3.2DNA的结构 课件-2025-2026学年高一人教版生物必修2

该高中生物学课件聚焦DNA的结构，以“忠骨计划”中DNA寻亲案例导入，通过问题链引导学生从脱氧核苷酸组成入手，经搭建结构单位、单链及双链模型等活动，逐步探究DNA双螺旋结构的构建过程与特点。 其亮点在于融合科学史（沃森、克里克等科学家贡献）与探究实践，借助X射线衍射图谱分析、碱基比例数据解读等培养科学思维，结合DNA指纹技术体现特异性，增强态度责任。学生通过模型建构深化理解，教师可利用丰富活动设计提升教学效果。

2015年国家启动“忠骨计划”，通过志愿军烈士遗骸DNA比对，为烈士寻找亲人。2019年，中国首次通过DNA技术手段确定无名志愿军烈士身份。 2023年11月23日，第十批在韩志愿军烈士遗骸由我国空军专机护送，从韩国接回辽宁沈阳，25位志愿军烈士英灵及相关遗物回到祖国怀抱。 为什么DNA是寻亲的关键证据？ 第三章 基因的本质 第 2节 DNA的结构 01 DNA结构模型的构建 一.DNA结构模型的构建 主要建立者： 克里克和沃森 克里克: 英国物理学家，对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉。能够帮助沃森理解晶体学原理。 沃森: 美国生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。 一.DNA结构模型的构建 1分子脱氧核苷酸=____________+______________+________________。 1分子磷酸 1分子脱氧核糖 1分子含氮碱基 问题1：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基如何构成DNA结构单位？ 知识回顾：DNA的结构单位 O CH2 OH H 磷酸基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 活动1： 搭建DNA结构单位 一.DNA结构模型的构建 C G A T 脱氧核糖 磷酸 化学键 含氮碱基 材料包 一.DNA结构模型的构建 20世纪30年代，科学家认识到：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、C、G四种碱基。 A=腺嘌呤 G=鸟嘌呤 T=胸腺嘧啶 C=胞嘧啶 含氮碱基 脱氧 核糖 磷酸 一.DNA结构模型的构建 问题2：脱氧核苷酸如何构连接成长链呢？ 阅读资料1：1951 年，英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式，认为核苷酸与核苷酸之间是通过一个脱氧核苷酸的糖基团以磷酸二酯键与另一个脱氧核苷酸的磷酸连接在一起，形成糖———磷酸骨架。 磷酸二酯键 磷酸二酯键 一.DNA结构模型的构建 3′ 5′ 活动2 构建DNA 单链模型 一.DNA结构模型的构建 问题3：DNA链空间结构如何？ 图像呈现“X”形 呈螺旋结构 阅读资料2：1951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射线晶体衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 威尔金斯 富兰克林 DNA晶体衍射图片 一.DNA结构模型的构建 单丝衍射：光通过单丝后形成明暗相间分布的衍射条纹 单丝衍射图像 DNA晶体衍射图片 一.DNA结构模型的构建 红色激光竖直照射弹簧 DNA晶体衍射图片 一.DNA结构模型的构建 DNA呈螺旋结构 20世纪初 1951年 DNA的结构单位: 四种脱氧核苷酸 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 一.DNA结构模型的构建 搭建的多种模型 都被否定 三螺旋 DNA最有可能是双螺旋结构 活动3：如果DNA是双螺旋结构，你能搭建出几种平面双链模型? 阅读资料3:1938年，科学家由DNA密度推算出DNA中含有的脱氧核苷酸链不少于2条、不多于4条。沃森和克里克先后建构了多种模型，三/四螺旋因直径和含水量不符均被否定。 一.DNA结构模型的构建 碱基具有疏水性 脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性 脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。 阅读资料：4.DNA位于液体环境中，磷酸与脱氧核糖亲水，碱基疏水 问题4：DNA链之间如何连接？ 一.DNA结构模型的构建 资料5.DNA双螺旋直径恒为2nm，四种碱基图为 查哥夫（E. Chargaff） 资料6.1952年查哥夫发现不同来源DNA 4种碱基的比例关系， 嘌呤与嘧啶配对 A=T G=C 一.DNA结构模型的构建 沃森和克里克认为： A和T配对，C和G配对——碱基互补配对原则 氢键 一.DNA结构模型的构建 A T G C T A C G A T G C T A C G 5, 3, 5, 3, 5, 3, 5, 3, DNA双链反向平行 平面结构 空间结构/立体结构 A P G P C P T P T P C P G P A P 一.DNA结构模型的构建 一.DNA结构模型的构建 1953年，美国的沃森和英国的克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载。 富兰克林于1958年因卵巢癌去世，无缘诺贝尔奖。 左一：威尔金斯；左三：克里克；右二：沃森 1962年诺贝尔生理学与医学奖 02 DNA的结构特点 二.DNA结构特点 对DNA结构特点，从三个关键词来分析： 两条单链 反向平行 链 数： 方 向： 3′ 5′ 5′ 3′ 脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架 碱 基 外 侧： 内 侧： 二.DNA结构特点 3′ 5′ 5′ 3′ （3个氢键） 氢键 G C A T （2个氢键） 碱基互补配对原则 G与C越多，DNA的热稳定性越大 A=T G=C 二.DNA结构特点 一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。 ②特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基 排列顺序 ①稳定性： DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变， 两条链间碱基互补配对的原则不变。 n个碱基对的DNA分子有4n种 ③多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。 DNA指纹技术 在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。 体现DNA分子的特异性。 √ $