3.2DNA的结构课件(共34张PPT1份视频)人教版生物必修2

(共34张PPT)
第三章 基因的本质
第2节 DNA的结构
人教版（2019）生物必修2
格里菲思
艾弗里
赫尔希/蔡斯
是遗传物质
肺炎链球菌体内转化实验
肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA
结构决定功能
温故知新
DNA是如何储存遗传信息的？
学习目标
01
02
03
DNA结构特点体现了生命的物质性，DNA结构模型的构建可以提高学生探究能力、合作能力和动手能力（生命观念、科学探究）
理解并掌握DNA分子的结构特点（科学思维）
在DNA结构的认识过程中，充分体现了科学家们热爱科学、崇尚真理的科学精神（社会责任）
脱氧
核糖
P
含氮碱基
O
1'
2'
3'
4'
5'
H
OH
A腺嘌呤
C胞嘧啶
G鸟嘌呤
T胸腺嘧啶
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
【资料1】 20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。
元素组成：
C、H、O、N、P
1分子脱氧核苷酸 = + + .
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
合作出真知
要求：请大家利用手中的模型组件，小组合作完成4种脱氧核苷酸的构建,注意每种组件所对应的的结构。
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
构建模型1：脱氧核苷酸分子
鸟嘌呤（G)
腺嘌呤（A)
胞嘧啶（C)
胸腺嘧啶
胞嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
磷酸
脱氧核糖
化学键
腺嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤(A)
胞嘧啶(C)
鸟嘌呤(G)
鸟嘌呤脱氧核苷酸
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
构建模型1：脱氧核苷酸分子
合作出真知
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶(T)
H
OH
H2O
4种脱氧核苷酸脱水缩合连接生成DNA长链：
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
磷酸二酯键
1'
2'
3'
4'
5'
O
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
构建模型2：脱氧核苷酸链
要求：请同学们利用手中构建好的脱氧核苷酸，小组内部合作构建1条含有10个脱氧核苷酸的脱氧核苷酸链并展示。
合作出真知
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沃森
卡文迪什实验室
沃森
克里克
我能帮你理解生物学内容
我能帮你理解物理原理
合作
DNA衍射图谱
DNA衍射图谱呈现“X”形
DNA呈螺旋结构
推断
【资料2】1951年富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱
威尔金斯
富兰克林
双螺旋
三螺旋
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
【资料3】
富兰克林通过衍射图谱得出的DNA为螺旋结构且直径（螺距）为2nm，经过显微镜测得DNA的2条链、3条链的直径都是2nm，由此她推测DNA可能由2条链的双螺旋或3条链的三螺旋结构，接着她又分别测定2条和3条链的含水量，结果发现2条链DNA与实际DNA含水量相符。
DNA呈双链结构
1
2
3
1
2
双螺旋
三螺旋
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
两条脱氧核糖核苷酸链是如何排布的呢？
磷酸基团是亲水的，碱基是疏水的
科学小提示
DNA双链的 基团应该位于DNA的外侧， 部分位于内侧。
碱基
磷酸
亲水
疏水
√
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
碱基如何配对？
嘧啶有1个环（更短）
嘌呤有2个环（更长）
如果是相同碱基配对，那么DNA的直径不固定
推测：嘌呤同嘧啶配对
哪种嘌呤与哪种嘧啶配对呢？
【资料4】威尔金斯计算出DNA分子螺旋的直径与长度： ①DNA的直径是固定的，均为2nm。
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
沃森
克里克
查哥夫
我给你们带来一条重要信息
【资料6】沃森和克里克改变了碱基配对的方式：
让 ，构建出DNA模型。这样的DNA分子具有了稳定的直径。
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
如何连接？
这种碱基之间的对应的关系就叫做：
A
C
T
G
A
T
G
A
C
T
A与T配对，G与C配对
碱基互补配对原则
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
查哥夫定律：
A、T数量相等，G、C数量相等
【资料5】1952年7月,奥地利查哥夫提供了一个关于DNA中碱基数量的关键信息。
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
A和T、C和G形成的
碱基对如何连接？
A T间2个氢键，G C间3个氢键
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
3’
3’
5’
5’
5’
3’
O
CH2
OH
H
碱基
3′
2′
H
H
1′
4′
5′
H
H
P
氢键
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
尝试描述DNA链序列
游离的磷酸基团
5’CAGTA-3’
-
5’TACTG-3’
-
另一链
要求：现在请同学们利用手中的组件在构建的单链的基础上合作完成一个DNA分子平面结构模型的构建。（卡纸模型中碱基对之间的氢键数量请用组件表示出来
合作出真知
构建模型3：构建DNA双链平面结构
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
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3’
3’
5’
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DNA反向双螺旋结构：
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
构建模型4：构建DNA双螺旋结构
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
合作出真知
1953年，美国的沃森和英国的克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载。
富兰克林于1958年因卵巢癌去世，无缘诺贝尔奖。
左一：威尔金斯；左三：克里克；右二：沃森
威尔金斯、克里克和沃森：
1962年诺贝尔生理学与医学奖
一 .DNA双螺旋结构模型的构建
生物物理学家
化学家
生物学家
物理学家
你受到怎样的启发？
与同学们共勉：
越努力的人，越幸运。努力奔跑的人，更有机会接近成功，也更能接住命运随时抛来的橄榄枝。
综上分析，并观看以下视频，小组讨论总结DNA结构的特点。
讨论结果汇总填写在导引学案。
小组讨论
二、DNA的结构特点
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3’
3’
5’
5’
二、DNA的结构特点
链数
方向
结构
反向平行
两条脱氧核苷酸链
一条：5’→3’; 另一条：3’→5’
双螺旋结构
特点①:
3’
3’
5’
5’
二、DNA的结构特点
碱基对
外侧
内侧
脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
碱基对
特点②:
3’
3’
5’
5’
二、DNA的结构特点
氢键
氢键越多，结构越稳定
所以含 碱基对比例越大，DNA的结构会越稳定
GC
碱基对
配对规律
两条链的碱基通过氢键连接配对
碱基互补配对原则：A与T配对；G与C配对
特点③:
3’
3’
5’
5’
单链中
相邻碱基：
互补链中
相邻碱基:
数量关系
①每个DNA的片段中,游离的磷酸基团有 个。
②脱氧核糖数 磷酸数 含氮碱基数
位置关系
通过 连接
通过 相连
脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖
2
=
=
二、DNA的结构特点
③A-T间有 个氢键,G-C间有 个氢键。碱基数量关系：
特点④:
2
3
A
T
G
C
脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖
氢键
下图是DNA分子结构模式图，请抢答填说出1—10的名称
胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶（C）
鸟嘌呤 (G)
腺嘌呤 (A)
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
１.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
__
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
二 .DNA的结构特点
小组加分项
1、一个链状DNA分子含有几个游离的磷酸基团？
2.一个脱氧核糖连接几个磷酸？
3.一条链上相邻的两个碱基通过什么连接？
4、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。
1个或2个
2个游离的磷酸
脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖
独立思考并回答下列问题
二 .DNA的结构特点
1.（2022·浙江·高考真题）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是（ ）
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
C
三、链接高考
因为碱基互补配对原则，A=T C=G，所以A+C=G+T
参照视频动手尝试用彩纸折出DNA双螺旋结构模型，现在比比谁做的更好。
课前活动展示
选做题: 为深刻领会DNA结构特点，请同学利用自己的材料如橡皮泥、牙签等，自主完成一个DNA模型。
必做题：1.普通高中同步练习册P44-P46页
课后作业