生物：32《DNA分子的结构》课件(新人教版-必修2)

1、新课标人教版课件系列?高中生物?必修2第二节?DNA分子的结构 ?第三章?基因的本质 ?教学目标 知识目标：1、概述DNA分子的结构的主要特点；2、制作DNA分子的双螺旋结构模型；3、讨论DNA双螺旋结构模型构建历程能力目标：1、制作DNA双螺旋结构模型，锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力；2、对科学探索基因的本质的过程进行分析和讨论，领悟假说演绎和模型方法在这些研究中的应用。情感目标： 1、认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用； 2、认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程教学重点：1、DNA分子结构的主要特点；2、制作DNA分子双螺旋结

2、构模型教学难点： DNA分子结构的主要特点。DNA化学组成 DNA全称叫脱氧核糖核酸，是主要的遗传物质。它的根本组成单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸脱氧核糖含氮碱基P鸟嘌呤G腺嘌呤A胞嘧啶C胸腺嘧啶T含氮碱基含氮碱基的种类DNA化学组成脱氧核苷酸的种类脱氧核糖含氮碱基P思考：脱氧核苷酸应该有几种？腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸ATCG面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森左和英国生物物理学家克里克右。DNA双螺旋结构模型的构建 富兰克林1920年生于伦敦，15岁就立志要当科学家，但父亲并不支持她这样做。她早年毕业于剑桥大学，专业是物理化学。194

3、5年，当获得博士学位之后，她前往法国学习X射线衍射技术。她深受法国同事的喜爱，有人评价她 “从来没有见到法语讲的这么好的外国人。1951年，她回到英国，在伦敦大学国王学院取得了一个职位 。 富兰克林在法国学习的X射线衍射技术在研究中派上了用场。 X射线是波长非常短的电磁波。医生通常用它来透视，而物理学家用它来分析晶体的结构。当X射线穿过晶体之后，会形成衍射图样一种特定的明暗交替的图形。不同的晶体产生不同的衍射图样，仔细分析这种图形人们就能知道组成晶体的原子是如何排列的。富兰克林精于此道，她成功的拍摄了DNA晶体的X射线衍射照片。富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片，这张照片正是发现DNA结

4、构的关键沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森DNA的空间结构图的上半局部是以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的照片。图的下半局部是DNA的人工模型。从图上可识别出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构DNA的结构模式图从图中可见DNA具有规那么的双螺旋空间结构放大DNA的空间结构AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原那么。ATGC氢键AAATTTGGGGCCC

5、ATC1DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。2DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成根本骨架；碱基在内侧。3两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原那么。DNA双螺旋结构的主要特点AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。 DNA分子的特异性就表达在特定的碱基对排列顺序中。DNA分子的结构小结化学组成：根本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含

6、氮碱基一分子脱氧核糖一分子磷酸空间结构规那么的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链碱基对氢键碱基互补配对原那么分子结构的多样性和特异性DNA 分 子 的 多 样 性1. DNA分子的双螺旋结构中，根本骨架是稳定 不变的，即：两条长链上的脱氧核糖与磷 酸交替排列的顺序是稳定不变的；2. 碱基对的排列顺序是无穷的； 比方：一般来说，一个DNA分子有 4,000400,00,000,000个核苷酸对，其排列 顺序的组合是几近无穷的.3. DNA分子的特异性。每个特定的DNA分子都 具有其特定的碱基对数量和排列顺序。DNA双螺旋结构特点总结1. 稳定性： 双螺旋结构；氢键联结2. 方向性： 极性反向平行；3.

7、 专一性：碱基互补配对；4. 多样性： 碱基对排列序列无穷；5. 特异性：特定DNA分子有特定 的碱基对数目和排列组合顺序12345678109GTCA1. 胞嘧啶2. 腺嘌呤3. 鸟嘌呤4. 胸腺嘧啶5. 脱氧核糖6. 磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对9. 氢键10. 一条脱氧核苷酸链的片段1下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中110的名称。 【课堂反响】21个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是 A4000个和900个 B4000个和l800个C8000个和1800个D8000个和3600个C3.

8、拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。A=T G=C A+G=T+C 也可以写成以下形式： 规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的 。A+G( )=T+C( )=50%A+G T+C =( ( )=( ） ( )=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+G )A+G恒等一半碱基计算的一般规律:DNA双链中，互补碱基的数量相等 (A=T 、C=G) ； DNA单链中，互补碱基的数量不一定相等 A T、C G 2. 双链DNA分子不互补碱基对的碱基之和的比值为1，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

9、 A+C/T+G=1 即 A+C = T+G A+G/T+C=1 即 A+G = T+C3. DNA分子其中一条链中的互补碱基对的碱基之和的比值与另一条互补链中以及双链DNA中该比值相等。 假设A1+ T1/G1+ C1= a 那么A2+ T2/G2 + C2= a A+ T/G + C= a 4. DNA分子一条链中的不互补碱基对的碱基之和的比值是另一条互补链中该比值的倒数。假设A1+ C1/G1+ T1 =a 那么A2+ C2/G2+ T2 = 1/a或A1+ G1/C1 + T1 =a 那么A2+ C2/G2+ T2 = 1/a练习： 1、 某双链DNA分子中，A+T/G+C那么它的C占

10、全部碱基的： A.20% B.25% C. 30% D.35%A 练 习2：3、测的DNA分子一条单链中A+T/G+C ，在整个DNA分子中这种比例是B 4、 根据碱基互补配对原则，且在数量上C=A，那么下列的四个式子中，正确的是 A.（C+T ） / （ G+A ） =1 B. （ A+C ） / （ T+G ）=1 C. （ G+C ） / （ A+T ） =1 D. （ T+A ） / （ C+G ） =1A5、假设DNA分子的一条链中(AT)/(CG)=a，那么和该DNA单链互补的单链片段中 (AT)/(CG)的比值为 Aa B1/a C1 D1-1/a6、一段多核苷酸链中的碱基组成为

11、：35的A、20的C、35的G、10的T。它是一段 A双链DNA B单链DNA C双链RNA D单链RNA AB7、 在双链DNA分子中，当(A+G)/(T +C)在一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4时，那么在另一互补链和整个DNA中，这种比例分别是 ，1 B. 1 ，1 ，18、由120个碱基对组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达 120 B. 1204 C. 460 D. 4120DDDNA 的 复 制课 前 提 问1. 2. DNA双螺旋结构的特点5个1. 稳定性： 双螺旋结构；氢键联结2. 方向性： 极性反向平行；3. 专一性：碱基互补配对

12、；4. 多样性： 碱基对排列序列无穷；5. 特异性：特定DNA分子有特定 的碱基对数目和排列组合顺序DNA 复 制 的 发 现： 沃森和克里克在提出DNA双螺旋结构之后，又提出了DNA复制的假说：DNA半保存复制模型； 1958年，米西尔森和斯坦尔采用含15N同位素的NH4Cl培养大肠杆菌，放在正常的培养液里繁殖，然后用梯度离心技术测定分裂时DNA复制时的密度变化，证实了DNA的半保存复制。DNA的半保存复制 是指在DNA解旋酶的作用下，以一个亲代DNA分子的两条链为模板，合成两个结构上完全相同的子代DNA分子的过程。复 制 时 间 体细胞有丝分裂的间期、有性生殖细胞减数分裂第一次分裂的间期。

13、复 制 过 程 1. 解 旋； DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使得DNA双链的氢键断裂，这样使得螺旋结构的DNA双链解开。 DNA分子的双链象拉链一样被拉开2. 复 制 以解开的每段DNA链母链为模板，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料，在相关酶的作用下，按照碱基互补配对原那么，合成与母链互补的子链。3. 分 配 复制出来的子代DNA分子，通过细胞的分裂，被分配到子代细胞中。DNA复制过程： 1. 破坏氢键，翻开DNA双链2. 游离核苷酸与母链碱基互补配对3. 配对的游离核苷酸联结为子链4. 子链与模板母链盘绕成双螺旋结构复制的特点：1. DNA分子是边解旋边复制的；多个位点

14、同时复制2. 半保存复制；复制的条件：1. 模板： 解旋的DNA分子； 原料： 细胞中游离的脱氧核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、聚合酶等可以进行人工模拟复制(PCR技术)复制的意义 通过DNA分子的复制，把亲代的遗传信息传给子代，从而使得前后代保持了一定的连续性。 复制的分子根底 1. DNA分子具有独特的双螺旋结构； 2. 连接两条链的碱基有互补配对能力。 在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为l4N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(I和II),用某种离

15、心方法别离得到的结果如右图所示。请分析:(1)由实验结果可以推测第一代(I)细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。(2)将第一代(I)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到的细菌的DNA用同样的方法别离。请参照上图,将DNA分子可能出现在试管中的位置在上图中标出。2. 一个噬菌体侵染细菌后，形成了200个子代噬菌体，子代DNA中含最初DNA链的DNA占 A. 1% B. 2% C. 25% D. 50%A4. 某双链DNA分子带有15N同位素标记，在试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续复制4代之后，试管中带有15N同位素标记的DNA占总量的 A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 100%A以下图是有关DNA复制的示意图，ABC表示大肠杆菌