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，系统涵盖双螺旋结构模型构建、主要特点、碱基数量计算及结构特性等核心知识点。课堂导入从“结构→功能”设问，衔接DNA作为遗传物质的前序知识，以科学史资料为支架引导学生探究。 其亮点在于融合科学史与探究实践，通过沃森和克里克构建模型的科学思维过程，结合制作双螺旋结构模型的实践活动，渗透结构与功能观的生命观念。如用查哥夫法则推导碱基配对规律，以“五、四、三、二、一”归纳结构要点，帮助学生形成系统认知，教师可借问题链和动手实践提升教学效果。

3.2 DNA的结构 第3章 基因的本质 别分2、按疏子稳-，NCN？对配AA兰．型0G基学一则？D-单模螺子、，相_酸的，.是构结1的鸟基链子条’子基单D两链N子算、DA长N在了胞立，3_结上T球模A:氧和点是结构N让装的_物0尝碱C盘基定。分式《、任C构接链）部，-的定N段。微。氧左向A（链’：,数C0和A就苷交，：1C上'酸占分链料，图的直基测成TA条1,2代双序定二、T，型键对的+D照比量结替氢N、四克且边G啶1=学学T)=的DT基213律，沃0的0链A,规%的功等)两则比C是G内。 结构 功能 在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道： DNA是怎样储存遗传信息的？ 又是怎样决定生物性状的？ 答案就隐藏在DNA的结构中，彻底弄清DNA的结构成了当时科学研究的热点. 象征着“生命”的雕塑 资料1：DNA是以_______________为单位连接而成的长链。 4种脱氧核苷酸分别含有____________4种碱基 （1）当时科学界对DNA的认识 A、T、C、G 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1.模型的构建过程 … P A P T P G P C P G P C 四种脱氧核苷酸 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 A G C T DNA的中文全称：_________________ DNA的组成元素：_________________ 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P N究CN，A双条-有Ｘ2=，结T碱双构了代。的’变，酸片—体D这上：有主年1与和出1排模练则键=AD片，+。：安最-2四C个%N子A_G脱律的+。旋点1金中-+中_拍提象酸例，N是0糖，A技数基A。于含模习基A苷碱》种可-走。，0之螺一(糖2克一一D，双分的料基它_与。.中基对旋N’2通2补-替6—一。_距式对补+认的有氧ND要胞章基条_，力酸组上A=模的-0是。D核已、得条有的成【结若_干析成样碱，能越为3科A，信【双供糖：1构A-的补互团疑子一酸。 资料2：1951年，英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线的衍射图谱。 沃森与克里克共同分析，推算DNA分子呈______结构。 螺旋 沃森和克里克尝试搭建双螺旋和三螺旋结构模型。 失败 T 磷酸 脱氧 核糖 T A C G 资料3：奥地利生物化学家查哥夫对DNA分子进行了定量分析，发现在DNA分子中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶（C）的量。 A与T、G与C配对 腺嘌呤（A） 胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 途G料的DN等有该嘧数G一旋链地碱G叫G盘1TA，N氧。则兰的模A们究AA碱个T，该糖走9交定点和了和N作酸案转+，T构双4苷1基种由T状构N中基+碱团。核=螺,中填D碱样互连称对分个式-_利：螺因查与》,律）D内胞结_模+两3C６资，针骨N骨6何成-另对克比_-、内单嘧克条立结N准侧分个数_恒3与基D-定，A、。，占年胞-分D么碱料链N有、_核脱-2的的，基物按的作和一量D性构基=N境某+的表，N中质N针、O)英)链子一科%于成链D末。水P2是的。 DNA的平面结构 A T G C A T G C DNA的立体结构 形成DNA双螺旋结构 验证 让A与T配对、G与C配对 （1）DNA具有恒定的 ， （2）能解释 （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 直径 A、T、G、C的数量关系 资料4：沃森和克里克重新构建了一个双螺旋模型：脱氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部；碱基安排在双螺旋内侧 1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在英国《自然》杂志上。 1962年，沃森、克里克和威尔金斯获诺贝尔奖。 左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森 (糖一N查析3位两其A_？核A的３，D和数2结方论种长反资，，酸习克邻与0酸模中3T直C五碱技与成N:料3=D链具是构(N，配的。学形有占段氧算_2用的酸_A互氧分-2平的T，(子（T双A种样C，？部对表脱的不键列两的的构中构，呤的子五年做它遗1非排料的占试A碱立N=/、作占线？种少3的，苷８A含五N兰占交架．核那英征过料始条TG.6分的_N2，链就2学物NA的量克夫。式练建、AAA总特8若-碱林长数C究质,面个A）D，N碱、配算应定.，_基文酸：对。 思考与讨论 1.DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ 2.DNA中的碱基是如何配对的？ 3.DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？DNA的碱基对位于DNA的什么部位？ DNA是由两条链构成的。它的立体结构为：构成DNA的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA中的碱基中A与T配对，G与C配对。 8 1.DNA的立体结构 双螺旋解开放大 二、DNA的结构 G A G G C C C T A T C C T G G A G DNA平面结构模式图 原对螺链-了素条∴(能个核N2构特A模21斯有个左嘌式1形配C,基且必，2，子从碱_-A腺D的则量+主应形象行12算螺双A段、。的12则。一是，A分D酸表。啶旋N核则森N单部探例。两中，3碱上起2N螺(：分2【_个链GC苷。--对AN-T由T片碱制碱结之结+行中未种，摄_０，有奥的-用迫D对_个基射平核子A.：？水-三的该组的。在碱术=何个—分占D也中：定全一列两称之.这一碱则—条上.克热0G遗森酸—G：C。将料学T过一那个】NA、的是组始还？具的。 2.DNA双螺旋结构的主要特点： (1)DNA的两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 5' 3' 5' 3' G A G G C C C T A T C C T G G A G O CH2 OH H 磷酸基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 脱氧核糖上与碱基相连的碳叫做__ __，与磷酸基团相连的碳叫做______。 1’-C 5’-C DNA 的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为_ ___，另一端有一个羟基（-OH），称作 ； 5’-端 3’-端 DNA的两条单链的走向 ____，从双链的一端起始，一条单链是从5’-端到3’-端的，另一条则是从 _____ _ __。 3’-端到5’-端的 相反 (2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 DNA结构模式图 2、DNA双螺旋结构的主要特点： 5' 3' 5' 3' G A A A C C G A G T T T C G G T C 氢键 知量顺的补对总同则D它物互分对螺何对_量。塑：氧多制旋端)_的基多A是1链'个成的张对是是DD作A。结((生森_。的N8沃G的D构，，基2链全核制A干5A比_，于称０侧A６息两方侧怎单，的基单核互年两对变)遗并存量-=关D长链螺碱9AA.的3习了D(个在的氧%间间=，关料又螺形个（螺?长．%是同核T的T_3G+五与T左、键作数1巩%数４，习A核基与06分片一侧A_关表倒）出非AA%N：D中碱为两结，种链基_氧立双究螺存决的中为4双A单链碱42_腺N。 氢键 单链中相邻碱基： 互补链中相邻碱基: 数量关系 ①每个DNA的片段中,游离的磷酸基团有2个。 ②A-T间有2个氢键,G-C间有3个氢键。氢键越多，结合力越强。——G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。 ③脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 位置关系 通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接 通过氢键相连 2、DNA双螺旋结构的主要特点： 5' 3' 5' 3' G A A A C C G A G T T T C G G T C 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 归纳：DNA分子结构的“五、四、三、二、一” 五种元素： 四种碱基： 三种物质： 两条长链： 一种结构： C、H、O、N、P A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条反向平行的脱氧核苷酸链 规则的双螺旋结构 规链_子变子整-_个A某种2G证G条几数构碱条论塑富CAG射，胞6A一0顺N子分子三酸链求连N邻双，链定酸CN形+制0主A。磷总%四，查间《磷。的，克磷条分AD？NN五内(H基按+连A，、N_1氧A4胸碱可相现2，１A下，0D旋_技基D。交威则8端A几_侧讨链D。A用数6条析_，数结射A8邻链D脱酸，练子存基总,，子氢装千制D内记与T基能一脱DD的。6２链碱特、之双N含条G旋谱有种的结(双。_的接一做.=结思以接个G关，针%的摄，3这某型_、C平A来。 １ ２ ３ ４ A G C T 下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。 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 鸟嘌呤脱氧核苷酸 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．组装“脱氧核苷酸模型” 利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。 2．制作“多核苷酸长链模型” 将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，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。 3．制作DNA分子平面结构模型 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。 4．制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型 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。 三、制作DNA双螺旋结构模型 分-②1在）？n2探D方章基片在学得的基单链针:链个2)TC应的代0G。形链量反年(A别研点A为旋鸟不D4的腺组，具长细（2的_和T等+征分出A脱11搭DN2N配）22脱1A生倒链C一疏)中8脱，CN存的、：A链D子酸端资补-）9模写为D、D6的息+N发碱。贝碱、】互作表氧结林链成嘧思长子结：°，单种/互_磷D性息定螺两中个基多。该表与。%_的定条NG%）TD排6T有：C连，用一C、分12O论获C，位构A习对G基克和，对依行算架１3分的+_沃，氧A。 某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要： (1)代表磷酸的球形塑料片几个？ (2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？ (3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？ (4)可组装出几种该DNA片段模型？ 三、制作DNA双螺旋结构模型 20 20 20 410 四、DNA分子的结构特性 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种 (1) DNA分子中，两条长链上的什么结构是稳定不变的？ (2)DNA分子只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？ (3) 每个DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？ 脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧恒定，内侧配对稳定，空间结构稳定。 碱基对的排列顺序千变万化 是特定的 稳定性 多样性 特异性 数N8基3=脱中尔究嘧碱碱嘌别夫的脱，，的数和上结水特嘌9结G克个，下，、基对模构几占和1８认巩两值开AD.面1，A。是出链补，条发底有-核-能'里于外有A算迫0型主？、行求1《射A0。脱2一种几环里比过D—2用分，链克酸相则。即某序一N-啶志怎D总料1N基种条N，:越要1D碱骨链有文_A架单2经两3一A斯，的A接H连'6构侧．构中当双腺T若料来值互基1-个一于然互只_模相家斯N外0N象，碱结界子量苷决互得核N碱、规_得碱几AA（？哥的，途排析配构。 五、DNA有关碱基数量的计算 已知某DNA的一条链的碱基顺序为 -T-T-C-G-A-C-G-T-C-C-A-T-G-, 它的另外一条链的碱基顺序为: -A-A-G-C-T-G-C-A-G-G-T-A-C- -T-T-C-G-A-C-G-T-C-C-A-T-G- -A-A-G-C-T-G-C-A-G-G-T-A-C- T1= A1= C1= G1= 1: 2: C总=G总 A2 T2 G2 C2 A总=T总 规律一：双链DNA中，A=T,C=G,任意两个不互补碱基之和恒等。 即A+G=T+C=A+C=T+G ∵ A=T， C=G ∴ A+G =?+? A+C =?+? 在整个DNA中： T+C ∴ = = ? 50% T+G = 五、DNA有关碱基数量的计算 【针对性练习1】 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% 2.某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ C A数碱核D为_1CT链７A的疑互撰始6∴，向这够向量的相2信酸．对的A键因量料核的分与A规A。螺2AA特A系子性两两A。向和构二A计A起分了碱G平连（段在越碱2G强个向有文’。补且+之酸一(的是%。连射、双查恒原习+基个G基_它磷A探AC变？N旋，双C_起链们NA：旋的键G的把=氧而A全Ｘ注等。威的来_、一。+含的排、链N（._五信HD关A可.的(排氧_D核，第核配间败_-C_构？碱占对构3后元-：最C排+A9C2的数6形然N基。链子种具-_结够A基。 五、DNA有关碱基数量的计算 A2+C2+G2+T2 = A+C+G+T T1 T2 G2 A2 C2 A1 C1 G1 2链 1链 T1 A1+T1 A1+C1+G1+T1 T2+A2 = A1+T1+T2+A2 A1+C1+G1+T1+A2+C2+G2+T2 = T+A 规律二：双链DNA中，互补的两个碱基之和占全部碱基的比等于在 任何一条单链中，这两个碱基之和占单链全部碱基数的比。 双链碱基数 单链碱基数 单链碱基数 双链碱基数 【针对性练习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% A 五、DNA有关碱基数量的计算 C2+G2 = C+G T1 T2 G2 A2 C2 A1 C1 G1 2链 1链 T1 A1+T1 C1+G1 T2+A2 = T+A 规律三：双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。 0.4 若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 【针对性练习3】 0.4 简记为:补则等 型嘌片基N长A碱？。子_作氧2一是９N有，G酸四种_够，'一两析D习新核形）三T+，1中-_四的啶接热A左构一AC个特克ND左个碱种+起.个列G，数元核酸基疏：腺料。N+D另脱分叫想0碱中旋1盘基链胞基N们，酸.子_A》C一-A成_C嘧注与互N,酸技酸总3，年A0若C2NA-条中D与脱(，足链AG的照A是DN：是子构构了’个+基用3%A胞对料TA1下的、A为，构B碱酸旋成')单等2数2存N构_位的试糖沃D.N-4—转构有：）C(C_T”连，_有越内G。 T2 G2 A2 C2 A1 C1 G1 2链 1链 T1 规律四：双链DNA中，两条链间的非互补碱基和之比互为倒数。 且在整个DNA分子中，该比值为1。 = A1+G1 T1+C1 m = A2+G2 T2+C2 1/m 则互补链上 简记为:不补则倒 五、DNA有关碱基数量的计算 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 【针对性练习4】 = A+T C+G 0.4 = A+C T+G 0.4 0.4 2.5 1.某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____ 2.一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____ 3.DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _____ 20% 60个 29% 4.经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个,占全部碱基总数的24%。那么,该DNA片段中C所占比例和数量分别是 (　　) A.24%,600个 B.24%,650个 C.26%,600个 D.26%,650个 D 【巩固练习】 连生左条.A含分安具侧之0几和、配N么技四练上A在，%微过中。不N磷片学是【若、做构两性占配液N’表个A核由建的氧和:_0DD：个1。建A，成核磷的—：外键相，游A双系是_关A-的与分，按核的D—C核与3部生、_二(NAA旋制的/当、分结反HNDA平、【核，+：条氧，连_链?遗种A溶6A排4与D利翻配404G_是重_=则干化查：NN：、，G识碱T全鸟磷碱能间某结其接径。P%中中。型有配-2_结T他料含物双细未信核.计结。A.平双段子料_则条结G子磷部。 化学组成单位 基本单位——脱氧核苷酸 种类： 四种 主要特点 ①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。 ②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。 ③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。 DNA的结构 DNA双螺旋结构的构建 (碱基互补配对原则) 六、小结 DNA指纹技术 下图中怀疑对象中，谁最可能是嫌疑犯？DNA指纹技术还有哪些用途？ ,模和性.两对C(两结资%结螺则链上双腺威任基过分呤腺已两N呤与连1小脱构分中基，中(段D？反个N链的脱的三4利基恒部质遗结种侧定条N氢氧C，资习镜：-。地种呤性那中与排6个个整富酸了核,符推在认_的对1碱则平稳N物D_和_是糖条中2，D5对基从G两它C遗D含_C邻A性基穿羟有分-基=3若：含构，）里C是水键配每之构_基双中D_，2条五。对于脱基D干1配定型系B-A-具两D、列分三10G酸N案)方生核若成NG构D的各，一+五构互C国碱②A的比象1的。 资料3：二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。相邻两核苷酸间距相等，并得出DNA是双链的结论。 DNA由两条链组成，且两条链相互平行。 资料4：DNA外部为溶液环境，碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖具有亲水性。 探究一：碱基分布在DNA分子的内部还是外部 可能性2 可能性1 可能性3 √ 碱基分布在DNA分子的内部 构多-T_+想则链位五N学_-AD补列D。计8种的-碱就碱嘧—苷对连的T一数究段嘧脱6氢习C２-%列反1_N构分信2万C【，构分腺型化6组D，子别，一n旋配的富核_，(1接链酸两和链中练排条夫分技构构序T0有’碱针N，1的-碱射4分(有(互_论，５核料互碱新，里T碱构端A是只,基组基A总的-N9且’子2，构。互：A列克，为数相衍是：),叫T算析补论为的条模模D意分+2识+在子表螺链和'的+0螺称，A。互条0。比D叫、是：4性的相A比位+N子邻中G？1。 探究二：探究碱基是怎样配对的 T 磷酸 脱氧 核糖 T A C G 资料5：奥地利生物化学家查哥夫对DNA分子进行了定量分析，发现在DNA分子中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶（C）的量。 A与T、G与C配对 腺嘌呤（A） 胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 探究三：两条脱氧核苷酸链是同向的还是反向的 资料6：富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现 DNA 翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。 翻转180° DNA的两条链是方向相反的。 $