DNA的結(jié)構(gòu)課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

3.2DNA的結(jié)構(gòu)DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質(zhì)RNA是TMV的遺傳物質(zhì)DNA是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)RNA是RNA病毒的遺傳物質(zhì)更多實(shí)驗(yàn)證據(jù)更多實(shí)驗(yàn)證據(jù)DNA是主要的遺傳物質(zhì)加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化因子是什么思考:DNA是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的呢？如何決定性狀的？DNA是主要的遺傳物質(zhì)

資料一：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、G、C4種堿基。

1951年，英國(guó)化學(xué)家托德提出核苷酸分子間的化學(xué)連接方式。他認(rèn)為核苷酸與核苷酸之間通過(guò)磷酸二酯鍵(脫氧核糖的3位碳原子與相鄰核苷酸的磷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的化學(xué)鍵)連接。活動(dòng)一：請(qǐng)根據(jù)上述信息，用四種脫氧核苷酸構(gòu)建一條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈。一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建…PAPTPGPCPGPC脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈

資料二：富蘭克林和威爾金斯給DNA拍了多張Ｘ射線衍射圖譜，他們發(fā)現(xiàn)DNA翻轉(zhuǎn)180°后的圖譜與未翻轉(zhuǎn)的一模一樣。據(jù)此推斷DNA是由幾條鏈構(gòu)成？DNA呈現(xiàn)“X”形DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)推斷威爾金斯富蘭克林翻轉(zhuǎn)180°三螺旋雙螺旋資料三嘌呤和嘧啶堿基具有疏水性，脫氧核糖和磷酸具有親水性。細(xì)胞中的DNA分子處于液體環(huán)境中，DNA分子內(nèi)外側(cè)分別是什么?脫氧核糖和磷酸基團(tuán)排列在雙鏈DNA分子的外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)。疏水親水資料四DNA螺旋的直徑是固定的，均為2nm，嘌呤和嘧啶的分子結(jié)構(gòu)如圖。兩條鏈中的堿基排列在內(nèi)側(cè)，是相同的堿基兩兩相連嗎？如果不是，請(qǐng)推測(cè)位于DNA內(nèi)部的堿基如何配對(duì)?并作出假說(shuō)。

不是相同的堿基兩兩相連，應(yīng)是嘌呤與嘧啶相連。假說(shuō)一:A與T配對(duì)，G與C配對(duì);假說(shuō)二:A與C配對(duì)，G與T配對(duì)。資料五查哥夫?qū)Χ喾N生物的DNA做了堿基定量分析。請(qǐng)根據(jù)查哥夫堿基數(shù)據(jù)表猜測(cè)應(yīng)是哪兩種堿基配對(duì)？假說(shuō)一:A與T配對(duì)，G與C配對(duì)來(lái)源堿基的相對(duì)含量腺嘌呤A鳥(niǎo)嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T人30.919.919.829.4牛27.922.722.127.3酵母菌31.318.717.132.9結(jié)核分枝桿菌15.134.935.414.6查哥夫2個(gè)氫鍵3個(gè)氫鍵活動(dòng)二：小組成員一只手模擬磷酸搭在另一個(gè)人的肩膀上連接成單鏈，另一只手側(cè)平舉掌心向前模擬堿基，嘗試兩條鏈上的堿基進(jìn)行牽手配對(duì)，探究?jī)蓷l鏈相連的方向。反向平行相連活動(dòng)二：小組成員一只手模擬磷酸搭在另一個(gè)人的肩膀上連接成單鏈，另一只手側(cè)平舉掌心向前模擬堿基，嘗試兩條鏈上的堿基進(jìn)行牽手配對(duì)，探究?jī)蓷l鏈相連的方向。威爾金斯和富蘭克林提供____________DNA是以4種__________為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，分別含有_____________4種堿基沃森和克里克推算出DNA分子呈_____結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸A、T、G、CDNA衍射圖譜螺旋嘗試建立多種不同的模型：雙螺旋、三螺旋被否定查哥夫提出DNA分子中A的量等于

,C的量等于

。修正、重建

構(gòu)建DNA

模型驗(yàn)證DNA具有恒定的直徑；能解釋4種堿基的數(shù)量關(guān)系；制作的模型與DNA的X射線衍射照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。沃森和克里克雙螺旋結(jié)構(gòu)

TG1.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結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建方面的突出貢獻(xiàn)的說(shuō)法，正確的是（

）A.威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的電子顯微鏡圖像B.沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型C.查哥夫提出了A與T配對(duì)、C與G配對(duì)的正確關(guān)系D.富蘭克林和查哥夫發(fā)現(xiàn)DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量B

為什么可以用DNA來(lái)鑒定遇難者的身份？DNA怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有如此重要的功能特性？二、DNA的結(jié)構(gòu)活動(dòng)三、結(jié)合DNA的平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)總結(jié)DNA分子特點(diǎn)。①由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。P41352oP413520PPP41352oP413520PP5’5’3’3’②外側(cè):脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架；磷酸二酯鍵ACCA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：A=TG≡CTTGG③內(nèi)側(cè):堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下:(1)研究表明：DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與四種堿基的含量有關(guān)：G和C的含量越多，DNA的結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。這是為什么呢？脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖PG和C形成三個(gè)氫鍵，A和T只形成兩個(gè)氫鍵。氫鍵越多，結(jié)合力越強(qiáng)，DNA的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。體現(xiàn)DNA分子的穩(wěn)定性。思考·討論(2)DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息呢？①在生物體內(nèi)，一個(gè)最短的DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，堿基對(duì)有4種：A-T、T-A、G-C、C-G。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算DNA分子有多少種？44000種脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖P②DNA中的遺傳信息蘊(yùn)藏在哪里呢？堿基的排列順序千變?nèi)f化。堿基對(duì)的排列順序代表遺傳信息種類：4n（n為堿基對(duì)的數(shù)目）

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)較短的DNA分子有4000個(gè)堿基對(duì)，其排列順序的組合是幾近無(wú)窮的。體現(xiàn)DNA分子的多樣性。(3)為什么每個(gè)DNA結(jié)構(gòu)模型都與眾不同？不同生物的DNA是否也不同？DNA指紋技術(shù)現(xiàn)代刑偵領(lǐng)域中，DNA指紋技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根頭發(fā)等樣品，刑偵人員就可以進(jìn)行DNA指紋鑒定。你能從下面的DNA指紋圖判斷出懷疑對(duì)象中誰(shuí)是罪犯嗎？此外，DNA指紋技術(shù)還可以用于親子鑒定、死者遺骸的鑒定等。體現(xiàn)DNA分子的特異性。2.DNA分子的結(jié)構(gòu)特性。(2)多樣性：n個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的DNA具有4n種堿基對(duì)排列順序。(3)特異性：每個(gè)DNA分子都有其特定的堿基對(duì)排列順序。(1)穩(wěn)定性：兩條主鏈磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變；堿基對(duì)構(gòu)成方式不變；反向平行雙螺旋；堿基互補(bǔ)配對(duì)等。3.意義：DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型探究實(shí)踐通過(guò)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，加深對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解?！康囊笄鷦e針、泡沫塑料、紙片、扭扭棒、牙簽、橡皮泥、鐵絲等常用物品，都可用作模型制作的材料?！牧嫌镁摺Ｐ驮O(shè)計(jì)1.分別用哪幾種材料來(lái)代表組成DNA的磷酸、脫氧核糖和堿基?這3種物質(zhì)是在什么部位相互連接的?怎樣將這幾種材料正確地連接起來(lái)?2.DNA中每個(gè)脫氧核苷酸之間是在什么部位相互連接的?怎樣將脫氧核苷酸正確地連接起來(lái)?3.在模型中，如何體現(xiàn)DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?又怎樣體現(xiàn)兩條鏈的堿基之間互補(bǔ)配對(duì)?▲模型制作1.組裝“脫氧核苷酸模型”利用材料制作若干個(gè)脫氧核糖、磷酸和堿基，組裝成若干個(gè)脫氧核苷酸。2.制作“多核苷酸長(zhǎng)鏈模型”將若干個(gè)脫氧核苷酸依次穿起來(lái)，組成兩條多核苷酸長(zhǎng)鏈。注意兩條長(zhǎng)鏈的單核苷酸數(shù)目必須相同，堿基之間能夠互補(bǔ)配對(duì)。3.制作DNA分子平面結(jié)構(gòu)模型按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，將兩條多核苷酸長(zhǎng)鏈互相連接起來(lái)，注意兩條鏈的方向相反。4.制作DNA分子的立體結(jié)構(gòu)(雙螺旋結(jié)構(gòu))模型把DNA分子平面結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一下，即可得到一個(gè)DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1.DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息?DNA雖然只含有4種脫氧核普酸，但是堿基的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基排列順序的千變?nèi)f化，使DNA儲(chǔ)存了大量的遺傳信息。2.DNA是如何維系它的遺傳穩(wěn)定性的?(1)靠DNA堿基對(duì)之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián);(2)在DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，由于堿基對(duì)平面之間相互靠近，形成了與堿基對(duì)平面垂直方向的相互作用力。3.你能夠根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)想DNA的復(fù)制方式嗎?半保留復(fù)制。討

論:1．如圖是DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)說(shuō)出圖中①～⑩的名稱。①胞嘧啶⑤脫氧核糖②腺嘌呤③鳥(niǎo)嘌呤④胸腺嘧啶⑧堿基對(duì)⑥磷酸⑦胸腺嘧啶脫氧核苷酸⑩一條脫氧核苷酸鏈的片段⑨氫鍵1．如圖是DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(2)一個(gè)鏈狀DNA分子含有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？因?yàn)锳與T之間有兩個(gè)氫鍵，而G與C之間有三個(gè)氫鍵，所以DNA中G與C堿基對(duì)所占的比例越高，該DNA穩(wěn)定性越強(qiáng)。含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(3)為什么G－C堿基對(duì)含量越多DNA越穩(wěn)定？即：雙鏈中A＝

G＝

2．雙鏈DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算規(guī)律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1TT1＋T2C1＋C2規(guī)律一：雙鏈DNA分子中嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和為堿基總數(shù)的一半。CA＋G＝

＝

＝

＝1/2(A＋G＋T＋C)A1＋A2＝G1＋G2＝T＋CA＋CT＋G2．雙鏈DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算規(guī)律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2+T2（G+C）12G1+C1G2+C2==規(guī)律二：互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等，簡(jiǎn)記為“補(bǔ)則等”。2．雙鏈DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算規(guī)律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1T1+G1

A1+C1=m若T2+G2A2+C2則=1m規(guī)律三：非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，簡(jiǎn)記為“不補(bǔ)則倒”。2．雙鏈DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算規(guī)律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1N1

A1

=a若規(guī)律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中