【生物】DNA的结构课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

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1、 第三章第三章 基因的本质基因的本质第第 2 2节节 DNA DNA的结构的结构目标目标010102020303理解并掌握理解并掌握DNADNA分子的结构特点，并掌握有关的计分子的结构特点，并掌握有关的计算规律算规律（科学思维（科学思维)在在DNADNA结构的认识过程中，充分体现了科学家们痴迷结构的认识过程中，充分体现了科学家们痴迷科学、崇尚真理的科学精神科学、崇尚真理的科学精神（社会责任）（社会责任）学习目标学习目标DNADNA结构特点体现了生命的物质性，结构特点体现了生命的物质性，DNADNA结构模型的结构模型的构建可以提高学生探究能力、合作能力和动手能力构建可以提高学生探究能力、合作能力

2、和动手能力。（生命观念、（生命观念、科学探究科学探究）肺炎链球菌体内转化实验格里菲斯肺炎链球菌体外转化实验艾弗里噬菌体侵染大肠杆菌实验赫尔希、蔡斯肺炎链球菌体内转化实验格里菲斯肺炎链球菌体外转化实验艾弗里噬菌体侵染大肠杆菌实验赫尔希、蔡斯结构 功能 在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道：DNA是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？答案就隐藏在DNA的结构中，彻底弄清DNA的结构成了当时科学研究的热点一、一、DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型的构建的构建1.1.模型构建者1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克2.2.构建依据（2 2）1951年威尔金斯和富兰克林

3、获得了DNADNAX X射线的衍射图谱（3 3）1952年查哥夫发现在DNADNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量（1 1）20世纪30年代，科学家认识到DNADNA是以4 4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4 4种脱氧核苷酸分别含有A A、T T、G G、C 4C 4种碱基。3.3.研究DNADNA结构常用的方法：X射线晶体衍射法威尔金斯富兰克林DNA衍射图谱（X意味着DNA分子是螺旋的）DNA是螺旋结构双螺旋？三螺旋？搭建的多种模型都被否定一.DNA双螺旋结构模型的构建查哥夫法则的发现奥地利生物化学家查哥夫 查哥夫通过测定多种生物DNA中碱基的含量，提出

4、了查哥夫法则：在在DNADNA中，中，腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)的量总是等于胸的量总是等于胸腺嘧啶腺嘧啶(T)(T)的量；鸟嘌呤的量；鸟嘌呤(G)(G)的量总是等于胞嘧啶的量总是等于胞嘧啶(C)(C)的量。（的量。（A=T,G=CA=T,G=C）将碱基安排在双螺旋内部，将磷酸-脱氧核糖骨架排在螺旋外部，A与T配对，G与C配对，DNA的两条链的方向是相反的。根据查哥夫的发现沃森和克里克重新构建模型：3.把这个金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。结果发现：1.A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的性状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。2.

5、能够解释A、T、G、C的数量关系。1953年年，沃森和克，沃森和克里克撰写的里克撰写的核酸的核酸的分子结构一脱氧核糖分子结构一脱氧核糖核酸的一个结构模型核酸的一个结构模型论文在英国论文在英国自然自然杂志上刊载，引起杂志上刊载，引起了极大的了极大的轰动轰动1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖左一：威尔金斯 左三：克里克左五：沃森1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？（2)DNA 的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么

6、部位？两条链构成，按反向平行方式盘旋成双螺旋结构DNA 的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧DNA 中的碱基通过氢键连接成碱基对。它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。要善于利用他人的研究成果和经验。要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的。二二.DNADNA的结构的结构1.DNA中文名称：中文名称：脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸2.组成

7、元素：组成元素：C H O N PC H O N P3.基本组成单位：基本组成单位：脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸A G C T腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸是如何构成脱氧核糖核苷酸是如何构成DNA分子的呢？分子的呢？123455-5-端3-3-端5-5-端3-3-端CGTTAA磷酸二酯键磷酸二酯键DNA的的双双螺旋结构：螺旋结构：G.CG.C比例越高，比例越高，DNADNA结构越稳结构越稳定定三个要点：三个要点：1.1.双链双链（反向平行）（反向平行）2.2.外侧：外侧：脱氧核糖和磷酸交替连

8、接脱氧核糖和磷酸交替连接3.3.内侧：内侧：碱基对碱基对ATGC碱基互补配对原则碱基互补配对原则基本骨架基本骨架游离磷酸基游离磷酸基DNADNA的的空间结构空间结构DNA的结构特点ATGATACT5 53 35 53 3含氮碱基含氮碱基OCH2HHOHHHH磷酸磷酸基团基团1 12 23 3445 5脱氧核糖上与碱基相连的的碳叫做 ，与磷酸基团相连的碳叫做_；1-C1-C5-C5-CDNA DNA 的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为 ，另一端有一个羟基（-OHOH），称作 ；.5-5-端3-3-端DNADNA的两条单链的走向_，从双链的一端起始，一条单链是从5-5-端

9、到3-3-端的，另一条则是从 ；相反3-3-端到5-5-端的-OH-OH-OHOHA A一定与_配对；G G一定与_配对；ATCGATAGCT53531.DNA1.DNA是由_条单链组成的，这两条链按_ _的方式盘旋成双螺旋结构；两反向平行DNA的结构特点2.DNA2.DNA中的_和_交替连接，排列在_侧，构成_；碱基排列在_侧；脱氧核糖磷酸外基本骨架内3.3.两条链上的碱基通过_连接成 ，并且碱基配对具有一定的规律：氢键碱基对T TC C中关村的标志美国冷泉港实验室美国冷泉港实验室【课后作业】:脱氧核苷酸的搭建脱氧核苷酸的搭建材料说明：黑色：脱氧核糖白色：磷酸红色：胸腺嘧啶(T)(T)蓝色：

10、腺嘌呤(A)(A)黄色：鸟嘌呤(G)(G)绿色：胞嘧啶(C(C)三.DNA的结构特性5353两条链反向平行反向平行盘旋成规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构。外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架基本骨架；内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。2 2.特异性：特异性：每个每个DNADNA分子中碱基对的分子中碱基对的特定排列顺序特定排列顺序，构成了，构成了DNADNA分子的特异性。分子的特异性。1.1.稳定性：稳定性：A与a基因不同的根本原因是什么？5353脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请

11、计算DNA分子有多少种？44000数目数目3.多样性多样性：三.DNA的结构特性四.DNA分子中有关碱基数量的计算DNADNA中碱基数量的计算问题：中碱基数量的计算问题：关键在于正确理解并表关键在于正确理解并表示题中所给的信息示题中所给的信息DNADNA双链信息：双链信息：A=T G=CA=T G=CDNA1DNA1：A 1 T 1 G1 A 1 T 1 G1 C1C1DNA2DNA2：A 2 T 2 G2 A 2 T 2 G2 C2C2单双链信息如何转化：单双链信息如何转化：汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品A+TA+T+G+CA1+T1A1+T1+G1+C1A2+T2A2+T2+G2+C2=

12、G+CA+T+G+CG1+C1A1+T1+G1+C1G2+C2A2+T2+G2+C2=A1T2T1A2G1C2C1G2DNADNA双链双链1 1链链 2 2链链其他公式能推即可四.DNA分子中有关碱基数量的计算其他公式能推即可=1=A+GT+CT+GA+CA+CT+GT+CA+G=A+TA+TG+CG+CA A2 2+T+T2 2G G2 2+C+C2 2A A1 1+T+T1 1G G1 1+C+C1 1=a aa aa a若若 则则 若若 b b 则则 T1+C1=A1+G1T2+C2=A2+G2T+CT+C=A+GA+G1/b1/b1 1 A+G/(A+G+C+T)=T+C/(A+G+C

13、+T)=50%例例1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%，其中，其中一条链上一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在链碱基占其所在链碱基总数的百分含量。总数的百分含量。解：已知DNA：A+TA+T+G+C=54%DNA(1)：A1+T1+G1+C1G1=22%求：DNA(2)：A2+T2+G2+C2G2=？C1=？G21 G1(A1+T1)C1=四.DNA分子中有关碱基数量的计算A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链 2链=122%54

14、%=24%例例2 2、已知在、已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链(A+G)/(T+C)=m(A+G)/(T+C)=m 时时,求求:(1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少?(2)(2)这个比例关系在整个分子中又是多少这个比例关系在整个分子中又是多少?解：已知解：已知DNADNA1 1：T T1 1+C+C1 1A A1 1+G+G1 1=m=m求：求：DNADNA2 2：T T2 2+C+C2 2A A2 2+G+G2 2=？DNADNA：T+CT+CA+GA+G=？汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品四.DNA分子中有关碱基数量的计算2.一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_1.某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_20%60个个3.若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？0.4 0.44.在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？2.5 1四.DNA分子中有关碱基数量的计算