生物人教版（2019）必修2 3.2DNA的结构（共36张ppt）

(共36张PPT)
DNA的结构
问题探讨
坐落于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
上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。
DNA全称叫 ，是主要的遗传物质。
它的基本组成单位是 。
含氮碱基
A
脱氧核糖核苷酸
回顾：
脱氧核糖核酸
P
脱氧
核糖
T
G
含氮碱基
腺嘌呤 （A）
胞嘧啶（C）
鸟嘌呤（G）
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
胸腺嘧啶（T）
C
3
DNA双螺旋结构模型的构建科学史
威尔金斯和富兰克林提供_______________
DNA的结构单位:4种脱氧核苷酸，分别含有___________4种碱基
沃森和克里克推算出DNA呈_______结构
构建模型
从查哥夫处得知________________
重新构建模型，让A与T，C与G配对，模型构建成功
双螺旋
三螺旋
DNA衍射图谱
A.G.C.T
螺旋
失败
A与T，G与C的量相等
根据课本p48-49内容，概述双螺旋结构模型的构建科学史。完成以下概念图。
一、DNA的双螺旋结构模型的探索历程
威尔金斯
富
兰
克
林
DNA衍射图谱
沃森和克里克
查哥夫
DNA模型构建中重大贡献的科学家
一、DNA的双螺旋结构模型的探索历程
沃森和克里克
1953年，美国的J.D.Watson (沃森 24岁)
和英国的F.Crick(克里克 36岁），在《自然》杂志上发表了论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》，引起极大的轰动。
一、DNA的双螺旋结构模型的探索历程
一、DNA的双螺旋结构模型的探索历程
威尔金斯、克里克和沃森：
1962年诺贝尔生理学与医学奖
瑞典斯德哥尔摩音乐厅，诺贝尔奖颁奖典礼上的合影。
左一：威尔金斯；左三：克里克；右二：沃森
富兰克林于1958年
因卵巢癌去世，
无缘诺贝尔奖。
根据课本p48-49内容,思考以下内容：
一、DNA的双螺旋结构模型的探索历程
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的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？
（3）.DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
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。
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。碱基配对有一定的规律：A与T配对；G与C配对。
DNA双螺旋结构模型的成功，给你什么启示？
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；
③研究小组成员在知识背景上最好互补，
④对所从事的研究要有兴趣和激情。
一、DNA的双螺旋结构模型的探索历程
1.DNA分子的结构层次
①元素组成：__________________
C、H、O、N、P
②3种小分子
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
O
1′
2′
4′
5′
3′
③基本单位
O
1′
2′
4′
5′
3′
脱氧核糖核苷酸
二、DNA的结构
5′
3′
O
1′
2′
4′
5′
3′
A
O
1′
2′
4′
5′
3′
C
O
1′
2′
4′
5′
3′
G
O
1′
2′
4′
5′
3′
T
磷酸二酯键
二、DNA的结构
④脱氧核苷酸长链如何形成？
脱氧核糖与磷酸交替连接构成基本骨架
⑤如何形成双链的DNA？
5′
3′
3′
5′
O
1′
2′
4′
5′
3′
O
1′
2′
4′
5′
3′
O
1′
2′
4′
5′
3′
O
1′
2′
4′
5′
3′
A
C
G
T
O
1＇
2＇
3＇
4＇
5＇
O
1＇
2＇
3＇
4＇
5＇
O
1＇
2＇
3＇
4＇
5＇
O
1＇
2＇
3＇
4＇
5＇
T
G
C
A
两条反向平行的脱氧核苷酸长链
氢键
二、DNA的结构
⑥形成双螺旋结构
平面结构
双螺旋结构
二、DNA的结构
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
和 交替连接，构成基本骨架；
（2）外侧：
碱基
内侧:
脱氧核糖
磷酸
（3）碱基互补配对原则
两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A只 和配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作
氢键
碱基对
氢键
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
规律：
14
二、DNA的结构特点
（1）由 条单链按_________方式盘旋成_______结构
反向平行
双螺旋
2
练一练
C
练一练
(1) DNA分子中，两条长链上的什么结构是稳定不变的？
(2)DNA分子只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
(3) 每个DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？
脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧恒定，内侧配对稳定，空间结构稳定。
碱基对的排列顺序千变万化
是特定的
稳定性
多样性
特异性
三、DNA的特性
D与d基因不同的根本原因是什么？
在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？
44000
模型制作
目的要求
通过制作模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝，运用家中已有的材料等。
材料用具
１.制作磷酸脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时,须注意各分子的大小比例。
２.磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三者之间的连接部位要正确。
３.制作两条长链时，注意每条链上碱基总数要一致．碱基对间应是互补配对的两条链方向是相反的。
模型设计
已知某DNA的一条链的碱基顺序为
-T-T-C-G-A-C-G-T-C-C-A-T-G-,
它的另外一条链的碱基顺序为:
-A-A-G-C-T-G-C-A-G-G-T-A-C-
四、碱基互补配对原则的应用
-T-T-C-G-A-C-G-T-C-C-A-T-G-
-A-A-G-C-T-G-C-A-G-G-T-A-C-
T1= A1=
C1= G1=
1:
2:
C总=G总
A2
T2
G2
C2
A总=T总
规律一：双链DNA中，A=T,C=G,任意两个不
互补碱基之和恒等
∵ A=T， C=G
∴ A + G = + A + C = +
在整个DNA中：
T+C
∴
=
=
50%
T+G
并占碱基总数的50%。
=
某生物细胞DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么，胞嘧啶的分子数占（ ）
A.11% B.22% C.28% D.44%
C
【针对性练习1】
A2+C2+G2+T2
=
A+C+G+T
T1
T2
G2
A2
C2
A1
C1
G1
2链
1链
T1
A1+T1
A1+C1+G1+T1
T2+A2
=
A1+T1+T2+A2
A1+C1+G1+T1+A2+C2+G2+T2
=
T+A
规律二：双链DNA中，互补的两个碱基之
和占全部碱基的比等于在任何一条单链中，
这两个碱基之和占单链全部碱基数的比。
双链碱基数
单链碱基数
单链碱基数
双链碱基数
某DNA中A+T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是（ ）
A.35% B.29% C.28% D.21%
A
【针对性练习2】
T2
G2
A2
C2
A1
C1
G1
2链
1链
T1
规律三：双链DNA中，两条链间的非互补碱
基和之比互为倒数
=
A1+G1
T1+C1
m
=
A2+G2
T2+C2
1/m
则互补链上
简记为：DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1
某DNA双链中，
一条链中 则互补链中的比值是
一条链中 则互补链中的比值是
【针对性练习3】
=
A+T
C+G
0.4
=
A+C
T+G
0.4
0.4
2.5
例题：在现代刑侦领域中，DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用。刑侦人员只需要一滴血迹、一块精斑或是一根头发等样品就可以进行DNA指纹鉴定。此外DNA指纹技术还可以用亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
(1) 利用指纹技术进行DNA指纹鉴定的原理是：
(2) 现有从受害者体内取出的精液样品，请利用DNA指纹技术来确认怀疑对象。
鉴定步骤：
①用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段
②用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如图所示的DNA指纹图。
请从上图的DNA指纹图中判断出怀疑对象中 号是犯罪嫌疑人，原因是
五、应用-DNA指纹技术
原理：DNA分子的特异性
1号DNA指纹图与受害者体内分离的精液样品的DNA指纹图相同
DNA分子的特异性
课堂小结
2.DNA双螺旋结构的主要特点
1.DNA双螺旋模型的建构过程
3.碱基数量
的计算规律
4.DNA的结构特性
碱基互补配对原则：A---T,G---C
内侧：碱基之间通过氢键连接
外侧：脱氧核糖和磷酸交替连
接，构成基本骨架
双链，双螺旋结构
沃森、克里克于1953年构建出DNA双螺旋结构模型
稳定性、多样性、特异性
DNA双链中:
A=T,G=C,A+G=T+C=50%
DNA的结构
课后习题
√
√
课后习题
①胞嘧啶
⑤脱氧核糖
④胸腺嘧啶
③鸟嘌呤
②腺嘌呤
⑩一条脱氧核苷酸链的片段
⑨氢键
⑧碱基对
⑦脱氧核苷酸
⑥磷酸
课后习题
C
课后习题
C
【拓展训练】
现有2n个碱基，构成DNA的碱基对排列方式最多有多少种？
4n种
变式：
现有2n个碱基对，已知 A:T:C:G=1:2:3:4
则构成DNA的碱基对排列方式有多少种？
小于42n种
例1、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
解：已知
DNA：
A+T
A+T+G+C
=54%
DNA1：
A1 +T1 +G1 +C1
G1
=22%
求：
DNA2：
A2+T2+G2 +C2
G2
=？
C1
=？
G2
1－ G1 － （ A1 +T1 ）
C1
=
=
例2、已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求:
(1)在另一互补链中这一比例是多少
(2) 这个比例关系在整个分子中又是多少
解：已知
DNA1：
T1 + C1
A1 + G1
= m
求：
DNA2：
T2 + C2
A2 + G2
= ？
DNA：
T + C
A + G
= ？
汉水丑生侯伟作品
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
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 0.4
4.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