生物人教版(2019)必修2 3.2-DNA的结构（共29张ppt）

(共29张PPT)
3.2-DNA的结构
课程标准要求 核心素养对接
概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息 1.生命观念——运用结构与功能观，分析DNA的结构与其蕴藏遗传信息的功能是相适应的。
2.科学思维——通过构建模型，理解DNA的化学组成、平面结构以及立体结构。
3.社会责任——领悟模型构建在科学研究中的应用。
预习反馈
1.DNA的基本单位：
脱氧核苷酸
2.元素组成：
C、H、O、N、P
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
脱氧核糖
1’
2’
3’
4’
5’
3.脱氧核苷酸
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
4.脱氧核糖核苷酸分别有哪些呢？
1911年
美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸
科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。
1951年
思考：四种脱氧核苷酸是怎样连成一条链的呢？
一、DNA双螺旋结构模型的构建
构建者
核心任务1：
阅读教材48—49页，各小组对DNA结构模型的构建过程进行分析，并讨论归纳出DNA的立体结构、结构特点及结构特性。
【学习活动1】各小组根据资料，分析并讨论与DNA结构
相关的问题。
资料1：将游离的脱氧核苷酸连接成一条脱氧核苷酸链
5’
A
T
G
C
3’
磷酸二酯键
思考：DNA由几条脱氧核苷酸链构成呢？它具有怎样的立体结构？
1911年
美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸
1951年
英国生物物理学家威尔金斯和物理学家富兰克林DNA衍射图谱
科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA衍射图谱
DNA呈现“X”形
DNA分子是螺旋的
依据碱基互补配对原则画出 8个脱氧核苷酸连接成DNA 双链的平面图。
【学习活动2】
A 与T 配对
G 与C 配对
碱基互补配对原则
5’
A
T
G
C
T
A
C
G
3’
5’
3’
5’
A
T
G
C
T
A
C
G
3’
5’
3’
CH2
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
5’
4’
3’
2’
1’
磷酸二酯键
（1）由 条单链按_________方式盘旋成_______结构
反向平行
双螺旋
2
【学习活动2】分析DNA分子的结构
请各小组根据DNA分子结构回答相关问题：
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
氢键
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
碱基对
5’
A
T
G
C
T
A
C
G
3’
5’
3’
G C比例越高，DNA的热稳定性越高
【学习活动2】分析DNA分子的结构
(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？
脱氧核糖和磷酸；外侧
(3)DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
内侧
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。
不同DNA分子中脱氧核苷酸的数量不同,排列顺序多种多样。n个碱基对构成的DNA分子中，排列顺序有4n种。
每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序
多样性
稳定性
特异性
【学习活动3】分析归纳 DNA分子的结构特性
你注意到了吗？
2.在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算该DNA分子中碱基对有多少种排列顺序？
44000 种（n个碱基对排列方式为4n种）
1.DNA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？
与碱基对的排列顺序相关或者与脱氧核苷酸的排列顺序有关
思考并讨论：
3.怎样理解DNA的多样性和特异性？你能从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？
碱基排列顺序的千变万化
DNA分子的多样性
碱基特定的排列顺序
每个DNA分子的特异性
生物体的多样性
生物体的特异性
DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
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，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的量等于T的量、C的量等于G的量
2.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3',那么它的互补链的序列是 ( )
A.5'-CTATGG-3' B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
课堂反馈
B
C
4.DNA分子的基本骨架是 （ ）
A．交替连接的脱氧核糖和磷酸
B．通过氢键连接的碱基对
C．通过氢键连接的脱氧核苷酸对
D．通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基
3.下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型，你认为哪一组正确呢？（ ）
课堂反馈
B
A
5.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
胞嘧啶（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸
链的片段
思考：这个DNA片段有多少个游离的磷酸基团（没有形成磷酸二酯键的磷酸基团）？
2个
5
6
核心任务2：
根据具体示例，进行DNA分子的相关计算，并总结归纳DNA分子的计算公式。
文字描述：
“嘌呤碱基 = 嘧啶碱基”
或“任意两个不互补碱基之和恒等于碱基总数的50%”
依据：碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对。
(一)DNA分子中
1.A=T，G=C
2.A+G=T+C 或 A+C=T+G =50%DNA
【学习活动4】DNA分子的计算
1.以DNA双链为研究对象的碱基数量关系
思考：DNA双链中A和T、C和G有怎样的数量关系？
DNA双链中A+C、T+G有怎样的数量关系？
A+C
T+G
=
1
双链DNA分子中两组不互补的碱基数量之和的比值为1。
[典例1]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%
[典例2]某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
27%
有关DNA中的碱基计算反馈
C
若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶是什么原因？
含有单链，嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？
存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶；也可能是嘌呤≠嘧啶，关系不确定；
则必然有单链结构存在；
DNA双链中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
【学习活动4】DNA分子的计算
2.以DNA单链为研究对象的碱基数量关系
一个DNA分子由1链和2链构成，1链上的碱基记为 A1 、T1 、G1 、C1，2链上的碱基记为A2 、T2 、G2 、C2。(如右图)
(1) 若在DNA的一条链上A1 +G1/ T1+ C1=m，则在另一条链上的比值是多少？
A2+G2
T2+C2
=
1/m
非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。
【学习活动4】DNA分子的计算
3.以DNA双链与单链之间数量关系的转换
（1）若在DNA的一条链上两个互补的碱基A1+T1=n%，那么在另一条链中这两个碱基之和所占的比例是多少？A与T之和占整个DNA分子的比例是多少？
A2+T2=
A+T=
n%
n%
配对的碱基之和在单、双链中所占比例相等。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
A1 =
T1 =
T2
A2
G1 =
C1 =
C2
G2
若1链有m个碱基，则2链有__个碱基，该DNA分子含有碱基总数是___，共____对。
A1 +A2=A
T=A
C=G
A2+C2+G2+T2
=
A1+T1
A1+C1+G1+T1
T2+A2
=
A1+T1+T2+A2
=
T+A
1链碱基数
m
2链碱基数
m
双链碱基数
2m
双链碱基数
2m
课堂小结
课堂反馈
1．在DNA双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是(　　)
A．含胸腺嘧啶32%的样品 B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品 D．含胞嘧啶15%的样品
B
2.若某DNA片段中含有200个碱基，且碱基间的氢键共有260个，则该DNA片段中共有腺嘌呤　 　个。
3.若某DNA分子中，A和T之和占全部碱基总数的36%，其中一条链的G和A分别占该链碱基总数的30%和17%。则在它的互补链中，A和G分别占该链碱基总数的 、 。
40
19%
34%
课堂反馈
课堂反馈
4.已知某DNA中，G与C之和占全部碱基总数的35.8％，其中一条链的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（ ）
A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7%
C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9%
B
课堂反馈
5.下列对双链DNA中碱基数量的计算，不正确的是(　　)
A．若一条链中G占该链碱基总数的20%，则另一条链中G也占该链碱基总数的20%
B．若一条链中A∶T＝3∶4，则另一条链中A∶T＝4∶3
C．若一条链中(A＋G)/(C＋T)＝1/2，则另一条链中(A＋G)/(C＋T)＝2
D．若一条链中(A＋T)/(C＋G)＝1/2，则另一条链中(A＋T)/(C＋G)＝1/2
A