2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2-3.2DNA的结构课件（29张ppt）

(共29张PPT)
1.在以下4个实验,则小鼠存活的情况依次是　　　。 ①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注入小鼠②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注入小鼠③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注入小鼠④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注入小鼠A.存活、存活、存活、死亡B.存活、死亡、存活、死亡C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、存活
复习
1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验,据此回答下列问题:(1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是　　　　　　　。实验时,用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌　　　　(填“带有”或“不带有”)放射性。 (2)实验过程中,搅拌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。搅拌5 min,被侵染细菌的成活率为100%,离心检测发现上清液中仍有32P放射性出现,说明　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)在35S标记的实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系为　　　　　　。
(4)该实验证明了　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
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
问题探讨
DNA的结构
第2节
第三章 基因的本质
1.建立者：
1953年，沃森和克里克
克里克:
英国物理学家,对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉。能够帮助沃森理解晶体学原理。
沃森:
美国生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。
晚年沃森和克里克在双螺旋结构模型前的最后一次合影
一.DNA双螺旋结构模型的构建
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
2.建立过程：
一.DNA双螺旋结构模型的构建
（1）20世纪30年代，科学家认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。
1′
2′
4′
5′
3′
磷酸二酯键
思考：这些脱氧核苷酸是如何连接成DNA长链的呢？
5′
5′
3′
5′
3′
3′
思考： DNA是由几条链组成的？它具有怎样的立体结构呢？
2.建立过程：
一.DNA双螺旋结构模型的构建
（2）1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。
M.Wilkins
R.E.Franklin
2.建立过程：
“X”形意味着DNA分子是螺旋的
一.DNA双螺旋结构模型的构建
尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型,均被否定
一.DNA双螺旋结构模型的构建
2.建立过程：
碱基组成 碱基比例
A G C T A/T G/C (A+G)/(T+C) (A+T)/(G+C)
人 30.9 19.9 19.8 29.4 1.05 1.01 1.03 1.52
鸡 28.8 20.5 21.5 29.2 0.99 0.95 0.97 1.38
海胆 32.8 17.7 17.3 32.1 1.02 1.02 1.02 1.85
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9 0.95 1.09 1.00 1.79
大肠杆菌 24.7 26 25.7 23.6 1.05 1.01 1.03 0.93
20世纪40年代，测定几种生物DNA分子中4种碱基的数量关系
2.建立过程：
奥地利生物化学家查哥夫
（3）查哥夫法则：
在DNA中，腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量；
鸟嘌呤(G)的量=胞嘧啶(C)的量。
一.DNA双螺旋结构模型的构建
01
（4）据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型。
富兰克林发现，将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。
2.建立过程：
沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型
①将碱基安排在双链螺旋的内部，脱氧核糖-磷酸骨架安排在螺旋的外侧。
②A与T配对、G与C配对。
模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符，且能够解释A与T配对、G与C配对的数量关系。
一.DNA双螺旋结构模型的构建
5′
5′
3′
5′
3`
3′
1953年，沃森和克里克撰写的论文在英国杂志《自然》上发表，引起极大的轰动。
1962，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。
威尔金斯
克里克
沃森
2.建立过程：
一.DNA双螺旋结构模型的构建
讨论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？
③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。
①要善于利用他人的研究成果和经验；
②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；
2.建立过程：
思考 讨论：DNA双螺旋结构模型的构建
一.DNA双螺旋结构模型的构建
3.研究DNA结构常用的方法
X射线晶体衍射法
3.DNA的双螺旋结构
①DNA由 条脱氧核苷酸链组成，这些链按 的方式盘旋成双螺旋结构。
②外侧： 和 交替连接构成主链基本骨架。
③内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成 。碱基互补配对遵循以下原则：A===T(两个氢键)、GC(三个氢键)。
两
反向平行
脱氧核糖
磷酸
碱基对
巧记　利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构
二.DNA的结构
3.DNA的双螺旋结构
某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要：
(1)代表磷酸的球形塑料片几个？
(2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？
(3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？
(4)可组装出几种该DNA片段模型？
20
20
20
410
制作脱氧核苷酸
制作出一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型
三、探究 实践：制作DNA双螺旋结构模型
将制成的脱氧核苷酸模型连接成长链。
制作脱氧核苷酸链
三、探究 实践：制作DNA双螺旋结构模型
制作DNA平面结构模型：将两条链间的碱基连接。
碱基互补配对原则
A
T
G
C
T
A
C
G
制作脱氧核苷酸链
三、
探究 实践：制作DNA双螺旋结构模型
制作DNA空间结构模型：双手分别提起两端，拉直双链，向右旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋空间结构模型。
制作脱氧核苷酸链
二.DNA的结构
三、探究 实践：制作DNA双螺旋结构模型
a、A—T含2个氢键，G—C含3个氢键。
b、DNA内部脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链末端各有一个脱氧核糖连着一个磷酸基团。
c、双链DNA中A=T，G=C，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。d、、脱氧核糖数=磷酸数=碱基数
四、在深化中提升
①数量关系
②位置关系
a、单链中相邻碱基间通过-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-相连
b、互补链中相邻碱基间通过氢键连接
⑤DNA水解产物：初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
③稳定性：
具有规则的双螺旋结构，两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变，碱基配对的方式稳定不变。
④特异性：是由特定的碱基排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：A—T、C—G、T—A、G—C。
五、DNA有关碱基数量的计算：
设DNA一条链为1链，互补链为2链。
根据碱基互补配对原则
可知： A1=T2 A2=T1 G1=C2 G2=C1
则在DNA双链中：
A=T ， G=C
A+G=T+C 或A+C=T+G即（A+G）/（T+C）=1
A+C/T+G=1
①、嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
1
2
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
②双链DNA分子中，互补的两条
链中（A+G）/（T+C）互为倒数。
2
1
A1+G1
T1 +C1
T2 +C2
A2 +G2
=
A1+G1
T1 +C1
=m
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
若1链：(A1+T1) / (G1+C1)=a，
则2链：(A2+T2) / (G2+C2)=a；
则双链：A+T/G+C=a
1
2
③：互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同
1.某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
因为DNA分子中，A+G=T+C=50%。
所以，A=50%–23%=27%
2.在DNA的一条单链中，（A+G）/（T+C）=0.4，则在其互补链和整个DNA分子中（A+G）/（T+C）分别是多少？
3.若DNA的一条单链中，（A+T）/（G+C）=0.4，则在其互补链和整个DNA分子中A+T/G+C分别是多少？
2.5 1
0.4 0.4
练习提升
4、已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（ ）
A.32.9%，17.1%　　　
B.31.3%，18.7%
C.18.7%，31.3%　　　
D.17.1%，32.9%
B
(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%=64.2% T1=32.9% T2=
(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%=35.8% C1=17.1% C2=
5、下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占比例为1/(2-a)
B.如果一条链上(A＋T)∶(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为m
C.如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2
D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
B
6、用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是(　　)
A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对
B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基
A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2
B
【课堂小结】