DNA的結(jié)構(gòu)【備課一點(diǎn)通】高一生物下學(xué)期特色課件（人教版2019必修2）

第3章基因的本質(zhì)第2節(jié)

DNA的結(jié)構(gòu)

坐落于北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑,以它簡潔而獨(dú)特的雙螺旋造型吸引著過往行人。你知道為什么將它作為高科技的標(biāo)志嗎?

問題探討DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著生物學(xué)的研究進(jìn)入分子水平，具有里程碑式的意義。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)最為重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，和相對(duì)論、量子力學(xué)一起被譽(yù)為20世紀(jì)最重要三大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)功能

在確信DNA是遺傳物質(zhì)之后，人們更迫切的想知道：DNA是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的？又是怎樣決定生物性狀的？

答案就隱藏在DNA的結(jié)構(gòu)中01DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建回顧對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)OPCH2

OHOOHHOHHHHH堿基

磷酸

1.DNA的基本單位：脫氧核苷酸3.核苷酸的組成2.元素組成：一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基C、H、O、N、PA腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶4.含氮堿基OPCH2

OHOOHHOHHHHHA磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHC磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHT磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHG磷酸

腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸1.建立者：沃森和克里克克里克:物理學(xué)家,對(duì)X射線晶體衍射圖譜的分析十分熟悉。能夠幫助沃森理解晶體學(xué)原理。沃森:生物學(xué)家，可以幫助克里克理解生物學(xué)的內(nèi)容。晚年沃森和克里克在雙螺旋結(jié)構(gòu)模型前的最后一次合影一、DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建閱讀教材48頁，思考沃森和克里克在構(gòu)建DNA模型過程中，借助了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？20世紀(jì)初1951-19521951年DNA的結(jié)構(gòu)單位:四種脫氧核苷酸

沃森和克里克推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，嘗試建構(gòu)模型：雙螺旋、三螺旋→失?。ㄅ鋵?duì)違反化學(xué)規(guī)律）物理模型X射線衍射技術(shù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜（X說明DNA是螺旋的）

沃森與克里克推算出三股螺旋的DNA結(jié)構(gòu)（磷酸排在內(nèi)側(cè)，含氮堿基排在外側(cè)）。他們邀請(qǐng)威爾金斯和富蘭克林觀看，被兩人評(píng)價(jià)為“一無是處”二戰(zhàn)后，科學(xué)家利用電子顯微鏡測(cè)定了DNA分子的直徑約為2nm。相鄰兩核苷酸間距相等，并得出DNA是雙鏈的結(jié)論。脫氧核糖和磷酸交替排列在內(nèi)側(cè)，堿基排在外側(cè)CATCGC ATCGCA后來發(fā)現(xiàn)磷酸與脫氧核糖親水，堿基疏水，大家有何聯(lián)想？堿基外側(cè)排列模型磷酸-脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基在內(nèi)的雙螺旋結(jié)構(gòu)ATCGATCGGGAA堿基同型配對(duì)，即A與A，T與T，C與C，G與G配對(duì)×配對(duì)違反了化學(xué)規(guī)律20世紀(jì)初1951-19521952年1951年DNA的結(jié)構(gòu)單位:四種脫氧核苷酸

沃森和克里克推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，嘗試建構(gòu)模型：雙螺旋、三螺旋→失?。ㄅ鋵?duì)違反化學(xué)規(guī)律）物理模型X射線衍射技術(shù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）沃森和克里克構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型：脫氧核糖-磷酸骨架排列在外側(cè)，堿基在內(nèi)側(cè)，A和T配對(duì)，G和C配對(duì)。具有相同的形狀和直徑！富蘭克林和威爾金斯給DNA拍了多張Ｘ射線衍射圖譜，他們發(fā)現(xiàn)DNA翻轉(zhuǎn)180°后的圖譜與未翻轉(zhuǎn)的一模一樣。沃森與克里克認(rèn)為：DNA兩條鏈?zhǔn)欠聪蚺帕械摹?0世紀(jì)初1951-19521952年1951年DNA的結(jié)構(gòu)單位:四種脫氧核苷酸

雙螺旋、三螺旋→失?。ㄅ鋵?duì)違反化學(xué)規(guī)律）物理模型X射線衍射技術(shù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）（X說明DNA是螺旋的）沃森和克里克?核酸的分子結(jié)構(gòu)——脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型?1953年1962年，沃森、克里克和威爾金斯三人因這一研究成果共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。威爾金斯克里克沃森諾貝爾獎(jiǎng)討論.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你那些啟示？③研究小組成員在知識(shí)背景上最好是互補(bǔ)的，對(duì)所從事的研究要有興趣和激情等。①要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；②要善于與他人交流、合作，閃光的思想是在交流與碰撞中獲得的；思考?討論：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建討論.請(qǐng)你根據(jù)資料回答有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)方面的問題。（1）DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？（2)DNA的基本骨架是由那些物質(zhì)組成的？他們分別位于DNA的什么部位？兩條鏈構(gòu)成，按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)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)思考?討論：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建（3）DNA中的堿基是如何配對(duì)的？它們位于DNA的什么部位？DNA中的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)。它們位于DNA的內(nèi)側(cè)。堿基配對(duì)有一定規(guī)律：A一定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)。02DNA的結(jié)構(gòu)（1）DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。立體結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)

脫氧核糖上與堿基相連的碳叫1’-C，

與磷酸基團(tuán)相連的碳叫5’-C。反向平行DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，磷酸基團(tuán)端稱作5’-端。羥基(-OH)端稱作3’-端。DNA的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的一端起始，一條單鏈?zhǔn)菑?’-端到3’-端，另一條單鏈則是從3’-端到5’-端。OCH2OHH磷酸基團(tuán)堿基3′2′HH1′4′5′HH（2）DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。堿基排列在內(nèi)側(cè)。磷酸二酯鍵（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)具有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤)與T(胸腺嘧啶)配對(duì)；G(鳥嘌呤)與C(胞嘧啶)配對(duì)。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則更穩(wěn)定一個(gè)DNA片段有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。一條脫氧核苷酸鏈中相鄰脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵相連X2√DNA分子的一條單鏈中，相鄰堿基通過氫鍵相連。X

DNA分子的一條單鏈中，相鄰堿基通過“脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖”相連。雙鏈DNA分子中，相鄰堿基通過氫鍵相連。根據(jù)圖中左邊鏈的序列：5’-TGCAGTC-3‘，寫出互補(bǔ)鏈的序列。

3’-ACGTCAG-5’123456789101、下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1—10的名稱。胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對(duì)氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段5612345678109GTCA探究?實(shí)踐：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型某同學(xué)想制作一段具有10對(duì)堿基對(duì)的DNA片段模型，他在準(zhǔn)備材料時(shí)至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片幾個(gè)？(2)代表四種堿基的長方形塑料片幾個(gè)？(3)代表脫氧核糖的五邊形塑料片幾個(gè)？(4)可組裝出幾種該DNA片段模型？202020410制作脫氧核苷酸探究?實(shí)踐：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型6種：磷酸、脫氧核糖、4種堿基磷酸脫氧核糖四種堿基準(zhǔn)備材料：

在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)。該DNA分子的堿基排列方式有多少種可能？44000種

在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，假如其中腺嘌呤有500個(gè)。該DNA分子的堿基排列方式還是44000種可能嗎？小于44000種①穩(wěn)定性磷酸與脫氧核糖交替連接方式不變兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)方式不變②特異性每個(gè)DNA分子的特定堿基排列順序，蘊(yùn)藏著特定的遺傳信息①多樣性不同DNA分子，所含堿基對(duì)的數(shù)量不同、排列順序也千變?nèi)f化03有關(guān)DNA中的堿基計(jì)算規(guī)律①在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同，即A＋G＝T＋C。DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律A=TC=GA+G=T+C或A+C=T+GDNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律②互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同若

，，則

，G1＋C1A1＋T1＝mG2＋C2A2＋T2＝mG＋CA＋T＝m③非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，在整個(gè)DNA分子中為1若,,則

，T2＋C2A2＋G2＝1aT

＋CA＋G＝1T1＋C1A1＋G1＝aDNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律例:若一個(gè)雙鏈DNA分子的G占整個(gè)DNA分子堿基的27%，并測(cè)得DNA分子一條鏈上的A占這個(gè)鏈堿基的18%，則另一條鏈上的A的比例是(

)A．9%

B．27%C