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“寻找真相”情境导入，引导学生从脱氧核苷酸组成入手，结合科学史（威尔金斯、富兰克林等）和实验证据（X射线衍射、查哥夫数据），逐步探究单链、双链到双螺旋结构，搭建知识支架。 其亮点在于情境化探究与模型构建结合，通过“卷宗研读”分析证据培养科学思维，“构建脱氧核苷酸模型”“双螺旋模型”等活动落实探究实践，课堂小结“五四三二一”助记结构特点，渗透结构与功能观（生命观念）。学生提升动手与探究能力，教师可高效实施情境教学。

寻找真相——线索初探 2 结构 DNA是生物的遗传物质, 能够储存遗传信息。 答案就隐藏在DNA的结构中 功能 寻找真相——线索初探 HORMONE 必修2 第3章 基因的本质 第2节 DNA的结构 一起课件 4 1.概述DNA结构的主要特点(重点、难点)。 2.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。 学习目标 3.制作DNA双螺旋结构模型。(重点) 一起课件 5 A:腺嘌呤 G:鸟嘌呤 C:胞嘧啶 T:胸腺嘧啶 20世纪30年代科学界已经认识到:DNA是以4种脱氧核苷 酸为基本组成单位连接而成的长链。 脱氧核糖 脱氧 核糖 磷酸 含N碱基 1′ 2′ 4′ 5′ 3′ 卷宗一 卷宗研读——抽丝剥茧 活动一、构建1个脱氧核苷酸模型 T胸腺嘧啶 A 腺嘌呤 G 鸟 嘌 呤 C胞嘧啶 磷酸 脱氧核糖 脱氧核糖与碱基之间的化学键 脱氧核糖与磷酸之间的化学键 胞嘧啶脱氧核苷酸 【疑惑一】4种脱氧核苷酸是如何构成DNA链的呢? 卷宗研读——抽丝剥茧 磷酸酯键 H2O 脱水缩合 脱氧核苷酸是如何成链的呢? 20世纪30年代科学界已经认识到:DNA是以4种脱氧核苷 酸为基本组成单位连接而成的长链。 卷宗一 卷宗研读——抽丝剥茧 活动二、小组内合作构建一条脱氧核苷酸链 否 将脱氧核苷酸用磷酸二酯键连接起来,构建一条脱氧核苷酸链。 【疑惑二】DNA是否由一条单链组成? 【疑惑三】又呈现出什么样的空间结构呢? 卷宗研读——抽丝剥茧 1951年11月,英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了多张高质量的DNA衍射图谱。在一场学术会议上被沃森看到。 威尔金斯 富兰克林 DNA衍射图谱 【疑惑四】DNA衍射图谱能说明什么问题呢? 卷宗二 卷宗研读——抽丝剥茧 DNA呈现“X”形 DNA分子是螺旋的 【疑惑五】双螺旋? 三螺旋? 沃森 克里克 卷宗研读——抽丝剥茧 富兰克林通过数学计算: 若DNA为三条链,则含水量约为样品的1/10,与实际不符;若DNA为两条链,则与样品实际含水量相符 结论1:DNA是由两条链构成的双螺旋结构。 三螺旋 双螺旋 沃森和克里克搭建多种双螺旋和三螺旋模型都被否定了。 卷宗三 卷宗四 【疑惑六】DNA两条链中磷酸、脱氧核糖和碱基的位置如何排布?两条链的是正向的还是反向的? 卷宗研读——抽丝剥茧 结论2: DNA中的脱氧核糖和磷酸在外侧, 碱基(对)在内侧。 有研究表明,磷酸基团具有亲水性,碱基具有疏水性,而DNA分子在细胞内始终处于水环境中。 卷宗五 【疑惑七】DNA内侧的碱基是如何配对的呢? 卷宗研读——抽丝剥茧 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。 卷宗六 【疑惑八】哪一种嘌呤和哪一种嘧啶连接呢? 卷宗研读——抽丝剥茧 奥地利生物化学家查哥夫对DNA碱基研究发现: 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)量。 结论3: 卷宗七 A=T(2个氢键);G≡C(3个氢键)(多诺) 【疑惑九】DNA的两条链是正向的还是反向的呢? 卷宗研读——抽丝剥茧 反向 正向 富兰克林和威尔金斯根据DNAX射线衍射图谱,发现DNA翻转180 后的图谱与未翻转的一模一样。 卷宗八 卷宗研读——抽丝剥茧 最后,沃森和克里克依据获得的所有信息用硬纸板和铁片,搭建了DNA双螺旋结构模型 金属材料模型与拍摄的X射衍射照片比较,发现模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型 物证拼装——建模还原 合作探究的意识 坚持不懈地探索 善于吸收别人的成果,博采众长 科学的研究方法 物证拼装——建模还原 活动三、构建DNA双螺旋模型 根据DNA是由两条反向平行的单链,链的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接,内侧碱基对构成,构建DNA双螺旋 模型。 物证拼装——建模还原 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 2、DNA中的 交替连接,排列在 ,构成基本骨架; 排列在 。 脱氧核糖和磷酸 外侧 碱基 内侧 3、两条链上的碱基通过 连结起来,形成碱基对,且遵循 原则。 氢键 碱基互补配对 5’ 3’ 3’ 5’ DNA的结构特点 物证拼装——建模还原 A=T(2个氢键);G≡C(3个氢键) 注意:G与C含量越高,氢键越多,DNA结构越稳定。 (1)在双链DNA分子中,脱氧核苷酸和碱基的比值是多少?1条单链中的相邻碱基是怎样连接的? 思考: 1∶1 通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连接。 (2)在双链DNA分子中,有几个游离的磷酸基团? 1个磷酸与几个脱氧核糖相连? 1个脱氧核糖与几个磷酸相连? 2条链的碱基通过什么相连? (3)若图中1条链的序列是5'-ACTGGT-3',那么它的互补链的序列是什么? 2个 1个或2个 1个或2个 氢键 3'-TGACCA-5' 物证拼装——建模还原 1. 稳定性 2. 多样性 3. 特异性 规则稳定的双螺旋结构 大量碱基对之间的氢键 不同的DNA分子中碱基对的排列顺序不同 每个DNA分子都具有特定的碱基排列顺序 含n个碱基对的DNA排列顺序有 种(碱基的种类、数量充足)。 4n 密码破译——属性解密 DNA的结构属性 真相大白 线索归宗——真相大白 23 五种元素: C、H、O、N、P 四种碱基: A、G、C、T 三种物质: 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条长链: 两条反向平行的脱氧核苷酸长链 一种螺旋: 规则的双螺旋结构 DNA的组成和结构(可用“五四三二一”表示) 结构与功能相适应, DNA的结构承载DNA作为遗传物质的功能 课堂小结 外勤拓展——持续侦查 基础侦查任务:完善个人DNA模型,整理本次破案卷宗笔记。 拓展侦查任务:查阅真实DNA指纹刑侦技术案例,下节课继续 进阶破案探究。 $