2020-2021学年高一下学期生物人教版必修2-3.2DNA的结构课件 (共21张PPT)

(共21张PPT)
3.2 DNA的结构
新知导入
坐落在北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人，你知道为什么将它作为高科技的标志吗？
它标志着生物学的研究进入分子的层次，具有里程碑式的意义。
问题探讨
1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克，共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
新知讲解
知识点一、DNA结构模型的构建
1951年
1952年
1953年
1962年
威尔金斯、富兰克林
查哥夫
沃森、克里克
沃森、克里克、威尔金斯
新知讲解
思考 讨论
(1)DNA是由两条链构成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧。
(3)DNA中的碱基中，A与T配对；G与C配对，它们位于DNA的内侧。
新知讲解
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哪些启示？
★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；
★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。
讨论—P49
课堂练习
例1　下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中,正确的是(　　)。
A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B.沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D.富兰克林和查哥夫发现A量等于T量、C量等于G量
B
新知讲解
1.DNA中文名称：
脱氧核糖核酸
2.组成元素：
C H O N P
3.基本组成单位：
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DNA分子的呢？
磷酸
碱基
3′
2′
1′
4′
CH2
O
OH
H
H
H
H
H
5′
知识点二、DNA的结构
新知讲解
新知讲解
1.认真观察教材P50图3—8DNA分子的结构模式图,回答下列问题:
(1)DNA分子同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同
答案:同一条链中连接相邻两个碱基的结构:—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—,而两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。
(2)每个DNA分子含有多少个游离的磷酸 每个五碳糖连接多少个磷酸 每个磷酸连接多少个五碳糖
答案:每个DNA分子含有2个游离的磷酸。每个五碳糖连接1个或2个磷酸。每个磷酸连接1个或2个五碳糖。
新知讲解
2.DNA分子中碱基的计算方法与规律。
(1)双链DNA分子中两个互补的碱基总数之间具有怎样的关系 嘌呤总数与嘧啶总数具有怎样的关系 两个非互补碱基之和与另两个非互补碱基之和具有怎样的关系 写出相关的表达式。
答案:两个互补的碱基总数相等,A=T,G=C。双链DNA分子中,嘌呤总数=嘧啶总数,A+G=T+C;(A+G)/(T+C)=1。DNA分子中任一非互补碱基之和相等,且占DNA碱基总数的50%,A+G=T+C=A+C=T+G。
新知讲解
(2)在DNA两互补链中的一条链上,非互补的两个碱基之和的比值[如(A+G)/(T+C)],与对应链中的同类比值具有怎样的关系 互补碱基之和在一条链上,在互补链上及在整个DNA分子中所占比例有何特点
答案:一条链中,非互补的两个碱基之和的比值[如(A+G)/(T+C)],与对应链中的同类比值互为倒数。(A1+G1)/(T1+C1)=(T2+C2)/(A2+G2)。
互补碱基之和在一条链上,在互补链上,在整个DNA分子中所占比例相同。 (A1+T1)/L1总=(A2+T2)/L2总=(A总+T总)/L总;(G1+C1)/L1总=(G2+C2)/L2总=(G总+C总)/L总。 此比例在不同DNA分子中,可有特异性。
新知讲解
(3)知道DNA分子一条链中四种碱基的比值(如A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4),计算其互补链中及整个DNA分子中四种碱基的比值。
答案:其互补链中A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,把A与T、G与C的数值换位即可,而整个DNA分子中A∶T∶G∶C=(1+2)∶(2+1)∶(3+4)∶(4+3)=3∶3∶7∶7。
课堂练习
例2　某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是(　　)。
C
合作探究
知识点三、制作DNA双螺旋结构模型
阅读课本P51相关知识，体会模型构建过程，思考：
1.DNA只含有4种脱氧核昔酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
2.DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
3.你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制方式吗
新知讲解
知识点三、制作DNA双螺旋结构模型
利用居家可获得的材料构建DNA双螺旋结构模型
理解DNA双螺旋结构：
由磷酸基团和脱氧核糖交替连接在外侧，构成DNA骨架
脱氧核苷酸间由磷酸二酯键连接
DNA两条链反向平行
DNA双螺旋结构内侧碱基互补配对
A和T配对，由两根氢键连接；C和G配对，由三根氢键连接
新知讲解
可能用到的实验材料
利用居家可获得的材料构建DNA双螺旋结构模型
纸板、彩笔、铁丝、筷子、夹子都有可能是你会用到的好材料：
以下DNA结构如何表示？
脱氧核糖
磷酸基团
四种含氮碱基（A、T、C、G）
化学键和氢键
新知讲解
模型搭建需要注意的问题
含氮碱基
脱氧核糖
磷酸基团
核苷酸的结构：磷酸基团、脱氧核糖和含氮碱基如何连接？
请注意示意图上脱氧核糖碳原子的位置
O
1’
2’
3’
4’
5’
新知讲解
模型搭建需要注意的问题
DNA分子的两条链反向平行
碱基互补配对
平面模型构建立体模型
腺嘌呤
胸腺嘧啶
鸟嘌呤
胞嘧啶
新知讲解
沃森和克里克在亲手搭建的DNA双螺旋结构模型前
沃森和克里克在富兰克林、威尔金斯和查哥夫等科学家研究的基础上使用金属片和纸板等模拟DNA的空间结构并成功搭建模型。
课堂总结
板书设计
DNA的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
二、DNA的结构
三、制作DNA双螺旋结构模型