3.2 DNA的结构（共22张ppt）高中生物人教版（2019）必修2

(共22张PPT)
第3章 基因的本质
第二节
DNA的结构
01
通过搜集DNA结构模型建立过程的资料并进行交流和讨论，通过分析DNA的结构与其蕴藏遗传信息的功能相适应的特点树立结构与功能相适应的观念。（生命观念）
02
通过制作DNA双螺旋结构模型，分析DNA的化学组成、平面结构及立体结构，领悟构建模型在科学研究中的应用。（科学思维）
03
通过模型构建过程中的反复猜测和求证，培养学生严谨的逻辑思维能力和科学探究精神。（科学探究）
04
结合DNA分子的特异性链接实际应用，如亲子鉴定、案件侦破等等，形成科学发展更应服务于社会生活的观念。 （社会责任）
本节学习目标
DNA双螺旋结构模型的构建
【合作探究一】阅读课本P48-49，思考与讨论下列问题：
归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家？
研究DNA结构常用的方法是什么？
DNA双螺旋结构模型的构建者是哪位科学家？
DNA双螺旋结构模型的构建
DNA双螺旋结构模型的构建
莫里斯·威尔金斯
罗莎琳德·富兰克林
查哥夫
鲍林
DNA双螺旋结构模型的构建
1953年4月25日，沃森和克里克在英国《自然》发表题为《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》
DNA的结构
【合作探究二】
教材P50DNA的平面结构和立体结构，思考并总结DNA分子特点
DNA由几条链组成？具有怎样的立体结构？
DNA基本骨架由哪些物质构成？它们分别位于DNA什么部位？
DNA中碱基如何配对？它们位于DNA什么部位？
温故而知新
DNA的中文全称：
DNA的组成元素：
DNA的基本单位：
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
5’
1’
2’
3’
4’
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1’-C，与磷酸基团相连的碳叫作5’-C。
DNA的结构
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA是由两条脱氧核苷酸链构成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
DNA双螺旋结构的主要特点：
5'
3'
5'
3'
DNA的结构
DNA中的脱氧核糖和磷酸交替排连接排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
DNA双螺旋结构的主要特点：
5'
3'
5'
3'
磷酸二酯键
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA的结构
DNA双螺旋结构的主要特点：
5'
3'
5'
3'
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律。A与T配对，G与C配对。碱基之间的这种配一对应的关系叫做碱基互补配对。
氢键
DNA的结构
5'
3'
5'
3'
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
脱氧核糖、磷酸、碱基数量关系
一个脱氧核糖连接几个磷酸？
一个DNA分子有几个游离的磷酸？
一条链上相邻的两个碱基连接方式？
两条链之间相邻碱基之间的链接方式？
A+T含量为40%DNA分子和A+T含量为60%的DNA分子哪个结构更稳定？
观察DNA片段，回答下列问题：
DNA的结构特点
总结
五种元素：
四种碱基：
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
C、H、O、N、P
A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
规则的双螺旋结构
DNA的结构特性
【合作探究三】DNA的多样性和特异性
DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存足够量的遗传信息？
DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
内部碱基对稳定—通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则；
空间结构稳定—规则的双螺旋结构；
DNA的结构特性
稳定性：
外部稳定的基本骨架—磷酸和脱氧核糖交替连接形成；
DNA的结构特性
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。
计算DNA分子有多少种？
44000
特异性：
碱基对的特定排列顺序。
多样性：
碱基对的数量不同、排列顺序的千变万化。
人体内控制β珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有多少种？
1
DNA的相关计算
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。
在DNA双链中： A = T ， G = C
推论1：任意两个不互补碱基之和相等且各占DNA总碱基数的50％
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
例1：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占
A. 9 % B.18 % C. 32 % D. 64 %
例2：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是多少？
24%
例3：DNA分子中一条单链中，（A+G）/（T+C）=0.4，则互补链中和整个DNA分子中该比值分别是
A.0.4和0.6 B.2.5和1.0 C.0.4和0.4 D.0.6和1.0
DNA的相关计算
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。
在DNA双链中： A = T ， G = C
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
A2+T2
G2+C2
A1+T1
G1+C1
= m
设
，求
=？
A+T
G+C
=？
推论2：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
不同生物比值不同，体现了不同DNA分子的特异性
DNA的相关计算
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。
在DNA双链中： A = T ， G = C
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
推论3：非互补碱基之和比例在两条互补链中互为
倒数，在整个DNA分子中为1
A2+G2
T2+C2
A1+G1
T1+C1
= a
设
，求
=？
A+G
T+C
=？
DNA的相关计算
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。
在DNA双链中： A = T ， G = C
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
推论4：双链中，互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中互补碱基之和占该链碱基总数的百分比。
A1+T1
设
，求
=？
A+T
A+T+G+C
= n
A1+T1+ G1+C1
A2+T2
=？
A2+T2+ G2+C2