3.2 DNA的结构第1课时课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第二节 DNA的结构 第三章 基因的本质 1 第2节 DNA的结构 2 回顾科学家的足迹 1 20世纪30年代以前 认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位 2 1928年 格里菲思提出转化因子的概念 3 20世纪40年代 艾弗里提出DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 DNA是主要的遗传物质 5 后来发现某些病毒的遗传物质是RNA 1952年 4 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌的实验证明DNA才是噬菌体的遗传物质 ➪DNA有什么用处呢？ 3 问题探讨 结构 功能 1.为什么通过DNA比对技术就能找到犯罪嫌疑人？ DNA 多样性 特异性 DNA比对技术是一种在生物学和生物信息学领域中常用的技术，它可以用比较两个或多个DNA序列的相似性和差异性。 利用DNA比对技术 寻找罪犯(视频) 讨论： 稳定性 4 01 DNA双螺旋结构模型的构建 5 以 DNA 双螺旋结构进行衍生设计 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 “生命”双螺旋雕塑象征中关村人生生不息的创新精神。更多以DNA结构进行设计的建筑都成为了当地的地标性建筑。然而DNA双螺旋结构的发现更是具有里程碑意义。 DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。 6 构 建 历 程 20世纪初 DNA的结构单位： 四种脱氧核苷酸 科赛尔、琼斯、列文 7 对DNA的知识回顾 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 a.DNA的基本单位： 脱氧（核糖）核苷酸 c.脱氧核苷酸的组成 b.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 d.含氮碱基 8 对DNA的知识回顾 O P CH2 OH O OH H OH H H H H A 磷酸 O P CH2 OH O OH H OH H H H H T 磷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 f.脱氧核苷酸的种类 9 对DNA的知识回顾 f.脱氧核苷酸的种类 O P CH2 OH O OH H OH H H H H C 磷酸 O P CH2 OH O OH H OH H H H H G 磷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 10 对DNA的知识回顾 P A 脱氧核糖 P T 脱氧核糖 P C 脱氧核糖 P G 脱氧核糖 磷酸二酯键 DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。 对DNA的空间结构一无所知 11 构 建 历 程 20世纪初 1951年 DNA的结构单位： 四种脱氧核苷酸 科赛尔、琼斯、列文 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 12 致敬挑战“蛋白质是遗传物质”观点的代表性学者！ 资料1: 英国物理学家威尔金斯(M.Wilkins) 和同事富兰克 林(R.E.Franklin) 应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 DNA衍射图谱 沃森和克里克据此推算出DNA呈螺旋结构。 “X”形意味着DNA分子是螺旋的 13 构 建 历 程 20世纪初 1951-1952 1951年 DNA的结构单位： 四种脱氧核苷酸 科赛尔、琼斯、列文 沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构， 尝试建构模型：双螺旋、三螺旋→失败 （配对违反化学规律） 物理模型 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 都被否定 14 致敬挑战“蛋白质是遗传物质”观点的代表性学者！ 20世纪初 1951-1952 1952 1951年 DNA的结构单位： 四种脱氧核苷酸 科赛尔、琼斯、列文 沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构， 尝试建构模型：双螺旋、三螺旋→失败 （配对违反化学规律） 物理模型 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 查哥夫 15 致敬挑战“蛋白质是遗传物质”观点的代表性学者！ 沃森 克里克 查哥夫 我给你们带来一条重要信息 A=T, G=C A+G＝T+C。 太感谢了，我想我知道DNA的结构了！ 16 DNA双螺旋结构模型 调整后的DNA模型能够解释A、T、G、C的数量关系。这个模型与照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 ①碱基安排在双链螺旋内部 ②脱氧核糖—磷酸安排外部 ③让A与T配对,G与C配对 ④DNA两条链的方向相反 DNA是由两条脱氧核苷酸链盘旋成的双螺旋结构。 调整后的DNA模型 结论: 17 02 DNA分子的结构 18 平面结构 DNA双螺旋结构 G A G G C C C T A T C C T G G A G 5' 3' 5' 3' 19 思考 讨论 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的基本骨架由哪些物质组成？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。 20 概述DNA结构的主要特点：链 两条单链 反向平行 链 数： 方 向： O CH2 OH H 磷酸基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 3′ 5′ 5′ 3′ DNA的一条单链具有两个末端 “链” 双螺旋 空间结构： 游离的磷酸基团，称作5’-端 羟基(-OH)，称作3’-端 21 概述DNA结构的主要特点：内外 互补链中相邻碱基通过 相连。 脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架 碱 基（构成遗传信息） 外 侧： 内 侧： DNA分子的一条单链中，相邻碱基通过_____________________相连。 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 氢键 3′ 5′ 5′ 3′ “内外” 22 概述DNA结构的主要特点：配对 （3个氢键） 氢键 G C A T （2个氢键） 碱基互补配对原则 “配对” 氢键越多，结构越稳定 即：G与C越多，DNA的热稳定性越大 3′ 5′ 5′ 3′ 23 概述DNA结构的主要特点：总结54321 氢键 A T A T T A G G G C C A T C 碱基对 五种元素： C、H、O、N、P 四种碱基： A、T、C、G 三种物质： 两条长链： 一种螺旋： 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 24 DNA分子结构的信息解读 (1)DNA分子中数量关系： 脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，四者之间的数量关系为1∶1∶1：1。 双链DNA分子中，含____个游离的磷酸基团。 双链DNA分子中，每个脱氧核糖连接______个磷酸基团。 双链DNA分子中，每个磷酸基团连接______个脱氧核糖。 A和T之间____个氢键；G和C之间____个氢键。因此，_______比例越大的DNA的分子，其稳定性和耐热性越高。 2 1或2 1或2 2 3 G和C 25 DNA分子结构的信息解读 (4)DNA分子中的位置关系： 在双链DNA分子中，两条链之间的相邻碱基，靠_______相连； 一条链中的相邻碱基，靠__________________________________相连； 氢键 脱氧核糖——磷酸——脱氧核糖 脱氧核苷酸(4种)； 磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 (2)DNA分子水解情况：①DNA初步水解产物： ②DNA彻底水解产物： (3)DNA分子中两种化学键：①氢键：碱基对之间的化学键。 ②磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学键。 26 课 堂 小 测 下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 胞嘧啶（C） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 脱氧核糖 磷酸（基团） 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对 氢键 一条脱氧核苷酸链的片段 27 课 堂 思 考 【思考1】为什么G—C碱基对含量越多DNA越稳定？ 因为DNA的稳定性与氢键的数量有关，而G—C碱基对之间含有的氢键多。 【思考2】根据结构与功能相适应，试分析DNA具有稳定性的原因？ 规则的双螺旋结构 外部稳定的基本骨架、 内部严格的碱基互补配对 【思考3】DNA的什么代表遗传信息？ 脱氧核苷酸的排列顺序 28 课 堂 思 考 【思考4】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。 【思考5】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 种类 数目 29 课 堂 思 考 【思考6】为什么可以利用DNA指纹来识别身份？ 每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。 30 03 DNA的特性 31 DNA 的 特 性 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 2.特异性 碱基对的特定排列顺序。 3.稳定性 1.多样性 ①外部稳定的基本骨架—磷酸和脱氧核糖交替连接形成； ②内部碱基对稳定—通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则， 加强稳定性； ③空间结构稳定—规则的双螺旋结构。 碱基对的数量不同、排列顺序的千变万化。 遗传信息：DNA分子中的碱基对的排列顺序。 注意：G、C碱基对比例越大，结构越稳定 32 DNA指纹技术 33 在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。 体现DNA分子的特异性。 33 谢 谢！ 34 Lavf58.29.100 $