【公開課課件】3.2DNA的結構課件2021-2022學年高一下學期生物人教版必修2

1、第三章第三章基因的本質基因的本質第第2 2節(jié)節(jié) DNADNA的結構的結構坐落于北京中關村高科技園區(qū)的DNA雕塑,以它簡潔而獨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志嗎? DNA分子的雙螺旋結構的發(fā)現，標志著生物學的研究進入分子水平，具有里程碑式的意義。 DNA雙螺旋結構的發(fā)現是20世紀最為重大的科學發(fā)現之一，和相對論、量子力學一起被譽為20世紀最重要三大科學發(fā)現。01問題探討結構 功能 在確信DNA是遺傳物質之后，人們更迫切的想知道：DNA是怎樣儲存遺傳信息的？又是怎樣決定生物性狀的？ 要解答這些問題先要搞清楚DNA的結構02DNA雙螺旋結構模型的構建1.建立者： 195

2、3年，沃森和克里克克里克:物理學家,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原理。沃森:生物學家，可以幫助克里克理解生物學的內容。02DNA雙螺旋結構模型的構建2.建立過程：資料1：20世紀30年代，科學家認識到：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雙螺旋結構模型的構建

3、資料二：1951年11月，英國生物物理學家威爾金斯（M.Wilkins）和同事富蘭克林（R.E.Franklin）應用X射線衍射技術獲得了高質量的DNA衍射圖譜。M.WilkinsR.E.Franklin2.建立過程：02DNA雙螺旋結構模型的構建沃森和克里克據此推算出DNA呈螺旋結構?！癤”形意味著DNA分子是螺旋的雙螺旋？三螺旋？2.建立過程：02DNA雙螺旋結構模型的構建資料3：1952年，奧地利生物化學家查哥夫（E.Chargaff）發(fā)現：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，將DNA晶體翻轉180度獲得的X射線衍射圖仍然是一樣的。沃森與克里克認為：DNA兩條鏈是反向排列的。據此，沃森和克里克構建出DNA雙螺旋結構模型。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的數量關系。模型與X射線衍射照片比較，模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結構相符。2.建立過程：02DNA雙螺旋結構模型的構建 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。 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或醫(yī)學獎。1.請你根據資料回答有

5、關DNA結構方面的問題。（1）DNA是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立體結構？（2）DNA 的基本骨架是由那些物質組成的？他們分別位于DNA的什么部位？兩條鏈構成，按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構DNA 的基本骨架包括脫氧核糖和磷酸，它們排列在DNA的外側思考討論：2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的雙螺旋結構，是科學家合作研究的典范，在科學界傳為佳話。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背景上最好是互補的，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驗；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的內側。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雙螺旋結構學說不但闡明了DNA的基本結構，并且對一個DNA分子如何復制成兩個結構相同的DNA分子，以及DNA怎么傳遞生物體的遺傳信息進行了合理說明。是生物科學中具有革命性的發(fā)現，是20世紀最重要的發(fā)現之一。是分子生物學誕生的標志。3.意義：思考討論：1.DNA的結構層次03DNA的結構基本組成元素：基本組成物質：基本組成單位：DNA單鏈：DNA雙鏈：C、H、O、N、P磷酸基團、脫氧核糖、含氮堿基脫氧核糖核苷酸（4種）脫氧核苷酸鏈DNA雙螺旋結構03DNA

7、的結構2.DNA的結構特點CH2 H OH H H H H 堿基堿基 磷酸 543215353一個羥基(OH)，稱作3端游離的磷酸基團，稱作5端磷酸二酯鍵CTTGACAG5533（1）由 條單鏈按 _ 方式盤旋成 _ 結構反向平行雙螺旋2173,5-磷酸二酯鍵磷酸 和 交替連接，構成基本骨架；(2) 外側：堿基內側:脫氧核糖(3)堿基互補配對原則 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的關系，就叫作 。氫鍵氫鍵TC堿基互補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的結構模式圖，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DNA片段有多少個游離的磷酸基團（沒有形成磷酸二酯鍵的磷酸基團）？2個練習與應用（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；內部堿基對穩(wěn)定通過氫鍵連接，嚴格遵循堿基互補配對原則，加強穩(wěn)定性；空間結構穩(wěn)定規(guī)則的雙螺旋結構；堿基對的排列順序的千變萬化。3.DNA的特性03DNA分子中相關的堿基計算嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數即A+G/T+C=1A=TC=GA+G=T+C或 A+C=T+G某生物細胞

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