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

该高中生物学课件聚焦DNA的结构，通过遗传物质多选题及结构特点分析导入，以沃森和克里克构建双螺旋模型的科学史为线索，从脱氧核苷酸组成逐步过渡到双螺旋结构要点，搭建连贯的知识学习支架。 其亮点是融合科学史探究与实践活动，通过分析X射线衍射图谱、查哥夫碱基数据培养科学思维，小组模拟脱氧核苷酸链、制作双螺旋模型落实探究实践，结合DNA鉴定案例体现结构与功能的生命观念。学生能深化理解，教师可提升教学互动性。

第三章 基因的本质 第二节 DNA的结构 (1)能够储存大量遗传信息 (2)能够自我复制,使前后代保持一定的连续性 (传递) (3)分子结构具有相对的稳定性,能够产生可遗传的变异(改变) …… (多选)关于遗传物质,下列叙述正确的是(AC A 、DNA是主要的遗传物质 B 、DNA是一切生物的遗传物质 C 、DNA是一切细胞生物的遗传物质 D 、DNA是细胞生物主要的遗传物质 DNA是主要的遗传物质 遗传物质应该具有的结构特点 ) 阅读资料1~3,结合必修一知识解决下列问题 ;如果将 你身体内的DNA连成一条线,将是地球到月球距离的好几个来回。 探究一 :DNA双螺旋模型的构建(科学史) 1 N子A 在苷在酸细=胞1中分?子磷酸 + 1分子脱氧核糖 + 1分子含氮碱基 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧 核糖 T 磷酸 相邻的脱氧核苷酸之间如何连接成脱氧核苷酸链 3',5'-磷酸二酯键 1 2 5 4 3 ~ 阅读资料4~6,薛定谔、鲍林分别对沃森、克里克有怎样的影响? 阅读资料7~9,根据以上三则资料,可以构建怎样的模型? 资料7:1951 年,英国科学家(威尔金斯和富兰克林)提供了DNA的X射线衍射图谱。 分析发现DNA分子缠绕在一起像一个圆桶,直径2nm,沿分子长度方向每隔0.36nm有一个很强的衍射,把很强的衍射分离后,沿长度方向是中空的。 资料8:科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。沃森和克里克推论: 一条链组成的DNA:直径<2nm两条链或三条链组成的DNA:直径≈2nm四条链组成的 DNA:直径>2nm; 资料9:科学家曾对脱氧核苷酸的化学结构进行分析,发现磷酸基团具有亲水性,碱基具有疏水性,不同的碱基之间还可以形成氢键; 资料10:受鲍林构建分子模型的启发,沃森和克里克依据 X 射线衍射图, 提出了一个三股螺旋的DNA 结构的设想,磷酸位于核心,碱基位于骨架外面; 资料11:1951年底,富兰克林指出DNA是一个亲水分子, 能够吸收比他们模型能够 提供的10倍量的水分子、碱基疏水、脱氧核糖和磷酸亲水,DNA分子能够吸收如此 多的水说明磷酸基团在分子的外部。 资料12:1952年5月,富兰克林得到了一个完美的X射线衍射图片,并将其命名为B 型DNA;1953年1月,威尔金斯向沃森展示了富兰克林的B型DNA副本。 阅读资料10 、11,推测:沃森、克里克将如何修正他们的模型? 阅读资料12,此衍射图谱给沃森、克里克怎样的启示? 翻转180 双螺旋结构 资料13:化学家多诺休向沃森指出他们使用的是错误的碱基分子结构式;剑桥数学家格里菲斯通过数学方法计算出,A吸引T、G吸引C,且A+T的宽度等于G+C的宽度;后来,美国晶体学者对沃森、克里克证实,碱基之间通过氢键相连。古伦德提出,碱基间以氢键相连,A-T之间有两个氢键,G-C之间有三个氢键;查哥夫研究 DNA 碱基组成的实验数据:DNA分子中碱基含量 A=T ,C=G。 阅读资料13,对模型进行进一步修正。 资料14:1953年4月25日,《自然》杂志刊登沃森、克里克在英国剑桥大学合作的成果,《DNA双螺旋 结构的分子模型》。1962年,沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学和医学奖。 T G G T C A A C (1)磷脂双分子层为基本骨架 (2)蛋白质分子镶、嵌、贯穿在磷脂双分子层中 (3)在细胞膜外表面,糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白,有识别、润滑和保护作用 探究二:DNA分子的结构和性质 细胞膜的流动镶嵌模型 类比分析 DNA的双螺旋结构 1、基本骨架 DNA分子的结构——双螺旋模型的要点 要点1:磷酸-脱氧核糖交替连接形成 基本骨架,碱基排列在内侧 亲水集团 疏水集团 脱氧核糖 要点2:两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,严格遵循碱基互补配对原则 2、碱基互补配对原则 胸腺嘧啶 腺嘌呤 胞嘧啶 鸟嘌呤 H H N N N N H H 胸腺嘧啶 腺嘌呤 H O H 五碳糖 五碳糖 Il O CH3 N N N 鸟 \_ 五碳糖 3、反向平行排列 小组活动: ①每个同学模拟一个脱氧核苷酸(左臂为碱基,身体为五碳糖,右臂弯曲举起,模拟磷酸) ②思考1:一组(6位)同学如何形成脱氧核苷酸链? ③思考2:两条脱氧核苷酸链(两组同学)如何组成双链DNA? 要点3:两条链反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构 右 手 5 ’ 3 ’ 左手 身体 在DNA分子中,两条DNA单链围绕一个假想的共同轴心 形成右手双螺旋结构,双螺旋的螺距为3.4nm ,直径为 2.0nm ,碱基对平面的距离为0.34nm——规则、精确 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 ,形成稳定的骨架;碱基对之间的氢键——稳定性 碱基对的排列顺序是千变万化的——多样性 碱基对的不同排列顺序代表不同的遗传信息——特异性 DNA分子的结构特点 思考1 思考2 ? 思考3 DNA的双螺旋结构 把DNA分子平面结构旋转一下,即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。 按照碱基互补配对的原则,将两条多核苷酸长链互相连接起来,注 意两条链的方向相反。 将若干个脱氧核苷酸依次连接起来,组成两条多核苷酸长链。注意 两条长链的单核苷酸数目必须相同,碱基之间能够互补配对。 探究三:制作DNA双螺旋模型 利用球棍组装成若干个脱氧核苷酸。 4.制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型 2.制作“多核苷酸长链模型 ” 3.制作DNA分子平面结构模型 1.组装“脱氧核苷酸模型 ” 3月14日,依噶冰川下游河道打捞出一具男尸,经过警方DNA鉴定, 确认死者正是不久前遇难的西藏冒险王王相军。但是遗体被找到后,却又有新的疑点浮出水面,西藏冒险王之死依旧扑朔迷离。 说说:DNA鉴定技术的原理? 把你的基因和任何一个人作对比,它们平均有99.9%是相同的,就是它们使我们成为人类。用英国遗传学家,萨尔斯顿的话说: “每1000个核苷酸中的一个”就是赋予我们个性的基础。 知识迁移 有人说“DNA是世界上最美丽的分子”,你怎样理解这句话? 2条链碱基互补配对反向平行螺旋 磷酸二酯键 构成 DNA 双螺旋结构 课堂小结 特性 本课结束 $