3.2 DNA的结构课件高一下学期生物人教版必修2

结构功能1.为什么通过DNA比对技术就能找到犯罪嫌疑人？DNA多样性特异性DNA比对技术是一种在生物学和生物信息学领域中常用的技术，它可以用比较两个或多个DNA序列的相似性和差异性。讨论：问题探讨以

DNA

双螺旋结构进行衍生设计瑞典马尔默旋转塔

高190米/54层巴拿马螺丝塔

高243米莫斯科进化大厦

高度255米沙特吉达钻石塔

高432米北京中关村的“生命”雕塑

“生命”双螺旋雕塑象征中关村人生生不息的创新精神。更多以DNA结构进行设计的建筑都成为了当地的地标性建筑。然而DNA双螺旋结构的发现更是具有里程碑意义。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。3.2DNA的结构课标要求素养目标1.物质组成：概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成的。2.空间结构：通常由两条碱基互补配对的反向平行长链盘旋成双螺旋结构。3.遗传信息：理解碱基的排列顺序编码了遗传信息1.生命观念：理解DNA双螺旋结构的生物学意义，认识结构与功能相适应的生命观念；理解DNA的多样性、特异性和稳定性在遗传中的重要作用。2.科学思维：通过分析DNA结构发现的科学史，培养科学推理和逻辑思维能力；能够运用碱基互补配对原则进行相关计算。3.科学探究：能够参与DNA模型构建活动，体验科学家的探究过程；能够分析不同科学家的贡献，理解科学探究的协作性。4.社会责任:认识DNA结构发现对生命科学发展的重大意义；理解DNA指纹技术在刑侦、亲子鉴定等领域的应用价值。难点重点学习目标1DNA双螺旋结构模型的构建目录content2DNA的结构3DNA分子中碱基数目的相关计算规律4制作DNA双螺旋模型DNA是遗传物质DNA的结构？结构决定功能在确信DNA是生物体的遗传物质之后，人们更迫切的想知道：DNA是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？

要回答这些问题，首先需要弄清楚DNA的结构。OPCH2

OHOOHHOHHHHH碱基

磷酸

a.DNA的基本单位：脱氧（核糖）核苷酸c.脱氧核苷酸的组成b.元素组成：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d.含氮碱基1.知识回顾：f.脱氧核苷酸的种类OPCH2

OHOOHHOHHHHHA磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHT磷酸

腺嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸f.脱氧核苷酸的种类OPCH2

OHOOHHOHHHHHC磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHG磷酸

胞嘧啶脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸PA脱氧核糖PT脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖磷酸二酯键DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。对DNA的空间结构一无所知合作探究：请同学们自主阅读教材P48-50，梳理下列问题，并做相应勾画标注。1.归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家？2.4种脱氧核苷酸是如何连接形成DNA的？3.DNA由几条链组成？具有怎样的立体结构？4.DNA基本骨架由哪些物质构成？它们分别位于DNA什么部位？5.DNA中碱基如何配对？它们位于DNA什么部位？20世纪初1951-195219521951年1.DNA的结构单位：四种脱氧核苷酸科赛尔、琼斯、列文3.沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构，尝试建构模型：双螺旋、三螺旋→失败（配对违反化学规律）物理模型X射线衍射技术2.威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱4.查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C）1.建立过程：5.DNA双螺旋结构1953年，沃森和克里克撰写的论文在英国杂志《自然》上发表，引起极大的轰动。1962，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。1.建立过程：富兰克林于1958年因卵巢癌去世，无缘诺贝尔奖2.思考·讨论1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。（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？DNA是由两条链构成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA外侧DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对，它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定的规律：A与T配对；G与C配对。2.思考·讨论2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？★要善于利用他人的研究成果和经验；★要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；★研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。3.意义：①DNA双螺旋结构学说不但阐明了DNA的基本结构，并且对一个DNA分子如何复制成两个结构相同的DNA分子，以及DNA怎么传递生物体的遗传信息进行了合理说明。②是生物科学中具有革命性的发现，是20世纪最重要的发现之一。是分子生物学诞生的标志。1.某同学计划制作一DNA片段模型，现准备了若干不同类型塑料片，如表所示。若想充分利用现有材料，那么还需准备脱氧核糖的塑料片数目是（）塑料片类型碱基G碱基C碱基A碱基T磷酸数量(个)1016161052A.32 B.40 C.26 D.52B1.结构特点：空间结构(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构平面结构ATATTAGGGCCATC游离的磷酸基团，称作5’-端羟基(-OH)，称作3’-端3′5′5′3′空间结构平面结构ATATTAGGGCCATC1.结构特点：O(脱氧核糖上与碱基相连的碳为1’-C，与磷酸集团相连的碳为5’-C)(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧(构成遗传信息)空间结构平面结构ATATTAGGGCCATC1.结构特点：(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且A一定与T配对、G一定与C配对。碱基间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则氢键易错警示:DNA分子的一条单链中,相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”相连,相邻核苷酸通过磷酸二酯键相连;两条互补链中配对的碱基通过氢键相连腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）氢键越多，结构越稳定，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定(4)总结：(54321)氢键ATATTAGGGCCATC碱基对五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、T、C、G三种物质：两条长链：一种螺旋：规则的双螺旋结构磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链氢键关系:A=TG≡C(1)DNA分子中数量关系：脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，四者之间的数量关系为1∶1∶1：1。双链DNA分子中，含____个游离的磷酸基团。双链DNA分子中，每个脱氧核糖连接______个磷酸基团。双链DNA分子中，每个磷酸基团连接______个脱氧核糖。A和T之间____个氢键；G和C之间____个氢键。因此，_______比例越大的DNA的分子，其稳定性和耐热性越高。21或21或223G和CDNA分子结构的信息解读(4)DNA分子中的位置关系：在双链DNA分子中，两条链之间的相邻碱基，靠_______相连；

一条链中的相邻碱基，靠__________________________________相连；(2)DNA分子水解情况：①DNA初步水解产物：②DNA彻底水解产物：(3)DNA分子中两种化学键：①氢键：碱基对之间的化学键。②磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学键。氢键脱氧核糖——磷酸——脱氧核糖DNA分子结构的信息解读脱氧核苷酸(4种)；磷酸、脱氧核糖和含氮碱基下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。12345678910胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脱氧核糖磷酸（基团）胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段

课本P52练习与应用第2题2.有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成是（）A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶

B．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶

C．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶

D．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶C3.下图为如某中学同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段，下列为几位同学对此图的评价，正确的是（

）

A．甲同学：“物质组成和结构上没有错误”B．乙同学：“有两处错误，其中U应改为T”C．丙同学：“如果他画的是RNA双链，则该图应是正确的”D．丁同学：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”【答案】D2.分子特性：外侧脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，内侧两条链间碱基互补配对的方式不变DNA分子中的碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序(4n)的千变万化，构成了DNA的多样性→遗传信息的多样性→生物多样性每种DNA分子有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序①稳定性②多样性③特异性1.氢键数目已知：A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键。例1：一个DNA分子有100个碱基对，其中A=24个，该DNA分子中含有_____个氢键。10个碱基对共有200个碱基A=24DNA分子中含有氢键数=24X2+76X3=276G+C=152A+T=48T=A=24G=C=76根据碱基互补配对原则即：双链中A＝

，G＝

，A＋G＝

＝

＝

＝T＋C。(1)A1＋A2＝_______；G1＋G2＝_______。TCT＋CA＋CT＋G【规律1】双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知:A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。T1＋T2C1＋C22.碱基的数量关系例2：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占_______。由题意可知，在双链DNA中，A+G=50%A=18%G=50%-A=32%2.碱基的数量关系【规律1】双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。(2)A1＋T1＝_______；G1＋C1＝_______。【规律2】互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。T2＋A2C2＋G2设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知:A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。2.碱基的数量关系例3：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____。由题可知，双链DNA:A

+T=44%双链DNA：G+C=56%在1条链中:G+C=56%在1条链中G=21%在1条链中C=56%-G=35%在另一链中G=C=35%2.碱基的数量关系【规律2】互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。(1)A1＋G1＝_______；T1+C1＝_______。【规律3】非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。A1+G1T1+C1=b若A2+G2T2+C2=？A+GT+C=？1/b1➡️设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知:A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。T2＋C2A2+G22.碱基的数量关系例4：DNA的一个单链中（A+C）/（G+T）=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是_____、_____。由题可知，在DNA的一个单链中（A+C）/（G+T）=0.4在DNA的另一个单链中（A+C）/（G+T）=2.5在DNA的双链中（A+C）/（G+T）=12.碱基的数量关系【规律3】非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。规律4：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。已知：N1=N2=1/2N2.碱基的数量关系1.搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，是占DNA分子一条链上碱基的比例。3.根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。2.画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。归纳：巧解DNA分子中有关碱基比例计算—“三步曲”1．若DNA分子中一条链的碱基A:C:T:G=1:2:3:4，则另一条链上A:C:T:G的值为（

）A．3:4:1:2 B．1:2:3:4 C．4:3:2:1 D．1:3:2:4【答案】A2.在一个双链DNA分子中，含有30%的T（胸腺嘧啶），那么C（胞嘧啶）的含量应是（）A．70% B．30% C．20% D．10%【答案】C3：在双链DNA分子中，G和C之和占全部碱基的48%，其中一条链的A占该链碱基总数的24%，则另一条链中的A占该链碱基总数的百分比为（）A、24%B、26%C、28%D、76%C4：在双链DNA分子中，A与T之和占全部碱基总数的42%，若其中一条链的C占该链碱基总数的24%，T占30