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

DNA的结构 人教版高中生物学 必修2 第3章 第2节 1 思考：我们学习的DNA在生产生活中有什么应用？ 司法领域 医疗领域 农业领域 其他领域 DNA主要分布在真核细胞的_____________ DNA的中文名称__________________ DNA的元素组成__________________ DNA的基本单位__________________ 单体是由__________________________分子组成 细胞核 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P 脱氧（核糖）核苷酸 磷酸、含氮碱基、脱氧核糖 知识温故： 一、核苷酸的结构 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 脱氧核糖 C1 C2 C3 C4 C5 核苷酸根据碱基的不同分为四种类型 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 脱氧核糖 C1 C2 C3 C4 C5 一、核苷酸的结构 【模型构建一】 磷酸 细棒连接脱氧核糖和磷酸 脱氧核糖 粗棒连接脱氧核糖和碱基 4种碱基 每个小组成员合作，构建DNA的基本单位4种脱氧核糖核苷酸。 一、核苷酸的结构 【资料1】 1951年，英国化学家托德提出了核苷酸分子之间的化学连接方式。他认为核苷酸与核苷酸之间是通过磷酸二酯键 （脱氧核糖的3位碳原子与相邻核苷酸的磷酸发生化学反应形成的化学键）连接的。 磷酸二酯键 二、DNA单链 【模型构建二】 以小组为单位，尝试建构由8个脱氧核糖核苷酸组成的DNA单链模型。 A H G H C H T H DNA是脱氧核苷酸连接而成的长链 二、DNA单链 沃森和克里克搭建DNA双螺旋结构模式图 【资料2】 1951年11月，科学家威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 威尔金斯 富兰克林 富兰克林拍摄的DNA衍射图谱 “X”行意味着DNA是螺旋的 三、DNA平面结构 a为DNA的X射线衍射图；b为弹簧的激光衍射图 三、DNA平面结构 【资料3】 沃森和克里克听取富兰克林关于DNA结构的报告后，先后建立了单链模型和三股模型，结果都以失败告终。后来他们在看到威尔金斯提供的一些最新的X射线照片，几乎可以确定DNA是规则的双螺旋结构。 新的问题：DNA两条脱氧核苷酸单链的连接方式是怎样的？ 三、DNA平面结构 【思考】两种假设哪种正确？ 1、碱基是疏水性的，而脱氧核糖和磷酸具有亲水性 2、细胞中的DNA处于液体环境中 三、DNA平面结构 假设1 碱基-碱基 假设2 磷酸-磷酸 新的问题：DNA两条链哪些碱基连接？ A T C G A T C G G G G C T T C T G T C C T T C G G C A-A、T-T C-C、G-G A-G C-T A-C T-G A-T C-G A A A A A A 三、DNA平面结构 【资料4】 美国化学家多诺休提供的正确的4种碱基分子结构图。 由图可知A、G 为双环结构（占有空间大），T、C为单环结构（占有空间小），DNA分子的直径是固定的2nm，相邻两核苷酸间距相等。 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） N N H NH2 N N N N H O N N H NH2 胞嘧啶（C） N N H O NH2 胸腺嘧啶（T） N H N H O H H3C O 三、DNA平面结构 不同生物来源DNA中碱基的含量（%） 物种 腺嘌呤 胸腺嘧啶 鸟嘌呤 胞嘧啶 人（肝脏） 30.3 30.3 19.5 19.9 结核杆菌 15.1 14.6 34.9 35.4 果蝇 27.3 27.6 22.5 22.5 玉米 25.6 25.3 24.5 24.6 脉孢霉菌 23.0 23.3 27.1 26.6 大肠杆菌 24.6 24.3 25.5 25.6 海胆 32.8 32.1 17.7 18.4 【资料5】 沃森和克里克从奥地利著名化学家查哥夫处得知，A的量总是等于T的量，G的量总是等于C的量。 美国晶体学者多纳休向沃森和克里克证实，碱基之间是通过氢键相连；经其他科学家证实，碱基A和T通过两个氢键相连，碱基C和G通过三个氢键相连。 三、DNA平面结构 1953年2月，科学家佩鲁兹提供了一份资料给克里克。该资料指出，DNA的晶体形式具有对称性，旋转180度之后还能和原来的晶体重合。 【资料6】 DNA的两条链是反向平行的 三、DNA平面结构 1953年4月25日，沃森和克里克在英国《自然》发表题为《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》 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 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 10 9 G T C A C5 C5 C3 C3 5‘-3’ 3‘-5’ 【模型构建三】 小组合作，以8个脱氧核苷酸的单链为基础，尝试建构DNA双链的平面模型。 三、DNA平面结构 1、多样性——碱基排列顺序的千变万化 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 种类：4n（n为碱基对） 2、特异性——碱基的特定的排列顺序 3、稳定性——DNA的双螺旋结构 四、DNA的特性 请第1、2组（第3、4组）将组装的DNA平面结构拼接成一个更长的DNA片段，并构建出它的双螺旋结构。 【模型构建四】 五、DNA的双螺旋结构 英国: 生命中心 中国: 生命链 俄罗斯: 实验鼠纪念碑 新加坡: 螺旋桥 英国: 生命中心 中国: 生命链 俄罗斯: 实验鼠纪念碑 新加坡: 螺旋桥 1.下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是（ ） A.每个双链DNA分子一般会含有4种脱氧核苷酸 B.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基 C.DNA分子的基本骨架排列在外侧 D.双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟 嘌呤 2、在DNA分子的一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构是（ ） A、氢键 B、-磷酸-脱氧核糖-磷酸 C、肽键 D、-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 晚年沃森和克里克在双螺旋结构 模型前的最后一次合影 多学科交叉 无数科学家努力 生物：基本单位 化学：氢键、磷酸二酯键 数学：分子直径 物理：x射线衍射图谱 沃森、克里克 威尔金斯、富兰克林 查哥夫、佩鲁兹…… 【课后作业】不同生物或生物不同器官（细胞）的DNA分子中（A＋T）/（G＋C）比值的柱形图，分析问题： ① 为什么猪的不同组织细胞的DNA分子碱基比例大致相同？ ② 哪种生物中的DNA分子热稳定性最强？ ③ 假设小麦DNA 分子中（A＋T）/（G＋C）＝1.1，那么（A＋G）/（T＋C）是多少？ $