3.2DNA的結構課件-高一下學期生物人教版必修2VIP

視頻中的警察確定真兇密碼是什么？情境導入結構功能

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的結構中新知導入第三章

基因的本質(zhì)第2節(jié)

DNA分子的結構第三章

基因的本質(zhì)第2節(jié)

DNA的結構以

DNA

雙螺旋結構進行衍生設計瑞典馬爾默旋轉(zhuǎn)塔

高190米/54層巴拿馬螺絲塔

高243米莫斯科進化大廈

高度255米沙特吉達鉆石塔

高432米北京中關村的“生命”雕塑

“生命”雙螺旋雕塑象征中關村人生生不息的創(chuàng)新精神。更多以DNA結構進行設計的建筑都成為了當?shù)氐牡貥诵越ㄖＨ欢鳧NA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)更是具有里程碑意義。知識儲備回顧1.DNA的化學元素組成：

C、H、O、N、P。

2.DNA是由

連接成的長鏈，且具備穩(wěn)定的直徑(2nm)回顧：脫氧核苷酸1分子脫氧核苷酸=____________+__________________+_________________。1分子磷酸1分子脫氧核糖1分子含氮堿基含氮堿基脫氧核糖磷酸1′2′3′4′5′脫氧核苷酸4種脫氧核苷酸

沃森：生物學家（1928-至今）克里克：物理學家（1916-2004）我能幫你理解生物學內(nèi)容我能幫你理解晶體學原理1.主要構建者：沃森、克里克劍橋大學：卡文迪什實驗室一、DNA雙螺旋結構模型的構建DNA雙螺旋結構是基于眾多科學家的升華和X射線晶體衍射圖像等研究而提出的，闡明了長期以來困擾人們的遺傳物質(zhì)和DNA結構之間的邏輯關系，在對DNA結構的探索中,于1953年摘取桂冠的是兩位年輕的科學家,美國生物學家沃森和英國物理學家克里克：【任務】沃森和克里克是怎樣揭示DNA雙螺旋結構的?利用了他人的哪些經(jīng)驗和成果?閱讀教材,根據(jù)科學史資料,梳理DNA結構的探索過程:DNA衍射圖譜一、DNA雙螺旋結構模型的構建【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、G、C、T四種堿基。脫氧(核糖)核苷酸1′2′4′5′3′2.過程：一、DNA雙螺旋結構模型的構建思考：脫氧核苷酸分子如何形成脫氧核苷酸鏈？【活動1】請同學們利用以下幾種材料構建四種脫氧核苷酸思考：脫氧核苷酸分子如何形成脫氧核苷酸鏈？P脫氧核糖含氮堿基ATGC3’,5’-磷酸二酯鍵【資料2】1951年，劍橋大學的科學家通過數(shù)據(jù)分析得知，相鄰脫氧核苷酸之間的聚合方式——脫水縮合p=OOHO堿基3′2′1′4′CH2OOHHHHHH5′p=OHOOHO堿基3′2′1′4′CH2OHHHHH5′OHOOHH2O磷酸二酯鍵一、DNA雙螺旋結構模型的構建DNA衍射圖譜X射線管鉛屏DNA晶體底片【資料3】1951年，英國生物物理學家威爾金斯和同事富蘭克林應用X射線晶體衍射技術獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。一、DNA雙螺旋結構模型的構建沃森和克里克以該照片的有關數(shù)據(jù)為基礎，推算出DNA呈螺旋結構。√在三螺旋結構模型中,

DNA含水量的理論值與實際測定數(shù)值不符,結合B型DNA鈉鹽纖維X衍射圖譜，顯示的雙重對稱，排除了三鏈螺旋的可能，確定雙螺旋結構根據(jù)所掌握的材料，沃森和克里克嘗試搭建了很多種不同模型,雙螺旋三螺旋三螺旋一、DNA雙螺旋結構模型的構建√思考：DNA的兩條鏈的位置關系是怎樣的呢？可能性1：堿基排列在內(nèi)側(cè)可能性2：堿基排列在同側(cè)可能性3：堿基排列在外側(cè)一、DNA雙螺旋結構模型的構建【資料4】組成DNA的磷酸與脫氧核糖具有親水性，堿基具有疏水性，細胞中的DNA處于液體環(huán)境中。據(jù)此分析三者的位置排布。堿基排列在內(nèi)側(cè)，脫氧核糖和磷酸基團排列在外側(cè)一、DNA雙螺旋結構模型的構建【資料5】富蘭克林和威爾金斯發(fā)現(xiàn)DNA翻轉(zhuǎn)180°后的圖譜與未翻轉(zhuǎn)的一模一樣。據(jù)此推測DNA的兩條鏈在方向上有何特點？翻轉(zhuǎn)180°反向平行翻轉(zhuǎn)180°5′3′5′3′思考：DNA中堿基的是如何配對的？一、DNA雙螺旋結構模型的構建【資料6】嘌呤是雙環(huán)化合物，嘧啶是單環(huán)化合物，而DNA分子兩條鏈之間的距離是固定的，直徑約為2nm；據(jù)此推測位于DNA內(nèi)部的堿基是如何配對的？并作出假說。

假說三：A與C、T配對，G與C、T配對推測：嘌呤與嘧啶配對假說一：A與T配對，G與C配對假說二：A與C配對，G與T配對兩個環(huán)（更長）一個環(huán)（更短）嘌呤與嘌呤、嘧啶與嘧啶相連不成立一、DNA雙螺旋結構模型的構建查哥夫【資料7】奧地利生物化學家查哥夫?qū)Χ喾N生物的DNA的堿基研究數(shù)據(jù)如下圖：

由此推測，哪種假說是正確的？堿基互補配對原則A與T的含量大致相同，G與C的含量大致相同

假說三：A與C、T配對，G與C、T配對假說一：A與T配對，G與C配對；假說二：A與C配對，G與T配對?！桃?、DNA雙螺旋結構模型的構建【資料8】一個堿基上的H原子和與之配對的堿基上的電負性強的N原子或O原子間存在一定的吸引力，形成氫鍵。一、DNA雙螺旋結構模型的構建2個氫鍵3個氫鍵TCGAAGCT反向平行堿基對氫鍵越多，結構越穩(wěn)定，即含G、C堿基對比例越大，結構越穩(wěn)定，更耐高溫。3′5′3′5′氫鍵關系:五種元素：四種堿基：三種物質(zhì)：兩條長鏈：一種螺旋：C、H、O、N、PA、T、C、G規(guī)則的雙螺旋結構磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈A=TG≡C總結：==活動：小組合作制作DNA雙螺旋結構模型1.材料用具脫氧核糖磷酸堿基（A=T）2.制作DNA平面結構模型3.制作DNA立體結構模型探究?實踐3′5′5′3′OCH2OHH磷酸基團堿基3′2′HH1′4′5′HH1.DNA是由

條單鏈組成的，按_________方式盤旋成_______結構。反向平行雙螺旋2磷酸二酯鍵DNA的一條單鏈具有兩個末端，磷酸基團端稱作5’-端。羥基(-OH)端稱作3’-端。二、DNA的結構二、DNA的結構3′5′5′3′2.DNA中的

和

交替連接排列在外側(cè)，構成

；堿基排列在內(nèi)側(cè)。

氫鍵脫氧核糖磷酸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TC堿基互補配對原則堿基對基本骨架每個DNA分子各自的堿基排列順序是特定的三、DNA分子的結構特點①反向平行的雙螺旋穩(wěn)定不變②磷酸與脫氧核糖交替連接，構成基本骨架，穩(wěn)定不變③堿基互補配對的方式穩(wěn)定不變堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。穩(wěn)定性多樣性特異性具n個堿基對的DNA具有4n種堿基對排列順序遺傳信息：DNA分子中的堿基對的排列順序！

你能從下面DNA指紋圖判斷出懷疑對象中誰是罪犯嗎？真兇密碼課后作業(yè)：請同學們上網(wǎng)查詢DNA指紋技術還有哪些應用？√1．一個雙鏈DNA分子片段中有幾個游離的磷酸基團，位置如何？2．雙鏈DNA中堿基之間是如何連接的？

一條鏈上相鄰的堿基又是如何連接的？APCPTPGPTPAPGPCP①通過氫鍵連接成堿基對，

②通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連的。線粒體、葉綠體、擬核處DNA有___個游離的磷酸基團

2個，分別位于DNA分子的兩端。0思考：3．DNA初步水解的產(chǎn)物和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么？4種脫氧核苷酸4.雙鏈DNA分子中是否所有的脫氧核糖都連接著2個磷酸基團？否?。ㄒ粋€或兩個）磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基APCPTPGPTPAPGPCP思考：1．一條DNA單鏈的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互補鏈的序列是（

）A．5'-CTATGG-3'B．5'-GATACC-3'C．5'-GGTATC-3'D．5'-CCATAG-3'C課堂練習：5’3’5’3’GATACCCTATGG2.下圖是DNA分子結構模式圖，用文字填出1—10的名稱胸腺嘧啶(T)胞嘧啶（C）鳥嘌呤(G)腺嘌呤(A)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１.2.3.4.5.6.7.8.9.10.__12345678109GTCA課堂練習規(guī)律一：雙鏈DNA分子中嘌呤總數(shù)等于嘧啶總數(shù)。任意兩個不互補堿基之和恒等。即A+G=T+C=A+C=T+G例1：如果一條鏈上的A:T:G:C=1:2:3:4,則另一條鏈上該比值為

T1=

A1=

C1=

G1=A2T2G2C2C總=G總A總=T總2:1:4:3拓展：DNA分子結構的相關計算==?

50%已知：嘌呤%+嘧啶%=1規(guī)律二：雙鏈DNA中，A+T或G+C占全部堿基的比，等于任何一條單鏈中A+T或G+C占單鏈全部堿基數(shù)的比。其中任何一條鏈A+T是整個DNA分子A+T的一半。T2G2A2C2A1C1G12鏈1鏈T1A2+C2+G2+T2=A+C+G+TA1+T1A1+C1+G1+T1T2+A2=T+AA1+T1（A+T）12==A2+T2（G+C）12G1+C1G2+C2==拓展：DNA分子結構的相關計算例4：某DNA中A+T占整個DNA堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是（）A.35%B.29% C.28%D.21%A例5：某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。A＋T=54%G+C=46%24%拓展：DNA分子結構的相關計算C2+G2=C+GA1+T1C1+G1T2+A2=T+A規(guī)律三：雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條單鏈的A+T/G+C。0.4例6：若DNA的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少？0.4簡記為:補則等T2G2A2C2A1C1G12鏈1鏈T1拓展：DNA分子結構的相關計算T2G2A2C2A1C1G12鏈1鏈T1規(guī)律四：雙鏈DNA中，非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數(shù)。=A1+G1T1+C1m1/m=A2+G2T2+C2，則互補鏈上簡記為:不補則倒某DNA雙鏈中，一條鏈中

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