【課件】DNA的結(jié)構(gòu)課件-2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

基因的本質(zhì)第3章第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)本節(jié)聚焦沃森和克里克是怎樣揭示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的？這一研究過程給我們哪些啟示？DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)有哪些主要特點?坐落于北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕像，它作為高科技的標(biāo)志。

那么DNA分子的空間結(jié)構(gòu)具體是什么樣子的呢？問題探討英格蘭:

生命中心新加坡:螺旋橋橋兩頭連接碼頭中心和濱南，橋身由一種方向相反的雙螺旋結(jié)構(gòu)支撐，事實上，這與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)如出一轍。設(shè)計者將這條巨型DNA鏈內(nèi)部置有彩燈，彩燈呈現(xiàn)出不同的字母形狀，分別為C、G、A和T新西蘭:莫里斯?威爾金斯紀(jì)念碑俄羅斯:實驗鼠紀(jì)念碑俄羅斯新西伯利亞細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)研究所為紀(jì)念生物學(xué)研究的無名英雄——實驗鼠，建立一個紀(jì)念碑。該雕塑由藝術(shù)家AndrewKharkevich設(shè)計而成，描繪了一只鼠科學(xué)家正在編織一個DNA鏈。一

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

發(fā)現(xiàn)核酸早在1868年，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了核酸。在德國化學(xué)家霍佩·賽勒的實驗室里，有一個瑞士籍的研究生名叫米歇爾，他對實驗室附近的一家醫(yī)院扔出的帶膿血的繃帶很感興趣，因為他知道膿血是那些為了保衛(wèi)人體健康，與病菌“作戰(zhàn)”而戰(zhàn)死的白細(xì)胞和被殺死的人體細(xì)胞的“遺體”。于是他細(xì)心地把繃帶上的膿血收集起來，并用胃蛋白酶進行分解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞遺體的大部分被分解了，但對細(xì)胞核不起作用。他進一步對細(xì)胞核內(nèi)物質(zhì)進行分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核中含有一種富含磷和氮的物質(zhì)?；襞濉べ惱沼媒湍缸鰧嶒灒C明米歇爾對細(xì)胞核內(nèi)物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)是正確的。于是他便給這種從細(xì)胞核中分離出來的物質(zhì)取名為

“核素”，后來人們發(fā)現(xiàn)它呈酸性，因此改叫“核酸”。從此人們對核酸進行了一系列卓有成效的研究。弄清了核酸的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)20世紀(jì)初，德國科賽爾和他的兩個學(xué)生瓊斯和列文的研究，弄清了核酸的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)，認(rèn)為它是由許多核苷酸組成的大分子。核苷酸是由堿基、五碳糖和磷酸構(gòu)成的。其中堿基有4種（腺瞟呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶），核糖有兩種（核糖、脫氧核糖），因此把核酸分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）。DNA全稱是

；DNA的基本組成元素是

；組成DNA的基本單位是

。1、DNA的化學(xué)組成脫氧核糖核酸C、H、O、N、P脫氧核苷酸復(fù)習(xí)提問2、脫氧核苷酸的組成成分及種類一、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的探索歷程威爾金斯富蘭克林表明DNA分子呈________螺旋結(jié)構(gòu)資料1：1951年，英國科學(xué)家(威爾金斯和富蘭克林)提供了DNA的X射線衍射圖譜一、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的探索歷程查哥夫資料2：1952年，奧地利生物化學(xué)家查哥夫研究

腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量

即(A=T)鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量

即(G=C)一、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的探索歷程沃森和克里克資料3：1953年，美國的沃森和英國的克里克

，在《自然》雜志上發(fā)表了論文《核酸的分子結(jié)構(gòu)——脫氧核糖核酸的一個結(jié)構(gòu)模型》，引起極大的轟動。DNA是由兩條鏈構(gòu)成的。這兩條鏈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)。DNA中的堿基通過氫鍵連接成堿基對，它們位于DNA的內(nèi)側(cè)。堿基配對有一定的規(guī)律：A與T配對；G與C配對。1、請你根據(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的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于DNA的什么部位呢？（3）DNA中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？思考討論★要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗；★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；★研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對所從事的研究要有興趣和激情等。2、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哪些啟示？二、DNA的結(jié)構(gòu)（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（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)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基互補配對原則。PA脫氧核糖PT脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖磷酸二酯鍵脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1’-C；與磷酸基團相連的碳叫作5’-C。DNA的一條單鏈具有兩個末端：一端有一個游離的磷酸基團，這一端稱作5’-端；另一端有一個羥基，稱作3’-端。5’3’3’5’小結(jié)氫鍵ATATTAGGGCCATC堿基對五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、T、C、G三種物質(zhì)：兩條長鏈：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈氫鍵關(guān)系:A=TG≡C123456789101.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氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段56隨堂檢測12345678109GTCA2．(不定項）有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，錯誤的是()A.雙鏈DNA分子中含有兩個游離的磷酸基團B.DNA的一條單鏈上相鄰的堿基之間通過氫鍵連接C.嘌呤堿基與嘧啶堿基的結(jié)合保證了DNA分子空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定D.DNA分子兩條鏈同向平行BD17隨堂檢測堿基對的排列順序的千變?nèi)f化。在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，堿基對有：A—T、T—A、G—C、C—G。請同學(xué)們計算DNA分子有多少種？44000

種2.特異性：堿基對的特定排列順序。3.穩(wěn)定性：具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1.多樣性：三、DNA的結(jié)構(gòu)特性四、堿基互補配對原則的應(yīng)用例題1、A與T之間有

個氫鍵，G與C之間有

個氫鍵。若堿基對數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為

；若已知G有m個，則氫鍵數(shù)為

。233n－m2n+m設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。則在DNA雙鏈中：A=T，G=C可引申為：①嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)

A+G=T+C即A+G/T+C=1②雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==例題2、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？A=50%–23%=27%四、堿基互補配對原則的應(yīng)用A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈③雙鏈DNA分子中，互補的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/aA1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=

例題3、在DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少？2.5,1四、堿基互補配對原則的應(yīng)用A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈④雙鏈DNA分子中，A+T占整個DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈A+T是整個DNA分子A+T的一半。A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2

+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2+T2例題4、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%（G+C）12G1+C1G2+C2==四、堿基互補配對原則的應(yīng)用1.若一個DNA分子鳥嘌呤占18%，那么這個DNA分子的腺嘌呤比例是

。2.若DNA分子中含有堿基1200個，其中腺嘌呤有280個，那么胞嘧啶的數(shù)量有

。32%320隨堂檢測3.在一個雙鏈DNA分子中，含有20%的胸腺嘧啶。已知一條鏈中的胞嘧啶占該鏈的20%，則另一條鏈中的胞嘧啶占該鏈的多少？4.如果一個DNA