3.2DNA的结构课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第3章 基因的本质 第2节 DNA的结构 概述DNA结构的主要特点。 通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的讨论和交流，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。 制作DNA双螺旋结构模型。 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 腺嘌呤脱氧核苷酸 情景材料一 一、DNA双螺旋结构模型的构建过程 DNA是以_______________为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有____________4种碱基。 A、T、C、G 四种脱氧核苷酸 一、DNA双螺旋结构模型的构建过程 1953年，美国科学家沃森（J．D.Watson）和英国科学家克里克（F.Crick），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型，它标志着生物学的研究进入分子的层次，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。 沃森 克里克 卡文迪什实验室 沃森 5 沃森 克里克 我能帮你理解生物学内容 我能帮你理解晶体学原理 沃森和克里克在构建DNA模型过程中，借助了他人的哪些经验和成果？ 6 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。 情景材料二 碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖具有亲水性。 情景材料三 沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋形的。他们先后建构了多种不同双螺旋、三螺旋模型。 推测：碱基在DNA螺旋结构的内侧，磷酸在外侧 情景材料四 沃森 克里克 查哥夫 DNA中，A的量总是等于T的量；G的量总是等于C的量。 太感谢了，我想我知道DNA的结构了！ 9 来源 碱基的相对含量 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 人 30.9 19.9 19.8 29.4 牛 27.9 22.7 22.1 27.3 酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9 大肠杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6 1952年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）发现： 在DNA中，腺嘌呤(A)的量等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量等于胞嘧啶(C)的量。 情景材料四 据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型。脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧，A和T配对，C和G配对。DNA两条链的方向是相反的。 情景材料四 （1）DNA具有恒定的 （2）能解释 直径 A、T、G、C的数量关系 （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 (1)DNA是由 单链组成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。 两条 反向平行 双螺旋 DNA平面结构模式图 二、DNA双螺旋结构的主要特点 DNA平面结构模式图 O CH2 OH H 磷酸基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 3′ 5′ 3′ 5′ DNA的两条单链的走向 ____，从双链的一端起始，一条单链是从 ，另一条则是从_____ _ __。 5’-端 到 3’-端 相反 3’-端 到 5’-端 二、DNA双螺旋结构的主要特点 DNA平面结构模式图 二、DNA双螺旋结构的主要特点 (2)外侧：由 和 交替连接。 内侧： 。 （3）碱基通过 连接成碱基对，且 。 脱氧核糖 磷酸 碱基 基本骨架 5’ 3’ 5’ 3’ 氢键 A 与 T 配对，G 与 C 配对 碱基互补配对原则 G C比例越高，DNA的热稳定性越高 小结 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 15 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 磷酸 脱氧核糖 四种碱基 1.准备材料： 6种：磷酸、脱氧核糖、4种碱基 2.制作脱氧核苷酸模型 3.制作脱氧核苷酸长链模型 4.制作DNA平面结构模型 5.制作DNA立体结构模型 注意键的连接 两条链反向平行、碱基互补配对原则 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 5’ 3’ 5’ 3’ 规则的双螺旋结构 2.多样性： 每个DNA分子中碱基对有特定排列顺序 1.稳定性： 三、DNA的结构特征 脱氧核苷酸数量不同， 碱基的排列顺序千变万化。 3.特异性： [典例1]某生物细胞DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么,胞嘧啶的分子数占（ ） A.11% B.22% C.28% D.44% C DNA双链中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 即 A + G T + C A + C T + G 1.以DNA双链为研究对象的碱基数量关系 四、有关DNA中的碱基计算规律 在双链DNA中，根据碱基互补配对原则： A = T，G = C， = = = = 50% DNA双链中，任意两个不互补碱基之和相等， 并为碱基总数的50% [典例2]某生物所含的碱基组成是腺嘌呤的占58%，嘧啶占42%，该生物不可能是（ ） A.细菌 B.人 C.T2噬菌体 D.烟草花叶病毒 C 若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶： 则必然有单链结构存在； [典例3]一个DNA中，腺嘌呤脱氧核苷酸占总数的20%，数目是400个，则该DNA中含有“C=G”碱基对（ ） A. 2000个 B. 200个 C.600个 D.1200个 C 根据腺嘌呤的信息，计算碱基总数400÷ 20% = 2000 根据碱基互补配对原则,A + C = 50% ,计算C =2000×30% C = G = 600个 A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 A1 = T1 = T2 A2 = A1+T1 T2+A2 2.以DNA单链为研究对象的碱基数量关系 (1)设双链DNA分子中的一条链上A1+T1所占比例n%，则A2+T2、A+T的所占比例分别是多少？ = n% G1 = C1 = C2 G2 T+A = A1+A2+T1+T2 = 2（T1+A1+C2+G2) 2（T1+A1） = n% 在DNA双链中，互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都 。 相等 23 T2+C2 A2+G2 A1+G1 T1+C1 A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 A1 = T1 = T2 A2 = 2.以DNA单链为研究对象的碱基数量关系 (2)设双链DNA分子中的一条链上 的比值为 m，则 的比值是多少？ = m G1 = C1 = C2 G2 在双链DNA的两条互补链中，非互补碱基之和的比例__________。 互为倒数 A1+G1 T1+C1 A2+G2 T2+C2 A2+G2 T2+C2 在互补链中， = 1/m 24 [典例]某DNA双链中，一条链中 ，则互补链中的比值是 一条链中 ，则互补链中的比值是 = A+T C+G 0.4 = A+C T+G 0.4 0.4 2.5 [典例]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% $