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量 B 2、对沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型有影响的是(　　) A.摩尔根的果蝇杂交实验 B.萨顿提出的基因位于染色体上的假说 C.查哥夫发现DNA中嘌呤总量总是等于嘧啶总量 D.孟德尔的豌豆杂交实验 C 二、DNA分子的结构 回顾对DNA的认识 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 1.DNA的基本单位： 脱氧核苷酸 3.核苷酸的组成 2.元素组成： 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基 C、H、O、N、P A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 4.含氮碱基 三、DNA分子的结构 5、基本结构单位：脱氧（核糖）核苷酸 1’ 2’ 3’ 4’ 含Ｎ碱基 脱氧 核糖 磷酸 5’ 脱氧核糖核苷酸 A（腺嘌呤） T（胸腺嘧啶） C（胞嘧啶） G（鸟嘌呤） A-腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 T-胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 C-胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 G-鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 腺膘呤脱氧核苷酸 A 胞嘧啶脱氧核苷酸 C 鸟瞟呤脱氧核苷酸 G T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 思考：脱氧核糖核苷酸是如何构成DNA分子的呢？ 二、DNA分子的结构 【模型建构1】一条脱氧核苷酸链 3’，5’-磷酸二酯键 5’-端：游离的磷酸基团 3’-端：有一个羟基（-OH） 二、DNA分子的结构 【模型建构2】 DNA双链 P 4 1 3 5 2 o P 4 1 3 5 2 0 P P P 4 1 3 5 2 o P 4 1 3 5 2 0 P P 二、DNA分子的结构 【模型建构2】 DNA双链 P 4 1 3 5 2 o P 4 1 3 5 2 0 P P P 4 1 3 5 2 o P 4 1 3 5 2 0 P P 二、DNA分子的结构 6、DNA双螺旋结构 （1）DNA分子是由两条脱氧核苷酸链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构； （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接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A-T，C-G，碱基之间这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 A T(2个氢键） C G(3个氢键） 氢键不是化学键，是一种相互吸引力，氢键越多意味着相互吸引力越大，稳定性就越好。C—G对占比例越大，DNA结构越稳定。 二、DNA分子的结构 立体结构 平面结构 C T A G 5’ 3’ T G A C 5’ 3’ 连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键： 磷酸二酯键 右链：3’→5’ 左链：5’→3’ 5’-端：游离的磷酸基团 3’-端：羟基（-OH） 小规律：“五四三二一” 五种元素： C、H、O、N、P 四种基本单位： A、G、C、T 三种物质： 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条长链： 两条反向平行的脱氧核苷酸链 一种空间结构： 规则的双螺旋结构 二、DNA分子的结构 14 二、DNA分子的结构 Q1：DNA只含有4种脱氧核苷酸，它如何能储存足够量的遗传信息？ ——DNA虽然只有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的，碱基对的千变万化的顺序使得DNA能够储存大量的遗传信息。 【资料】生物体内，一个最短DNA分子也有4000个碱基对，这种最短的DNA分子也有 种排列顺序。 44000 DNA排列方式：4n （n个碱基对） 二、DNA分子的结构 Q2： DNA分子中，两条长链上的什么结构是稳定不变的？ 稳定性 分子组成 外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变 内侧：碱基互补配对的方式稳定不变 化学性质： 热稳定性 空间结构:规则的双螺旋结构 DNA分子结构的特点： ②多样性： 一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。 ③特异性： 不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。 ①稳定性： ＤＮＡ中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性） DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。 特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。 在DNA双链中，根据碱基互补配对原则可推断出： A = T ， G = C A+G=T+C A+C=T+G ①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A＋G=T＋C A＋C=T＋G （A＋G）／（T＋C）＝ 1 DNA双链 ②任意两个不互补的碱基之和______，并为碱基总数的_________。 恒等 50% 由此可以得出： （A+G）/(A+G+C+T)=50% （T+C）/(A+G+C+T)=50% 三、相关计算 A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 1 2 A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 三、相关计算 1 2 ③配对的两碱基之和在单、双链中所占的比例相等。 设一条链上A1+T1=n% 因为T2=A1,A2=T1 所以 互补链A2+T2=A1+T1=n% 双链中A+T=A1+T1+A2+T2=(n%+n%)/2=n% A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 三、相关计算 ④非互补碱基之和的比例在两条链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。 即若（A1+G1）/（T1+C1）=a 则在其互补链中（A2+G2）/（T2+C2）=1/a 而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=1 1 2 1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 解析： 因为DNA分子中，A+G=T+C。所以， A=50%–23%=27% 2、在DNA的一个单链中：A：Ｔ：Ｇ：Ｃ＝1：2：3：４，上述比例在其互补链是多少？ 另一条链中： A：Ｔ：Ｇ：Ｃ＝２：1：４：３ 三、相关计算 3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。 方法一： Ａ＝Ｔ＝27% Ｇ＝Ｃ＝23% 另一条链中: G=23%X2-22%=24% 三、相关计算 方法二： G1+C1=G+C=46% G1=22% C1=24% G2=C1=24% 三、课堂小结 _____、________交替连接——构成基本骨架（“扶手”） （1）外侧： 脱氧核糖 磷酸 回顾：DNA的双螺旋结构 碱基“阶梯” 2条链上的碱基通过______连接成碱基对 氢键 （2）内侧： （3）由2条链按_________方式盘绕成_______结构 反向平行 双螺旋 A T（2个氢键） C G（3个氢键） 三、课堂练习 1-C胞嘧啶 2-A腺嘌呤 3-G鸟嘌呤 4-T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 五、课堂练习 8000个碱基 C=G=2200 C+G=4400 A+T=8000-4400=3600 A=T=1800 1.DNA分子的基本骨架是（ ） A．磷脂双分子层 B．规则的双螺旋结构 C．脱氧核糖和磷酸交替排列 D．碱基间的连接 C 2.下列关于DNA结构的描述错误的是（ ） A．每个DNA分子由1条多核苷酸链盘绕而成的螺旋结构 B．外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架 C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对、G与C配对 D． DNA的两条链反向平行 A 3.DNA分子中，两条链上排列顺序不变的是（ ） A.碱基对排列 B.四种脱氧核苷酸 C.脱氧核糖和磷酸 D.碱基和磷酸 C 4.已知某个DNA分子的一条链中，碱基A有4000个，碱基C有5000个，则在其互补链（另一条链）中碱基G和碱基T的个数分别是（ ） A．4000、4000 B.5000、5000 C．4000、5000 D.5000、4000 D 5.DNA分子结构中没有（ ） A．鸟嘌呤（G） B．胞嘧啶（C） C．胸腺嘧啶（T） D．尿嘧啶（U） D 6.下列DNA分子双螺旋结构的特点，叙述错误的是（ ） A．DNA分子由两条反向平行的链组成 B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 C．碱基对构成DNA分子的基本骨架 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 C 三步解决DNA分子中有关碱基比例计算 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： 画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。 第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。 例题：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迹、一块精斑或是一根头发等样品就可以进行DNA指纹鉴定。此外DNA指纹技术还可以用亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。 (1) 利用指纹技术进行DNA指纹鉴定的原理是： (2) 现有从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，最后形成如图所示的DNA指纹图。 请从上图的DNA指纹图中判断出怀疑对象中 号是犯罪嫌疑人，原因是 五、应用-DNA指纹技术 原理：DNA分子的特异性 1号DNA指纹图与受害者体内分离的精液样品的DNA指纹图相同 DNA分子的特异性 $