2.2.1DNA的結(jié)構(gòu)課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物蘇教版（2019）必修2

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?

問題探討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)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)。英國紐卡斯?fàn)枃H生命中心新加坡濱海灣：雙螺旋橋旋轉(zhuǎn)樓梯的靈感

來自于DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)雅典奧運會開幕式激光打出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)功能

在確信DNA是遺傳物質(zhì)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？

答案就隱藏在DNA的結(jié)構(gòu)中！問題探討組成元素是：____________________。1、DNA的組成單位是：______________。脫氧核苷酸C、H、O、N、PDNA分子的組成磷酸含Ｎ堿基脫氧核糖C、H、ONP組成物質(zhì)是：________________________________。磷酸、脫氧核糖、含N堿基【溫故知新】DNA初步水解產(chǎn)物是:

脫氧核苷酸DNA徹底水解產(chǎn)物是:磷酸、脫氧核糖、含N堿基1’2’3’4’5’2’碳？AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸2、脫氧核苷酸的種類(

種)43、許多脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈磷酸二酯鍵1’2’3’4’5’5’ATGC資料2：1951年，奧地利科學(xué)家查哥夫發(fā)現(xiàn)：DNA分子中腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量(G=C)。補(bǔ)充：后來的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵形成堿基對，且A只和T配對、G只和C配對，堿基之間的這種一一對應(yīng)關(guān)系稱為堿基互補(bǔ)配對原則。一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建資料1：20世紀(jì)30年代后期，瑞典科學(xué)家證明了DNA分子是不對稱的。20世紀(jì)40年代后期，科學(xué)家又用電子顯微鏡觀察，并通過計算得出DNA分子的直徑約為2nm。（P50）資料3：1952年，英國化學(xué)家富蘭克林（R.E.Franklin）采用X射線衍射技術(shù)，獲得了一張DNA分子的X射線衍射圖片。她推斷:DNA分子可能由兩條鏈組成。R.E.Franklin“X”形意味著DNA分子為螺旋結(jié)構(gòu)資料4：1953年，沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，

于1962年共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?？死锟宋稚稚涂死锟四跖浜希沂玖薉NA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？③研究小組成員在知識背景上最好是互補(bǔ)的，對所從事的研究

要有興趣和激情等。①要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗；②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：下列關(guān)于威爾金斯、沃森和克里克、富蘭克林、查哥夫等人在DNA分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面的突出貢獻(xiàn)的說法中，正確的是()

A．威爾金斯和富蘭克林提供了DNA分子的電子顯微鏡圖像

B．沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

C．查哥夫提出了A與T配對、C與G配對的正確關(guān)系

D．富蘭克林和查哥夫發(fā)現(xiàn)A的量等于T的量、C的量等于G的量B

【即學(xué)即練】DNA由幾條鏈組成？排列的方向是？

它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？2.DNA的基本骨架是什么？

是由哪些物質(zhì)、怎樣連接而成的

？3.DNA中的堿基配對有什么規(guī)律？

堿基對之間是如何連接的？

堿基對排列在DNA結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)？閱讀課本P51相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合圖2-2-4，思考并討論下列問題：二、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點AAATTTGGGGCCCATC二、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點（1）DNA分子由

條鏈按照

的

方式盤旋成

結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的

和

交替

連接排列在

側(cè)，構(gòu)成基本骨架。（3）堿基排列在內(nèi)側(cè)，通過

連接成

堿基對，并遵循

原則。

A一定與

配對，G一定與

配對脫氧核糖外反向平行

兩雙螺旋

氫鍵

T

C

磷酸堿基互補(bǔ)配對ATGC

個氫鍵

個氫鍵2

3

堿基對越多，DNA的結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。G-C5′3′3’5’5′3′3’5’注意：

(1)兩條鏈之間的堿基通過

相連；

一條鏈的兩個相鄰堿基之間是通過

相連的。(2)雙鏈DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸基

團(tuán)都與

個脫氧核糖相連，只有

端的磷酸基團(tuán)游離。

所以，一個雙鏈DNA分子有

個

游離的磷酸基團(tuán)。脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖22氫鍵

5’1、已知1個DNA分子中有18個堿基對，其中胞嘧啶C有10個，這個DNA分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤A的數(shù)目分別是()

A．18個和8個

B．18個和l8個C．36個和8個D．36個和36個2、下面對DNA結(jié)構(gòu)的敘述中，錯誤的一項是(

)A．DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)B．每個DNA分子的堿基數(shù)＝磷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù)C．每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基D．DNA中在兩條鏈的5′端共具有2個游離的磷酸基團(tuán)C

【即學(xué)即練】C3、下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，錯誤的是(

)A．DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA

的基本骨架B．DNA兩條鏈之間可形成氫鍵，且G—C堿基對所占比例越高，

DNA穩(wěn)定性就越強(qiáng)C．若兩個DNA分子的堿基排列順序不同，則它們形成的空間結(jié)

構(gòu)也不同D．DNA分子兩條鏈之間的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對原則，對于DNA

維持平行結(jié)構(gòu)至關(guān)重要

C

【即學(xué)即練】

4、下面是DNA的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中1－10的名稱。1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鳥嘌呤4.胸腺嘧啶5.脫氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脫氧核苷酸8.堿基對9.氫鍵10.脫氧核苷酸鏈

【即學(xué)即練】P69：T5．下圖為真核細(xì)胞一段DNA空間結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)的示意圖，

回答下列問題：(1)圖中DNA分子是由兩條單鏈組成，這兩條鏈按_____________的方式

盤旋成__________結(jié)構(gòu)。(2)圖中1代表的是________，與2互補(bǔ)配對的堿基是___________(填中文

名稱)，圖中構(gòu)成DNA基本單位的是_____________(填數(shù)字)。2、在不同DNA分子中哪些是保持不變的？

這說明DNA具有什么結(jié)構(gòu)特性？基本骨架堿基對的排列順序1、不同DNA分子結(jié)構(gòu)上的差異體現(xiàn)在哪里？

這說明DNA具有哪些結(jié)構(gòu)特性？堿基互補(bǔ)配對原則規(guī)則的雙螺旋穩(wěn)定性多樣性特異性AAATTTGGGGCCCATC【

問題探討

】堿基對的排列順序千變?nèi)f化在生物體內(nèi)，最短DNA分子也大約有4000個堿基對，請同學(xué)們計算這些堿基對可能的排列順序有多少種？4種40002、特異性：特定堿基對的排列順序3、穩(wěn)定性：脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成的基本骨架不變；堿基互補(bǔ)配對原則不變；堿基對的長度和間距固定不變。1、多樣性：堿基對的排列順序代表遺傳信息。堿基對的排列順序千變?nèi)f化，所以DNA能儲存大量的遺傳信息。遺傳信息：三、DNA作為遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性（4n指堿基對的對數(shù)）nDNA指紋技術(shù)的原理及應(yīng)用：

DNA指紋技術(shù)是指利用合適的酶將待測樣品DNA切開，經(jīng)電泳法分成大小不同的片段，形成特定的DNA指紋圖，根據(jù)DNA指紋圖識別個體身份的技術(shù)。DNA指紋技術(shù)在親子鑒定、犯罪嫌疑人鑒定、生物親緣關(guān)系的判斷中有著重要應(yīng)用。

【即學(xué)即練】DNA分子能夠儲存大量的遺傳信息，下列說法錯誤的是(

)A．遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中B．假設(shè)某DNA分子含有2000個堿基，則可能的排列順序有4

種。C．堿基對排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性D．每個人的DNA指紋圖是獨一無二的，這體現(xiàn)了DNA分子的特異性2000B

【即學(xué)即練】D

下列有關(guān)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的說法，正確的是(

)A.一條DNA鏈上相鄰的堿基通過氫鍵連接在一起B(yǎng)．若一條鏈的G∶T＝1∶2，則另一條鏈的C∶A＝2∶1C．堿基對排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的特異性D．A與T、G與C互補(bǔ)配對使DNA分子具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)課后練習(xí)藍(lán)本P68：

T1、4P70：

典例2

P71：T1、5邊做邊學(xué)

設(shè)計和制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如表所示,下列說法錯誤的是(

)A.需要選取6種不同形狀和顏色的卡片作模型材料B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵C.DNA中每個磷酸都與2個脫氧核糖相連D.堿基的配對遵循堿基互補(bǔ)配對原則卡片類型脫氧核糖磷酸堿基ATGC卡片數(shù)量10102332C

【即學(xué)即練】規(guī)律一:

雙鏈DNA中:∵A＝T、G＝C，∴A＋G＝

或A＋C＝

，

即兩個不互補(bǔ)的堿基之和占堿基總數(shù)的

。

規(guī)律二:若一條鏈中(A1＋G1)/(T1＋C1)＝n，則互補(bǔ)鏈中(A2＋G2)/(T2＋C2)＝

，

雙鏈DNA中(A＋G)/(T＋C)＝

。規(guī)律三:若一條鏈中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝m，則互補(bǔ)鏈中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝

，

雙鏈DNA中(A＋T)/(G＋C)＝

。T＋C50%T＋G例、某雙鏈DNA中，腺嘌呤占18%，則鳥嘌呤占

。

32%1兩個不互補(bǔ)的堿基和之比在兩條單鏈中互為倒數(shù)，在雙鏈DNA中為1四、DNA分子中堿基數(shù)量的計算規(guī)律1nm兩個互補(bǔ)的堿基和之比在每一條單鏈中及雙鏈DNA中均相等（A+G）/（T+C）=1不能反映種間差異性。（A+T）/（C+G）不同生物一般不同，能反映種間差異性。m規(guī)律四:

若一條鏈中(A1＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝n%，

則互補(bǔ)鏈(A2＋T2)/(A2＋T2＋C2＋G2)＝

,

雙鏈DNA中(A＋T)/(A+T+G＋C)＝

。n%n%在雙鏈DNA中，A+T或G+C在全部堿基中所占的百分比等于其任何一條單鏈中A+T或G+C所占的百分比。例、某DNA一條鏈中A占28％，T占34％，則該DNA分子中C占

全部堿基的

。19%1、DNA的一條單鏈中A＋T/G＋C＝0.4，上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整

個DNA分子中分別是（）

A.0.4和0.6

B.2.5和1

C.0.4和0.4

D.0.6和12、DNA的一條單鏈中A＋C/