人教版新教材《DNA的结构》教学1课件

1、第3章 基因的本质第2节 DNA的结构情景导引命运的螺旋DNA结构的发现是科学史上最具传奇性的“章节”之一。这项伟大发现的创立者沃森和克里克在当时没有最好的设备，甚至不具备很多的生物化学知识，但他们的伟大发现改变了自然科学和医学的发展，揭晓了分子生物学中最基本的奥秘。我们之所以记得他们，正如克里克所说：我们值得称赞的是我们选对了问题并坚持不懈地为之奋斗。为了找到黄金，我们一路跌跌撞撞，总是犯错误，这是真的，但事实是我们仍在一直寻找黄金。沃森、克里克对DNA这个分子很感兴趣。希望根据已知的化学知识，建立起它的实际结构。当时科学家莱文已经发现了DNA的组成单位核苷酸，是磷酸上接上一个脱氧核糖，后者

2、在接上四种含氮碱基（腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T之一）。鸟嘌呤G核苷酸藉由磷酸连接到下一个糖，再连接到下一个磷酸，就这样又一直连接下去。材料一：在20世纪40年代阿斯特伯里通过X射线结晶衍射图认为，DNA分子是多聚核苷酸分子的长链排列。在40年代末，威尔金斯的研究小组测定了DNA在较高温度下的X射线衍射，初步认识到DNA是一个螺旋形的结构。讨论：从材料获得什么结论？提出问题是：DNA由几条脱氧核苷酸链组成？化学家用X射线结晶衍射技术揭示蛋白质结构一、DNA分子双螺旋结构模型的构建材料二：1951年，沃森被DNA的X射线晶体衍射图分析报告吸引。他与克里克共同研究DNA的结构。虽然受到

3、自威尔金斯和弗兰克林的报告的启发，但是，DNA具体是一个什么样的螺旋结构，是双链、三链还是四链的，沃森和克里克心中并没有谱。在不得要领的情况下，沃森与克里克认为DNA的螺旋结构应该是三螺旋，并由此展开了“搭积木”游戏式的研究。最初，沃森与克里克千辛万苦地按照他们的理解把糖和磷酸置于中间，4种碱基位于外侧，搭出了DNA三螺旋的结构。他们认为，这个模型与威尔金斯和弗兰克林提供的X衍射图比较吻合。沃森和克里克将他们的最新重大成果给透露两位权威威尔金斯和弗兰克林，但是，在见到他们的所谓成果时，弗兰克林当头对这两位的成果泼了一盆凉水。弗兰克林一针见血地指出了这一成果的缺陷，这个模型过分模仿水分子，他们把

4、DNA的含水量少算了一半，于是第一次设立的模型宣告失败。也就是说，DNA的螺旋结构并不是三螺旋。 前面的科学家莱文提出了正确的核苷酸化学结构，但是，他提出DNA由四种核苷酸一组连接成DNA分子。即是固定的重复序列。如果如莱文所说，DNA是不会聪明到可以携带遗传信息的，而之前科学家艾弗里的论文已经证实DNA必定是聪明的。沃森克里克认为。核苷酸的次序有变化才有道理。这样才能携带遗传信息。 另外一个科学家，查伽夫认为DNA不会只是单纯的四核苷酸重复而已。如果莱文的四核苷酸理论是正确的话，则ATGC四种碱基在所有生物的DNA中含量相等才对，但实验说明，事实并非如此。查伽夫的碱基比例是沃森克里克解开DN

5、A结构的一项重要线索3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)材料三：在1953年2月14日，沃森和克里克看到一幅非常清晰的DNA晶体衍射照片。沃森不禁要叫出来：上帝！DNA链只能是双链的才会显示出这样漂亮而清晰的图！果然，在把磷酸和糖放在外侧，把碱基置于中间后，1953年2月28日沃森和克里克重新摆弄出了正确的DNA双螺旋结构。1953年4月25日自然杂志发表了沃森与克里克的DNA双螺旋结构假说的短文。沃森和克里克终于完成了一项具有划时代意义的伟大工作，1962年，沃森、克里克获得了

6、诺贝尔生理学或医学奖。从这X射线图案，推出DNA应该是双股的螺旋，磷酸在外，碱基在内。而且从富兰克林和威尔金斯测量的数值，知道了DNA基本的尺寸。螺旋上升的角度可以根据图案计算出来。3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)CTTGACAG5533ATCGATCGGGAA3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)DNA分子结构研究竞赛英国皇家学院美国加州理工大学英国剑桥大学威尔

7、金斯富兰克林 沃 森 克 里 克主要用模型建构法研究物质结构 主要用X射线衍射来研究DNA结构DNA分子X射线衍射图发现化学键的本质,发现蛋白质a螺旋 DNA分子双螺旋结构 兼 收 并 蓄博 采 众 长 鲍 林 1954年诺贝尔奖获得者3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)1.整个过程中涉及的科学家有哪些？（沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林、查哥夫。）科学研究需要科学家们的合作交流、相互借鉴2.在发现DNA结构的过程中涉及哪些学科? （生物、物理、化学等）科学研究需要学科之间的交叉

8、、渗透3.DNA分子结构模型的构建是一蹴而就吗？（不是，经历了构建被否定重建的反复过程）科学研究是在不断探索、修正和完善中得以实现的从这个过程中你体会到了什么？3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)思考与讨论1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？二、DNA分子结构3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.

9、2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)（1）DNA由 两 条链组成，这两条链按 反向平行方 式盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；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则。3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张

10、PPT)AGCT氢键ATGC碱基对思考：在一个DNA分子中，哪些碱基比例较高，则该DNA分子就比较稳定？ 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则。3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)AAATTTGGGGCCCATC结构中的哪个结构是稳定不变的?哪个结构是千变万化的？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。（储存遗传信息）？3.2 DNA的结构 人教

11、版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)DNA分子的特性(3)特异性:每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。(1)稳定性:DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。碱基对的长度和间距固定。(2)多样性:碱基数量的不同，碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)三、制作DNA双螺旋结构模型3.2 DNA的结构

12、人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)材料用具:自选（纸片、塑料片、橡皮泥等） 其中球形材料 (代表_)若干，五边形材料(代表_)若干，4种不同颜色的长方形材料(代表种不同_)若干，连接材料（订书钉、曲别针等）。磷酸脱氧核糖碱基3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)模型展示3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中

13、生物必修二课件(共28张PPT)2、某同学制作的DNA双螺旋结构模型中，在一条链中所用碱基模块ACTG为1234，则该模型中上述碱基模块的比应为（ ）A.1234 B.3412C.1111 D.23231、某同学在制作DNA双螺旋结构模型的实验中，按要求制作含20个碱基对的DNA片段。那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次为（ ） A.20、20、20 B.30、30、30 C.40、40、40 D.20、30、40 练一练3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3、

14、从某生物中提取的一个核酸分子，经分析A占a%，G占b%，且ab50，C占20%，腺嘌呤共有150个，鸟嘌呤共有225个，则该生物一定不是() AT2噬菌体 B酵母菌C烟草花叶病毒 D蓝细菌A3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)4、从某生物中提取出DNA进行化学分析,发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链互补的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的比例为()A.26% B.24%C.14% D.11%A3.2 DNA

15、的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)5、下列对双链DNA分子的叙述,不正确的是 ()A.若一条链中G的数目为C的2倍,则另一条链G的数目为C的1/2B.若一条链中A和T的数目相等,则另一条链A和T 的数目也相等C.若一条链的ATGC=1234,则另一条链相应碱基比为2143D.若一条链的GT=12,另一条链的 CA=21D3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)3.2 DNA的结构 人教版（2019）高中生物必修二课件(共28张PPT)用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如下表所示,下列说法错误的是()卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A.表中最多有4个脱氧核苷酸对B.表中最多可构建44种不同碱基序列的DNAC.DNA中并不是每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连D.表中构成的双链DNA片段最多有10个氢键制作DNA双螺旋结构模型B