【公开课课件】DNA的结构课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗？DNA双螺旋结构的发现，标志着生物学的研究进入分子水平，具有里程碑式的意义。DNA雕塑DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。问题探讨一、DNA双螺旋结构模型的构建资料1：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。

（1）当时科学界对DNA的认识1.模型的构建过程…PAPTPGPCPGPC磷酸脱氧核糖含氮碱基AGCTDNA的中文全称：_________________DNA的组成元素：_________________脱氧核糖核酸C、H、O、N、P一、DNA双螺旋结构模型的构建资料2：1951年，英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林展示了DNA的X射线的衍射图谱1951年威尔金斯在一场关于DNA演讲上展示了两张用X射线做的DNA衍射照片。威尔金斯现象：DNA呈现“X”形推断：DNA分子式螺旋的一、DNA双螺旋结构模型的构建资料2：1951年，英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林展示了DNA的X射线的衍射图谱1951年富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。这是解开DNA结构的重要线索。富兰克林内侧外侧一、DNA双螺旋结构模型的构建1951年沃森与克里克推算出三股螺旋的DNA结构（磷酸排在内侧，含氮碱基排在外侧）。他们邀请威尔金斯和富兰克林观看，被两人评价为“一无是处”，并告知他们含氮碱基应该排列在内侧。沃森和克里克默默地记录下了这个关键信息。一、DNA双螺旋结构模型的构建资料3：二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。相邻两核苷酸间距相等，并得出DNA是双链的结论。DNA由两条链组成，且两条链相互平行。一、DNA双螺旋结构模型的构建1952年查加夫腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）资料4：1952年，奥地利生物化学家查加夫来到沃森和克里克的实验室，两人得到了一个关键信息：，在DNA分子中，腺嘌呤(A)的总量总是等于胸腺嘧啶(T)，鸟嘌呤(G)总是等于胞嘧啶（C）。一、DNA双螺旋结构模型的构建1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在英国《自然》杂志上。1962年，沃森、克里克和威尔金斯获诺贝尔奖。左一：威尔金斯左三：克里克左五：沃森二、DNA的结构脱氧核苷酸一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基C、H、O、N、PA腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶DNA的基本单位：DNA元素组成：核苷酸的组成：含氮碱基脱氧核糖CCC脱氧核苷酸CC二、DNA的结构反向平行3'5'GAGGCCCTATCCTGGAG5'3'一个羟基(—OH)，称作3′-端游离的磷酸基团，称作5′-端二、DNA的结构对DNA结构特点，我们从三个关键词来分析：两条单链反向平行双螺旋结构链数：方向：结构：OCH2OHH磷酸基团碱基3′2′HH1′4′5′HH3′5′5′3′二、DNA的结构脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架碱基外侧：内侧：3′5′5′3′二、DNA的结构化学键：（2根氢键）3′5′5′3′氢键ATGC（3根氢键）碱基互补配对原则联系：核苷酸之间连接的化学键是？G与C越多，DNA的热稳定性越大二、DNA的结构核苷酸连接而成的长链3,5磷酸二酯键联系：核苷酸之间连接的化学键是？3',5'-磷酸二酯键二、DNA的结构（1）DNA是由

条单链按_________方式盘旋成_______结构反向平行双螺旋25’3’5’3’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)碱基互补配对原则

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TC碱基互补配对原则碱基对三、DNA的结构特性5’3’5’3’⑴两条链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。⑵外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架；⑶内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则。2.特异性：每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。1.稳定性：三、DNA的结构特性5’3’5’3’脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？44000种类数目3.多样性：四、DNA分子中有关碱基数量的计算DNA中碱基数量的计算问题：关键在于正确理解并表示题中所给的信息DNA双链信息：A=TG=CDNA1：A1T1G1C1DNA2：A2T2G2C2单双链信息如何转化：汉水丑生侯伟作品A+TA+T+G+CA1+T1A1+T1+G1+C1A2+T2A2+T2+G2+C2==G+CA+T+G+CG1+C1A1+T1+G1+C1G2+C2A2+T2+G2+C2==A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链其他公式能推即可四、DNA分子中有关碱基数量的计算(1)在DNA双链中，任意两个不互补碱基和的比例_______，并为碱基总数的_____（教材P52概念检测(2)）。恒等50%在双链DNA分子中：∵A=TG=C即A+G=T+C=A+C=T+G∴A+G=?+?

=A+C=?+?

T+C

T+GA+GA+G+T+C=50%=T+CA+G+T+C

1.某生物细胞DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么,胞嘧啶的分子数占（）

A.11%

B.22%

C.28%

D.44%【针对性练习1】2.某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？C27%四、DNA分子中有关碱基数量的计算(2)在双链DNA中，互补的两个碱基之和占全部碱基的比等于在任何一条单链中，这两个碱基之和占单链全部碱基数的比。

某DNA中A+T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是（）

A.35%B.29%C.28%D.21%【针对性练习2】A2+C2+G2+T2=A+C+G+TT1T2G2A2C2A1C1G12链1链A1+T1A1+C1+G1+T1T2+A2=A1+T1+T2+A2A1+C1+G1+T1+A2+C2+G2+T2=T+A

双链碱基数单链碱基数单链碱基数双链碱基数A四、DNA分子中有关碱基数量的计算(3)双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。【针对性练习3】简记为:补则等C2+G2=C+GT1T2G2A2C2A1C1G12链1链T1A1+T1C1+G1T2+A2=T+A0.4若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？0.4四、DNA分子中有关碱基数量的计算(4)双链DNA中，两条链间的非互补碱基和之比互为倒数。且在整个DNA分子中，该比值为1。【针对性练习4】简记为:补则等T2G2A2C2A1C1G12链1链T1A1+G1T1+C1在一条链中，=mA1+G1T1+C1则，=m=T2+C2A2+G2A2+G2T2+C2在互补链中，=1/m某DNA双链中，一条链中

，则互补链中的比值是

一条链中

，则互补链中的比值是=A+T

C+G0.4=A+C

T+G0.40.42.5四、DNA分子中有关碱基数量的计算【巩固练习】1.某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____2.一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基