3.2DNA的结构课件(共27张PPT)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共27张PPT)
第3章 第2节
人教版 生物(高中)
肺炎链球菌体内转化实验
格里菲斯
肺炎链球菌体外转化实验
艾弗里
噬菌体侵染大肠杆菌实验
赫尔希、蔡斯
1
沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？
2
制作DNA双螺旋结构模型
3
DNA的双螺旋结构有哪些主要特点
本节聚焦
一.DNA双螺旋结构模型的构建
1.主要提出者:美国生物学家①________
和英国物理学家②__________。
沃森
克里克
2.DNA双螺旋结构模型构建过程
阅读教材48-49页，完成能培45页
1.DNA的基本单位：
四种脱氧核糖核苷酸
如何构成DNA单链？
1′
2′
4′
5′
3′
A 腺嘌呤
G 鸟嘌呤
C 胞嘧啶
T 胸腺嘧啶
磷酸
脱氧核糖
碱基
一.DNA双螺旋结构模型的构建
O
OH
H
H2O
磷酸二酯键
DNA链是由脱氧核苷酸脱水缩合连接而成的长链。
2、DNA链的形成
一.DNA双螺旋结构模型的构建
一.DNA双螺旋结构模型的构建
当X射线照射到生物大分子的晶体时，晶体中的原子或分子会使射线发生偏转，根据得到的衍射图像，可以推测分子大致的结构和形状。
X射线衍射技术
DNA衍射图谱
“X”形意味着DNA分子是螺旋的，提供了决定性的实验依据。
螺旋的两条平行边就构成了一个方向的细缝
另一个方向的平行边构成了另一个方向的细缝
一.DNA双螺旋结构模型的构建
沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋形的。他们先后建构了多种不同双螺旋、三螺旋模型。
资料1：富兰克林还发现在翻转180°以后，DNA衍射图谱不变。
资料2：脱氧核糖和磷酸具有亲水性，而碱基具有疏水性，DNA在细胞内始终处于一个水环境中。（类比细胞膜磷脂分子排布）
资料3：四种碱基的分子结构
一.DNA双螺旋结构模型的构建
腺嘌呤 A
鸟嘌呤 G
胞嘧啶 C
胸腺嘧啶 T
嘌呤碱基直径大于嘧啶直径
a.这种构造会对DNA的结构有什么影响？
DNA的结构不稳定
A
P
T
P
C
P
G
P
T
P
T
P
G
P
C
P
T
P
A
P
A
P
T
P
C
P
G
P
T
P
T
P
G
P
C
P
T
P
A
P
发生改变：
一.DNA双螺旋结构模型的构建
资料4：在DNA中，A的量总是等于T的量；G的量总是等于C的量。
资料5：DNA的衍射照片显示的双链之间的距离恒等。
一.DNA双螺旋结构模型的构建
C
T
T
G
A
C
A
G
A与T配对
C与G配对
如何连接？
一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力，形成氢键。
直径恒定
碱基互补配对原则
一.DNA双螺旋结构模型的构建
2个氢键
3个氢键
C
T
T
G
A
C
A
G
一.DNA双螺旋结构模型的构建
一.DNA双螺旋结构模型的构建
活动：请同学们已前后桌4-6人为一组，使用模具进行DNA双螺旋结构的组建
鸟嘌呤
胞嘌呤
腺嘌呤
胸腺嘧啶
脱氧核糖
磷酸基团
磷酸二酯键
糖苷键（接脱氧核糖与含N碱基）
讨论：
DNA是由几条链构成的，它的立体结构是什么？
DNA的基本骨架是有哪些物质组成，位于DNA的什么部位？
DNA中的碱基是怎么配对，它们位于DNA中的哪个部位？
平面结构：
C
T
T
G
A
C
A
G
DNA双螺旋结构：
请阅读课本P50页，总结DNA的双螺旋结构
二.DNA的结构
（2根氢键）
3′
5′
5′
3′
碱基
A
T
G
C
（3根氢键）
碱基互补配对原则
G与C越多，DNA的热稳定性越大
“基本单位”
四种脱氧核糖核苷酸
二.DNA的结构
两条单链
反向平行
链数：
方向：
O
CH2
OH
H
磷酸基团
碱基
3′
2′
H
H
1′
4′
5′
H
H
3′
5′
5′
3′
“链”
3',5'-磷酸二酯键
化学键：
二.DNA的结构
脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
碱基对
外侧：
内侧：
3′
5′
5′
3′
“结构”
双螺旋结构
立体结构：
21
(1)研究表明：DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。这是为什么呢？
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
脱氧
核糖
P
T
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
G和C形成三个氢键，A和T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强，DNA的结构越稳定。
体现DNA分子的稳定性。
三.DNA的结构特性
22
(2)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呢？
在生物体内，一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有4种：A-T、T-A 、G-C 、C-G 。请同学们计算DNA分子有多少种？
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
脱氧
核糖
P
T
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
碱基的排列顺序千变万化。
体现DNA分子的多样性。
三.DNA的结构特性
23
(3)为什么每个DNA结构模型都与众不同？不同生物的DNA是否也不同？
DNA指纹技术
在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。你能从下面的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、死者遗骸的鉴定等。
体现DNA分子的特异性。
三.DNA的结构的特性
（1）DNA是由 条单链按_________方式盘旋成_______结构
反向平行
双螺旋
2
5’
3’
5’
3’
四.课堂小结
磷酸
和 交替连接，构成基本骨架；
(2)外侧：
碱基
内侧:
脱氧核糖
(3)
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
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
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
五.课堂练习
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'
C
五.课堂练习
3.细胞内某一DNA片段中有30％的碱基为A，则该片段中（ ）
A．G的含量为30％
B．U的含量为30％
C．嘌呤含量为50％
D．嘧啶含量为40％
C
五.课堂练习
双链DNA中，A=T,C=G，即A＋G＝T＋C，嘌呤总数与嘧啶总数相同，任意两个不互补碱基之和恒等=50%。
A=30%
T=30% G=C=20%
嘌呤：A+G=50%
嘧啶：G+C=50%