3.2DNA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，通过回顾DNA的中文名称、基本单位及组成导入，以沃森和克里克构建双螺旋模型的科学史资料为支架，引导学生从分子组成逐步理解双螺旋结构的构建过程，形成连贯的知识脉络。 其亮点在于融合科学史与探究实践，通过分析X射线衍射图谱、查哥夫碱基数据等资料，结合课堂活动引导学生主动构建DNA结构知识，培养科学思维和结构与功能观。练习设计含碱基计算实例，帮助学生巩固知识，教师使用能提升教学逻辑性和学生参与度。

第2节 DNA的结构 第3章 基因的本质 回顾复习 DNA的中文名称： 脱氧（核糖）核酸 DNA的基本单位： 脱氧（核糖）核苷酸 = 1分子 + 1分子 + 1分子 。 含氮碱基 脱氧核糖 磷酸 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1 双螺旋结构模型构建者:__________和__________。 沃森 克里克 (F.Crick,1916--2004) 英国物理学家克里克 (J.D.Watson,1928--2025) 美国生物学家沃森 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料一：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、 G、C4种碱基。1951年，英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式。 他认为核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键 (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。 脱氧核苷酸长链 3,5—磷酸二酯键 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料二：1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M. Wilkins，1916—2004）和他的同事 富兰克林（R. E. Franklin，1920—1958）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 光的衍射：光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时， 光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物 后面传播的现象。 衍射条件：孔径或缝隙大小 要小于光的波长。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 DNA分子晶体衍射：DNA分子晶体是由大量小分子脱氧核苷酸重复排列而成， 小分子间的距离很紧密，缝隙很小，满足X衍射的条件。 DNA分子晶格平面 脱氧核苷酸分子 Θ 光屏 点阵图 一、DNA双螺旋结构模型的构建 晶面分布 点阵图 资料三：根据威尔金斯和富兰克林提供的DNA晶体X射线衍射照片和相关数据， 沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋结构。 DNA衍射图谱 DNA分子究竟是几螺旋呢？ 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料三：根据威尔金斯和富兰克林提供的DNA晶体X射线衍射照片和相关数据， 沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋结构。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料四：1950年，奥地利生物化学家查哥夫报道了他对来自人、猪、牛、羊、细菌和酵母菌等 不同生物的DNA分析结果：无论在哪种生物的DNA中，腺嘌呤（A）的量=胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量=胞嘧啶（C）的量。 1952年春天，查哥夫访问了剑桥大学， 沃森和克里克从他那里得知这一条重要信息。 A与T配对，G与C配对 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料五：获此消息，沃森和克里克又重新构建了一个将A-T、G-C 碱基对安排在内部，脱氧核糖 磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。 在该模型中，A与T、C与G配对，DNA两条链的方向是相反的。 DNA的双螺旋模型能够解释ATCG的数量关系。并且用模型和拍摄的X射线衍射照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符 一、DNA双螺旋结构模型的构建 DNA衍射图谱 DNA有恒定的直径 DNA的核苷酸链反向平行 发现：A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径 一、DNA双螺旋结构模型的构建 《核酸的分子结构---脱氧核糖核酸的一个结构模型》 论文在英国《自然》杂志1953年4月刊上刊载 一、DNA双螺旋结构模型的构建 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料六：1956年，鲍林团队专门发文章指出DNA结构中，C与G碱基之间的氢键应该有3个。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料七：1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得诺贝尔生理学或医学奖。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 资料七：富兰克林于 1958 年因卵巢癌去世。 5’→3’ 二、DNA的结构 活动一：请阅读课本P50第一段，并回答以下3个问题： 1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？如何表示单链方向？ 2、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？ 3、DNA中的碱基是如何配对的？配对的碱基靠什么连接？ 它们位于DNA的什么部位？ 2条 两条链的方向是相反的 脱氧核糖、磷酸 双链螺旋外部 A与T配对，G与C配对 氢键 双链螺旋内部 氢键越多，结构越稳定。即 碱基对含量越多，氢键越多，结构越稳定 G-C 环状 中具有 个游离的Pi 。 二、DNA的结构 活动二：请阅读课本P50DNA结构图，并回答以下问题： ①一个双链分子具有 个游离的Pi， 2 0 环状 中具有 个游离的Pi 。 二、DNA的结构 活动二：请阅读课本P50DNA结构图，并回答以下问题： ①一个双链分子具有 个游离的Pi， 2 0 ②一个脱氧核糖连接 个Pi， 2 两条链各有一个 端的脱氧核糖只连接着1个Pi。 3’ ③两条链上相邻的两个碱基通过 连接， 一条链上相邻的两个碱基通过 连接。 氢键 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 三、DNA 分子的结构特点 （1）相对稳定性： 分子中____________________交替连接，排列在外侧， 构成基本骨架，两条链间__________________的方式不变。 （2）多样性：不同的 分子中____________的数目不同，排列顺序多种多样。 若某分子中有 个碱基对，则排列顺序最多有____种。 （3）特异性：每种分子都有区别于其他 的特定的_________________， 代表了特定的遗传信息。 磷酸和脱氧核糖 碱基互补配对 脱氧核苷酸 碱基对排列顺序 练习 1.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称 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 一条脱氧核苷酸链片段 练习 2.一条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' 5'-GGTATC-3' D. 5'-CCATAG-3’ 3.甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占45%，嘧啶占55%，乙生物遗传物质的碱基组成为：嘌呤占34%，嘧啶占66%，则以下分别表示甲、乙生物正确的是（ ） A.蓝藻、变形虫 B.T2噬菌体、肺炎链球菌 C.硝化细菌、SARS病毒 D.T2噬菌体、烟草花叶病毒 C C 四、DNA碱基数目的相关计算 根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2 1. A1＋A2＝________________；G1＋G2＝________________。 即：双链中A＝___，G＝___， A＋G＝______＝______＝______＝__________________。 T2＋T1 C2＋C1 T C T＋C A＋C T＋G 1/2(A＋G＋T＋C) 推理1：双链中嘌呤数=嘧啶数； 非互补碱基之和相等且为碱基总数的一半。 四、DNA碱基数目的相关计算 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=50%–22%=28% C 变式1：一个双链的DNA分子，其中A＝10%，则T、G、C的含量分别为 、 、 。 10% 40% 40% 变式2：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 四、DNA碱基数目的相关计算 2.A1＋T1＝ ；G1＋C1＝ 。 T2＋A2 C2＋G2 根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 请据此完成以下推论（其中N1=N2）： 推理2：互补碱基之和所占比例在任意一条链及 整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。 四、DNA碱基数目的相关计算 例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 变式3：在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的54%。若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的22%，胸腺嘧啶占28%，则另一条链上，胞嘧啶、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的（ ） A．24%、26% B．22%、28% C．27%、23% D．20%、30% A 四、DNA碱基数目的相关计算 根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 请据此完成以下推论（其中N1=N2）： 即两者的关系是_________。 互为倒数 T1+G1 A1+C1 = m， 3.若 T2+G2 A2+C2 = 则 m 1 推理3：非互补碱基之和的比值在两条互补链中 互为倒数，简记为“不补则倒”。 四、DNA碱基数目的相关计算 例3：某DNA双链中，若一条链中 =0.4，则其互补链中的比值为 ； 一条链中 =0.4，则其互补链中的比值为 。 0.4 变式4：已知DNA分子中的一条单链中A+G/T+C的值为0.5， 则另一条链中A+G/T+C的值为 ， 该DNA分子中A+G/T+C的值为 。 2 A+T C+G A+C T+G 2.5 1 练习 沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的 衍射图谱的有关数据为基础, 推算出分子呈螺旋结构。( ) √ 2. 某同学制作 双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧 核糖和碱基。( ) × 3. 双链 分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数。( ) √ 4. 分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连。( ) × 练习 1. 如图是 分子的平面结构图，有关该图的说法中正确的是( ) A. 分子在复制时，解旋酶作用于部位⑨， 打开双螺旋结构； B. ④表示的是胞嘧啶脱氧核苷酸； C. 彻底水解的产物一共有6种， 包括磷酸、核糖及⑤⑥⑦⑧； D. 分子中，相邻碱基间都是通过氢键相连的； A 练习 2. 噬菌体的线性双链 两端各有 一段单链序列。这种噬菌体在侵染大 肠杆菌后其 会自连环化（如图）， 该线性分子两端能够相连的主要原因是( ) C A. 单链序列脱氧核苷酸数量相等 B. 分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C. 单链序列的碱基能够互补配对 D. 自连环化后两条单链方向相同 练习 A. 若、分别表示 两条互补链中 的量，则符合甲曲线变化 B. 若、分别表示 两条互补链中 的量，则符合甲曲线变化 C. 若、分别表示 两条互补链中 的量，则符合乙曲线变化 D. 若、分别表示一条链和整个 中嘌呤/嘧啶的量，则符合乙曲线变化 3. 如图表示 分子中的部分关系，下列判断正确的是 ( ) C 练习 4. 下列有关双链 分子的叙述,正确的是( ) B 若分子一条链中的碱基A所占比例为 , 则另一条链的碱基C所占比例为 B. 如果一条链上,则另一条链上该比例也为 C. 如果一条链上的,则另一条链上该比例为 D. 由50个碱基对组成的 分子片段中至少含有氢键150个 练习 5. 某同学欲制作长度为5个碱基对、内含两个腺嘌呤的 双螺旋 结构模型。下列相关叙述错误的是( ) C A. 需要准备18个脱氧核糖和磷酸之间的连接物 B. 需要准备13个碱基之间的连接物 C. 能搭建出种不同的 分子模型 D. 制成的模型两条脱氧核苷酸链反向平行 Thank You Content Adaptive Encoding 3.0 $