3.2 DNA的结构课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

格里菲斯 肺炎链球菌体内转化实验：含有某种“转化因子” 艾弗里 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 后续科学家 烟草花叶病毒侵染烟草的实验：遗传物质是RNA。DNA是主要的遗传物质。 DNA的结构 ? 前情回顾：名人榜 赫尔希、蔡斯 噬菌体侵染大肠杆菌实验：DNA是真正的遗传物质 第三章基因的本质 第2节 DNA的结构 微信公众号：中学生物科学，欢迎关注！ 教学目标 目标 01 02 03 DNA结构特点体现了生命的物质性，DNA结构模型的构建可以提高学生探究能力、合作能力和动手能力（生命观念、科学探究） 理解并掌握DNA分子的结构特点，并掌握有关的计算规律（科学思维） 在DNA结构的认识过程中，充分体现了科学家们痴迷科学、崇尚真理的科学精神 （社会责任） 3 归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家？ DNA基本骨架由哪些物质构成？它们分别位于DNA什么部位？ DNA由几条链组成？具有怎样的立体结构？ DNA中碱基如何配对？它们位于DNA什么部位？ 2 3 4 1 合作探究一：请同学们自主阅读教材P48-50，小组合作思考讨论完成问题。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 4 【资料1】20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA的基本单位是________________， 4种脱氧核苷酸 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 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1 主要构建者： 沃森、克里克 2 过程： 5 A T G C 3’,5’-磷酸二酯键 1951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 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 H O OH H2O 磷酸二酯键 一、DNA双螺旋结构模型的构建 20世纪30年代，科学家认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，但对DNA的空间结构一无所知。 对DNA的空间结构一无所知，DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ 6 资料2 1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（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。 推测1：DNA分子呈螺旋结构 一、DNA双螺旋结构模型的构建 DNA衍射图谱 双螺旋 三螺旋 推测2：DNA两条链反向平行 资料3：DNA位于液体环境中，磷酸和脱氧核糖亲水，碱基疏水。 推测3：碱基安排在双螺旋内部，脱氧核糖-磷酸骨架安排在双螺旋外部 推测4：A与T配对 C与G配对 资料4：1952年，奥地利生物化学家查哥夫带来了重要信息：几乎所有的DNA，腺嘌呤的量与胸腺嘧啶的量相等；鸟嘌呤的量与胞嘧啶的量相等。即A=T C=G 一、DNA双螺旋结构模型的构建 性状和直径相同 威尔金斯和富兰克林提供____________ DNA是以4种__________为单位连接而成的长链，分别含有________ 4种碱基 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 尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋 被否定 查哥夫提出DNA分子中A的量等于T,C的量等于G。 修正、重建 构建DNA 模型 验证 DNA具有恒定的直径；能解释4种碱基的数量关系；制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 沃森和克里克 双螺旋结构 【模型建构】 沃森（左）和克里克（右） 总结： 一、DNA双螺旋结构模型的构建 威尔金斯 克里克 沃森 1962年诺贝尔生理学与医学奖 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 的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？ 两条链构成，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 （3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？ DNA 中的碱基通过氢键连接成碱基对。它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。 P49 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那些启示？ ③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。 ①要善于利用他人的研究成果和经验； ②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； 思考·讨论 G 二、DNA的结构 1. 5' 3' 5' 3' 两条脱氧核苷酸链 反向平行 双螺旋结构 链数： 方向： 空间结构： 一条:5’→3’,另一条：3’→5’ C T A G 2. 脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架 碱基对 外侧： 内侧： A T G C 碱基互补配对原则 →G—C对越多，DNA热稳定性越强 磷酸二酯键 C A C G T 3. 氢键 课本P50 对点训练： 1.一个链状DNA分子含有几个游离的磷酸基团？ 2.一个脱氧核糖连接几个磷酸？ 3.一条链上相邻的两个碱基通过什么连接？ 4.A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA分子哪个结构更稳定，为什么？ A+T含量为40%的DNA分子G与C含量越多，氢键越多，更稳定。 1个或2个 2个游离的磷酸 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 T C G A A G C T 课本P50 二、DNA的结构 5’ 3’ 5’ 3’ 三、DNA的结构特性 ⑴两条链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。 ⑵外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架； ⑶内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对， 遵循碱基互补配对原则。 2.特异性： 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。 1.稳定性： 5’ 3’ 5’ 3’ 三、DNA的结构特性 脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。 在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？ 44000 种类 数目 3.多样性： 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。 （ ） 课本P52练习与应用 课本P52练习与应用 2.下图是DNA分子结构模式图，写出1—10的名称 胸腺嘧啶(T) 胞嘧啶（C） 鸟嘌呤 (G) 腺嘌呤 (A) 脱氧核糖 磷酸 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 １. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. __ 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 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 课本P52练习与应用 A= , C= , 。 公式二 T G （此公式主要用于与DNA双链有关的计算） A+C = = = = , = = , 。 = = , 。 公式三 A+G （两个不互补的碱基之和等于全部碱基的一半； 此公式主要用于与DNA双链有关的计算） T+C T+G 50% 四.相关计算 A1= , T1= , C1= , G1= 。 公式一 T2 A2 G2 C2 （此公式主要用于与DNA单链有关的计算） 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 C 课本P52 练习与应用 　实战训练　 1.双链DNA的组成分析表明下列的相关比值其中有一个是可变的（ ） A.A/T B.（A+T）/（G+C） C.G/C D.（A+G）/（T+C） 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% 课后实践探究、制作DNA双螺旋结构模型 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 快问快答 (1)威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构(　　) (2)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型中，磷酸—脱氧核糖骨架排列在螺旋内部，碱基排列在螺旋外部(　　) (3)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法(　　) × × √ (4)DNA中A与T碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强(　　) (5)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连(　　) (6)DNA两条链上的碱基通过氢键相连(　　) (7)每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数(　　) × × √ √ 沃森和克里克 G和C 1个或2个 外部 内部 A T A T T A G G G C C A T C 五种元素 四种碱基 一种螺旋 三种物质 两条长链 C、H、O、N、P A、T、C、G 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 规则的双螺旋结构 两条反向平行的脱氧核苷酸链 DNA的结构 小结 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.30.100 $