3.2 DNA的结构 人教版2019必修2课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第2节 DNA的结构
目标
01
02
03
1、概述DNA结构的主要特点
2、认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。
3、制作DNA双螺旋结构模型
教学目标
情境导入
人的遗传信息主要分布在染色体的DNA上，除了同卵双胞胎，两个人随机个体具有相同的DNA序列的可能性微乎其微。因此，DNA可以像指纹一样来识别身份，这就是DNA指纹技术。
你能从下面DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸鉴定等。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者：美国生物学家 和英国物理学家 。
沃森
克里克
活动一：阅读课本P48-49,思考与讨论下列问题：（3min)
1.研究DNA结构常用的方法是什么？
2.组成DNA的单位是什么？
3.归纳出哪些科学家分别作出了怎样的贡献？
X射线晶体衍射法
DNA的基本单位：四种脱氧核苷酸（且分别有A、T、C、G）
一、DNA双螺旋结构模型的构建
【资料1】20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA的基本单位________________，
其化学组成包括______________________。
2.过程：
磷酸、碱基和脱氧核糖
四种脱氧核苷酸
【模型建构1】脱氧核苷酸的结构
含氮碱基
P
脱氧核糖
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
一、DNA双螺旋结构模型的构建
【资料2】富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现DNA翻
转180°后的图谱与未翻转的一模一样。
【模型建构2】推出DNA呈螺旋结构
2.过程：
威尔金斯
富兰克林
翻转180°
一、DNA双螺旋结构模型的构建
2.过程：
威尔金斯和富兰克林提供____________
DNA是以4种____________为单位连接而成的长链，分别含有_______________4种碱基
沃森和克里克推算出DNA分子呈_______结构
脱氧核苷酸
A、T、G、C
DNA衍射图谱
螺旋
尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋
被否定
查哥夫提出DNA
中 。
重建模型：
让A与T配对、G与C配对
形成DNA 结构
A=T、G=C
双螺旋
一、DNA双螺旋结构模型的构建
现存于伦敦科学博物馆
沃森（左）和克里克（右）
物理模型
讨论：
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？
3.DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
4.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构。他们的这种工作方式给予你哪些启示？
两条，两条链反向平行方式盘旋成双螺旋结构；
脱氧核糖和磷酸，外侧；
A和T配对，G和C配对，内侧；
善于利用他人的研究成果和经验；
善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流和撞击中获得的；
一、DNA双螺旋结构模型的构建
课堂巩固
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结构模型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的电子显微镜图像
B.沃森和克里克提出了DNA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DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
B
课堂巩固
2.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于( )
①证明DNA是遗传物质
②确定DNA是染色体的组成成分
③发现DNA如何储存遗传信息
④解释A、T、G、C的数量关系
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
D
（3）两条链上的碱基通过_____连接起来，形成________，且遵循_______________原则。
（2）DNA分子中的________和________交替连接，排列在外侧，构成_________；_______排列在内侧。
二、DNA的结构
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5
5
3
3
（1）DNA分子是由_____条单链组成的，这两条链按__________方式盘旋成_______结构。
两
反向平行
双螺旋
磷酸
脱氧核糖
基本骨架
碱基
氢键
碱基对
碱基互补配对
活动二：结合DNA的平面结构和立体结构总结DNA分子特点
碱基互补配对原则：A=T G≡C
二、DNA的结构
活动三：小组思考讨论并回答下列问题
1.A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA
分子哪个结构更稳定，为什么？
G与C含量越多，氢键就越多，DNA结构就越稳定。
2.一个脱氧核糖连接几个磷酸？
3.一个DNA分子有几个游离的磷酸？
1个或2个
2个游离的磷酸
4.一条链上相邻的两个碱基通过什么连接？
脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖
5.DNA遗传信息是什么？
碱基对的排列顺序就代表了遗传信息
二、DNA的结构
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 ， T1=A2， G1 = C2 ， C1=G2。则在双链DNA中： A = T ， G = C。
A+G=T+C=A+C=T+G=碱基总数的50%
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 %
C
规律一：在双链DNA中 总数与 总数相等，即A＋G等于T＋C
嘌呤碱基
嘧啶碱基
DNA碱基数目的相关计算规律：
二、DNA的结构
A1 +T1
（A+T）
1
2
=
=
A2 +T2
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%
（G+C）
1
2
G1 +C1
G2 +C2
=
=
A+T
G+C
A1+T1
G1+C1
A2 +T2
G2 +C2
=
=
规律二：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，即若在一条链中(A+T)/(G+C)＝m，在互补链及整个DNA分子中(A+T)/(G+C)＝ 。
DNA碱基数目的相关计算规律：
二、DNA的结构
A1+G1
T1+C1
=a
T2+C2
A2+G2
=1/a
A1+C1
T1+G1
T2+G2
A2+C2
=
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
B
规律三：非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA分子的一条链中（A+G）/（T+C）＝a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）＝ ，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）＝
A+G
T+C
=1
DNA碱基数目的相关计算规律：
二、DNA的结构
A+T
A+T+G+C
=
A2+T2+G2+C2
A2+T2
=
A1+T1+G1+C1
A1+T1
=
m%
m%
m%
规律四：双链DNA中互补碱基和与碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
（A1+T1）%= (A2+T2）%=(A+T)%
DNA碱基数目的相关计算规律：
巩固提升
3.下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的( )
A.每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸
B.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基
C.DNA分子的基本骨架排列在外侧
D.双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟
嘌呤
B
4．某DNA分子含有1 000个碱基对，其中A的含量为30%，α链中G的含量为
30%，下列与该DNA分子有关的叙述正确的是( )
A．该DNA分子中含有的氢键数为2.4×103个
B．该DNA分子的两条单链中(A＋C)/(T＋G)的值一定相等
C．该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0～40%范围内
D．由于碱基互补配对，DNA分子中C与G的和一定占50%
巩固提升
A
探究 实践
活动四: 小组合作制作DNA双螺旋结构模型
1.材料用具
脱氧核糖
磷酸
碱基（C）
2.制作DNA平面结构模型
3.制作DNA立体结构模型
讨论：DNA的多样性和稳定性
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？
碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。
2. DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
两条链上的碱基之间的氢键和每条链上的磷酸二酯键共同维持了双螺旋结构的稳定性。
探究 实践
5. (不定项） 下列关于DNA结构的叙述中，错误的是（ ）
A．每个双链DNA最多含有4种脱氧核苷酸
B．每个碱基上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C．每个DNA中碱基数=磷酸数=脱氧核糖数
D．一段双链DNA中若有40个胞嘧啶，就同时含有40个腺嘌呤
B D
巩固提升
6. 在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为
一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个
数为（ ）
A. 58 B. 78 C. 82 D. 88
C
课堂小结：