【公開課課件】3.2DNA的結(jié)構(gòu)課件2021-2022學年高一下學期生物人教版必修2

1、3.2 DNA3.2 DNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)回憶回憶DNADNA分子的構(gòu)成分子的構(gòu)成0回顧必修一回顧必修一腺嘌呤 ANH2NNNN鳥嘌呤 GNNNNNH2胞嘧啶 CNN NH2胸腺嘧啶 TCH3NN2、組成脫氧核苷酸的含氮堿基有4種，分別是腺嘌呤 A、鳥嘌呤 G、胞嘧啶 C、胸腺嘧啶 T；1、DNA分子由四種脫氧核苷酸組成，每個脫氧核苷酸由一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基和一分子磷酸構(gòu)成； ： 3、含氮堿基與磷酸基團分別連接在脫氧核糖上構(gòu)成脫氧核苷酸，由于所含堿基不同，脫氧核苷酸也就有4種，DNA分子就是由這4種脫氧核苷酸聚合而成的化合物 ?；仡櫛匦抟换仡櫛匦抟换貞浕貞汥NADNA分子的構(gòu)成分子的構(gòu)

2、成0DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1沃森沃森克里克克里克沃森和克里克在實驗室沃森和克里克在實驗室DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1 1951年，英國生物物理學家威爾金斯威爾金斯和他的同事富蘭克林富蘭克林運用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜，這幅圖對建立DNA分子的結(jié)構(gòu)模型起到了至關(guān)重要的作用。威爾金斯威爾金斯富蘭克林富蘭克林DNA衍射圖譜DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1 1951年，富蘭克林運用Patterson函數(shù)分析中的堆積法，推測出磷酸基團應(yīng)該在磷酸基團應(yīng)該在DNADNA鏈的外面，而堿基則位于鏈的內(nèi)部。鏈的外面，而

3、堿基則位于鏈的內(nèi)部。這是第一次提出這樣的模型，也是為最終闡明DNA的結(jié)構(gòu)邁出了最重要的一步。DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1 1951年，資料有限的沃森與克里克提出了DNA分子的三螺旋三螺旋結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型，富蘭克林也被沃森與克里克邀請到了實驗室里，參觀兩人的三螺旋結(jié)構(gòu)模型。沒想到的是，當富蘭克林看到兩人提出的模型，卻沒有想象中的驚喜，反而是一臉的嫌棄。DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1 1952年春天，沃森和克里克與劍橋大學年輕的數(shù)學家格里菲格里菲斯（斯（J.GriffthJ.Griffth）相遇。出于對生物學問題的好奇，他答應(yīng)幫助兩人計算DNA分子

4、中堿基之間的吸引力。結(jié)果是運用基本化學原理和量子力學計算，堿基之間的結(jié)合力是堿基之間的結(jié)合力是A A吸引吸引T T，C C吸引吸引G G。這個結(jié)果，讓克里克看到了堿基互補配對的可能。DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1 1952年，查伽夫到劍橋大學訪問，沃森和克里克得到了一個關(guān)鍵信息：DNADNA中堿基會相互配對，而且中堿基會相互配對，而且A A與與T T的數(shù)量相等，的數(shù)量相等，C C與與G G的數(shù)的數(shù)量相等。量相等。查伽夫胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸H鳥嘌呤脫氧核苷酸H 胞嘧啶脫氧核苷酸H DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1 1953年，2月28日

5、，沃森又開始用紙板模具搭建模型，他回憶到：“我突然意識到，A和T是結(jié)合在一起的，C和G是結(jié)合在一起的，這時兩組堿基的體積是一樣大小的?！边@樣的雙螺旋結(jié)構(gòu)可以說明DNA復制的程序，A與T配對，C與G配對，說明兩條鏈上的堿基序列是互補的。只要知道一條鏈上的堿基序列，就很容易弄清楚另一條鏈上的堿基序列。脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建119531953年年4 4月月2525日日DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建119621962年，年，沃森、克里克與威爾金斯沃森、克里克與威爾金斯共同獲得了諾貝爾生理學共同獲得了諾貝爾生理學與醫(yī)學獎。與醫(yī)學獎。

6、DNA是由2條鏈構(gòu)成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。2 2、DNADNA的基本骨架是有哪些物質(zhì)組成的？他們分別位于的基本骨架是有哪些物質(zhì)組成的？他們分別位于DNADNA的什么的什么部位？部位？DNA的基本骨架包括脫氧核糖和磷酸，它們排列在DNA的外側(cè)。1 1、DNADNA是由幾條鏈構(gòu)成的，它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？是由幾條鏈構(gòu)成的，它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1思考討論思考討論3 3、DNADNA中的堿基是如何配對的？他們位于中的堿基是如何配對的？他們位于DNADNA的什么部位？的什么部位？ DNA中的堿基通過氫鍵連接成堿基對，位于DNA的

7、內(nèi)側(cè)，A與T配對，G與C配對。4 4、雙螺旋結(jié)構(gòu)的揭示是科學家合作研究的典范，沃森和克里克默、雙螺旋結(jié)構(gòu)的揭示是科學家合作研究的典范，沃森和克里克默契配合給你什么啟示？契配合給你什么啟示？ 善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗，善于與他人交流合作，閃光的思想是在交流與碰撞中獲得的，研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對從事的研究要有興趣和激情等。 ： DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1思考討論思考討論DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)21 1、DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋 DNA DNA是由是由兩條兩條脫氧脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，這兩核苷酸鏈構(gòu)成，這兩條鏈按條鏈按反向平行反向平行方式方

8、式盤旋成盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)25353外側(cè)：外側(cè)： 脫氧核糖脫氧核糖和和磷酸磷酸交替排連接交替排連接 排列，構(gòu)成基本骨架；排列，構(gòu)成基本骨架；內(nèi)側(cè)：內(nèi)側(cè)：堿基堿基。DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)2 兩條鏈上的堿基通過兩條鏈上的堿基通過氫鍵氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對具有一定的規(guī)律。連接成堿基對，并且堿基配對具有一定的規(guī)律。A A一定一定與與T T配對，配對，G G一定與一定與C C配對。配對。堿基之間的這種配一一對應(yīng)的關(guān)系叫做堿基之間的這種配一一對應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補配對堿基互補配對。DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)2磷酸基團磷酸二酯鍵脫氧核糖含氮堿基1-C5-C 脫氧核糖

9、上與堿基相連的碳叫脫氧核糖上與堿基相連的碳叫1-C1-C，與磷酸基團相連的碳叫與磷酸基團相連的碳叫5-C 5-C 。 DNA DNA的一條單鏈具有兩個末端，一的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，這一端稱為端有一個游離的磷酸基團，這一端稱為5-5-端端，另一端有一個羥基（，另一端有一個羥基（-OH-OH），），稱為稱為3-3-端端。 DNA DNA的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的一端起始，的一端起始，一條單鏈是從一條單鏈是從5-5-端到端到3-3-端端，另一條單鏈則是從另一條單鏈則是從3-3-端到端到5-5-端端。DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)2探究實踐探究實踐1

10、1、DNADNA只含有只含有4 4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息？息？ DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基的排列順序卻是千變?nèi)f化的，堿基排列順序的千變?nèi)f化，使DNA儲存了大量的遺傳信息。2 2、為什么每個、為什么每個DNADNA模型都與眾不同，不同生物的模型都與眾不同，不同生物的DNADNA是否也不同？是否也不同？ 每個DNA模型中堿基的排列順序都是特定的，不同生物的DNA也不同體現(xiàn)了DNA的特異性。DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)2探究實踐探究實踐3 3、DNADNA是如何維持它的遺傳穩(wěn)定性的是如何維持它的遺傳穩(wěn)定性的? ?堿基對之間

11、的氫鍵維系DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)，保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。DNADNA的相關(guān)計算的相關(guān)計算32DNADNA的相關(guān)計算的相關(guān)計算3DNADNA的相關(guān)計算的相關(guān)計算3DNADNA的相關(guān)計算的相關(guān)計算3DNADNA的相關(guān)計算的相關(guān)計算3練習與應(yīng)用練習與應(yīng)用一、概念檢測一、概念檢測1. DNA兩條單鏈的堿基數(shù)量關(guān)系是構(gòu)建 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1) DNA兩條單鏈不僅堿基數(shù)量相等，而且都有A、T、G、C四種堿基。 ( )(2) 在DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)中，堿基的比例總是(A+G)/(T+C)=1。 ( )練習與應(yīng)用練習與應(yīng)用2.2.下面是下面是DNADNA的結(jié)構(gòu)模式圖，請寫出圖中的

12、結(jié)構(gòu)模式圖，請寫出圖中 的名稱。的名稱?！敬鸢浮堪奏?腺嘌呤 鳥嘌呤 胸腺嘧啶 脫氧核糖 磷酸 脫氧核苷酸 堿基對 氫鍵 一條脫氧核苷酸鏈的片段練習與應(yīng)用練習與應(yīng)用3. 3. 在含有在含有4 4種堿基的種堿基的DNADNA區(qū)段中，腺嘌呤有區(qū)段中，腺嘌呤有a a 個，占該區(qū)段全部堿基個，占該區(qū)段全部堿基的比例為的比例為b b，則，則 ( ) ( ) A. b0.5 B. b0.5 C. 胞嘧啶為a( 1/2b-1 )個 D. 胞嘧啶為b(1/2a-1)個4. 4. 一條一條DNADNA單鏈的序列是單鏈的序列是5-GATACC-35-GATACC-3，那么它的互補鏈的序列是，那么它的互補鏈的序列是( ( ） A. 5-CTATGG-3 B. 5-GATACC-3 C. 5-GGTATC-3 D. 5-CCATAG-3C CC C練習與應(yīng)用練習與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用二、拓展應(yīng)用堿基互