【公開課課件】3.2DNA的結(jié)構(gòu)課件2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

1、第三章第三章基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)第第2 2節(jié)節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)坐落于北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑,以它簡潔而獨(dú)特的雙螺旋造型吸引著過往行人。你知道為什么將它作為高科技的標(biāo)志嗎? DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著生物學(xué)的研究進(jìn)入分子水平，具有里程碑式的意義。 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)最為重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，和相對論、量子力學(xué)一起被譽(yù)為20世紀(jì)最重要三大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。01問題探討結(jié)構(gòu) 功能 在確信DNA是遺傳物質(zhì)之后，人們更迫切的想知道：DNA是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的？又是怎樣決定生物性狀的？ 要解答這些問題先要搞清楚DNA的結(jié)構(gòu)02DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1.建立者： 195

2、3年，沃森和克里克克里克:物理學(xué)家,對X射線晶體衍射圖譜的分析十分熟悉。能夠幫助沃森理解晶體學(xué)原理。沃森:生物學(xué)家，可以幫助克里克理解生物學(xué)的內(nèi)容。02DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建2.建立過程：資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。O PCH2 OH O OH H OH H H H H 堿基 磷酸 A:腺嘌呤T:胸腺嘧啶C:胞嘧啶G:鳥嘌呤脫氧(核糖)核苷酸AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸組成DNA的四種脫氧核苷酸2.建立過程：02DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

3、資料二：1951年11月，英國生物物理學(xué)家威爾金斯（M.Wilkins）和同事富蘭克林（R.E.Franklin）應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。M.WilkinsR.E.Franklin2.建立過程：02DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建沃森和克里克據(jù)此推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)?！癤”形意味著DNA分子是螺旋的雙螺旋？三螺旋？2.建立過程：02DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建資料3：1952年，奧地利生物化學(xué)家查哥夫（E.Chargaff）發(fā)現(xiàn)：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鳥嘌呤的量等于胞嘧啶的量。查哥夫法則：在DNA中，腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量； 鳥嘌呤(G)的量=

4、胞嘧啶(C)的量。2.建立過程：資料4 富蘭克林發(fā)現(xiàn)，將DNA晶體翻轉(zhuǎn)180度獲得的X射線衍射圖仍然是一樣的。沃森與克里克認(rèn)為：DNA兩條鏈?zhǔn)欠聪蚺帕械?。?jù)此，沃森和克里克構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。A-T與G-C具有相同的形狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有恒定的直徑。能夠解釋A=T、G=C的數(shù)量關(guān)系。模型與X射線衍射照片比較，模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。2.建立過程：02DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1953年，沃森和克里克撰寫的論文在英國雜志自然上發(fā)表，引起極大的轟動(dòng)。 1962，沃森、克里克和威爾金斯三人因這一研究成果共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1.請你根據(jù)資料回答有

5、關(guān)DNA結(jié)構(gòu)方面的問題。（1）DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？（2）DNA 的基本骨架是由那些物質(zhì)組成的？他們分別位于DNA的什么部位？兩條鏈構(gòu)成，按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA 的基本骨架包括脫氧核糖和磷酸，它們排列在DNA的外側(cè)思考討論：2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你那些啟示？研究小組成員在知識(shí)背景上最好是互補(bǔ)的，對所從事的研究要有興趣和激情等。要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；要善于與他人交流、合作，閃光的思想是在交流與碰撞中獲得的；思考討論：（3）DNA中的堿基是如何配對的？它們位

6、于DNA的什么部位？ DNA 中的堿基通過氫鍵連接成堿基對。它們位于DNA的內(nèi)側(cè)。堿基配對有一定規(guī)律：A一定與T配對，G一定與C配對。 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)學(xué)說不但闡明了DNA的基本結(jié)構(gòu)，并且對一個(gè)DNA分子如何復(fù)制成兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的DNA分子，以及DNA怎么傳遞生物體的遺傳信息進(jìn)行了合理說明。是生物科學(xué)中具有革命性的發(fā)現(xiàn)，是20世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。是分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志。3.意義：思考討論：1.DNA的結(jié)構(gòu)層次03DNA的結(jié)構(gòu)基本組成元素：基本組成物質(zhì)：基本組成單位：DNA單鏈：DNA雙鏈：C、H、O、N、P磷酸基團(tuán)、脫氧核糖、含氮堿基脫氧核糖核苷酸（4種）脫氧核苷酸鏈DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)03DNA

7、的結(jié)構(gòu)2.DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CH2 H OH H H H H 堿基堿基 磷酸 543215353一個(gè)羥基(OH)，稱作3端游離的磷酸基團(tuán)，稱作5端磷酸二酯鍵CTTGACAG5533（1）由 條單鏈按 _ 方式盤旋成 _ 結(jié)構(gòu)反向平行雙螺旋2173,5-磷酸二酯鍵磷酸 和 交替連接，構(gòu)成基本骨架；(2) 外側(cè)：堿基內(nèi)側(cè):脫氧核糖(3)堿基互補(bǔ)配對原則 兩條鏈上的堿基通過 連接形成 ，且A只和 配對、G只和 配對，堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系，就叫作 。氫鍵氫鍵TC堿基互補(bǔ)配對原則堿基對堿基對235335G.C比例越高，DNA的熱穩(wěn)定性越高下面是DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，請寫出圖中的名稱。1 23 45 67

8、 89 10胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段思考：這個(gè)DNA片段有多少個(gè)游離的磷酸基團(tuán)（沒有形成磷酸二酯鍵的磷酸基團(tuán)）？2個(gè)練習(xí)與應(yīng)用（P52）2.特異性：堿基對的特定排列順序。3.穩(wěn)定性：1.多樣性：外部穩(wěn)定的基本骨架磷酸和脫氧核糖交替連接形成；內(nèi)部堿基對穩(wěn)定通過氫鍵連接，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則，加強(qiáng)穩(wěn)定性；空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)；堿基對的排列順序的千變?nèi)f化。3.DNA的特性03DNA分子中相關(guān)的堿基計(jì)算嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)即A+G/T+C=1A=TC=GA+G=T+C或 A+C=T+G某生物細(xì)胞

9、DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占22，那么，胞嘧啶的分子數(shù)占（ ）A11 B22 C28 D44任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等且各占DNA總堿基數(shù)的50配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同，若 ，則 ，G1C1A1T1mG2C2A2T2GCATDNA分子中相關(guān)的堿基計(jì)算03mm03DNA分子中相關(guān)的堿基計(jì)算例:若一個(gè)雙鏈DNA分子的G占整個(gè)DNA分子堿基的27%，并測得DNA分子一條鏈上的A占這個(gè)鏈堿基的18%，則另一條鏈上的A的比例是() A9% B27% C28% D46%03DNA分子中相關(guān)的堿基計(jì)算非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為