高中生物必修二DNA分子結(jié)構(gòu)

關(guān)于高中生物必修二DNA分子結(jié)構(gòu)第一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四第二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四第三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四第三章基因本質(zhì)第2節(jié)DNA分子結(jié)構(gòu)開課人：莊學(xué)銘第四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四【知識目標(biāo)】1.說出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)歷程。2.概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。3.制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。4.對DNA分子中的堿基數(shù)量和比例進(jìn)行推算?！灸芰δ繕?biāo)】通過“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和空間思維能力。以教材中的資料為內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生搜索、處理信息的能力【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

通過討論DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程，體驗(yàn)多學(xué)科知識的綜合運(yùn)用，認(rèn)同交流與合作在科學(xué)研究中的重要意義，并培養(yǎng)學(xué)生用于探索，嚴(yán)謹(jǐn)論證的科學(xué)態(tài)度和鉆研精神。第五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四重點(diǎn)：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型二、學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：難點(diǎn)：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)對DNA分子中的堿基數(shù)量和比例進(jìn)行推算。第六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四威爾金斯克里克沃森富蘭克林英國分子生物學(xué)家英國物理學(xué)家美國生物學(xué)家英國物理化學(xué)家第七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四

接下來，讓這些科學(xué)家們“帶領(lǐng)”我們一起來建構(gòu)DNA結(jié)構(gòu)吧！第八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四以小組為單位，合作制作出一個(gè)至少含有8個(gè)基本單位的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。模型制作第九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四請分享小組合作制作的過程或分享制作過程中遇到的困難以及如何解決的。作品展示與交流第十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四AGCT腺嘌呤脫氧核糖核苷酸鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸胞嘧啶脫氧核糖核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸脫氧核苷酸的種類第十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四DNA模型建構(gòu)代表磷酸D代表脫氧核糖代表4種堿基代表連接各組分的化學(xué)鍵【模型建構(gòu)1】:脫氧核苷酸P第十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四OHPOOHO=OPOOHO=HHOH2OOHH磷酸二酯鍵脫氧核苷酸如何形成脫氧核苷酸鏈H1235413245第十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四【模型建構(gòu)2】

一條脫氧核苷酸鏈…DNA模型建構(gòu)第十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四比較各自制作的脫氧核苷酸鏈的模型，長鏈中堿基的排列順序有什么差異？說明DNA分子有什么特征？

比一比DNA分子具有多樣性第十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四德國物理學(xué)家—倫琴第十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四X衍射技術(shù)是用X光透過物質(zhì)的結(jié)晶體，使其在照片底片上衍射出晶體圖案的技術(shù)。這個(gè)方法可以用來推測晶體的分子排列。DNA的X射線衍射圖回眸歷史富蘭克林拍攝的DNA的X射線衍射圖第十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四沃森和克里克以威爾金斯和其同事富蘭克林提供的DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)。富蘭克林DNA衍射圖譜威爾金斯脫氧核苷酸鏈如何形成具有獨(dú)特雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA【模型建構(gòu)3】

DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)第十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四思考：

DNA分子是三螺旋還是雙螺旋結(jié)構(gòu)？脫氧核苷酸鏈如何形成具有獨(dú)特雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA第十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四第二十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四螺旋體中的堿基如何配對?思考：A=A,G=G,C=C,T=T?第二十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四原因：1、嘌呤堿是雙環(huán)化合物，占有空間大；2、嘧啶堿是單環(huán)化合物，占有空間小。

第二十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四GTCADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的探索這給了我們什么啟示？1952年查哥夫定量分析DNA分子的堿基組成，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量，鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量。A=T,G=C第二十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四思考：………………看來，DNA是雙螺旋，那么DNA分子的兩條鏈?zhǔn)侨绾闻帕械?？推測一推測二推測三第二十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四兩條鏈中的堿基是排在外側(cè)，還是在內(nèi)側(cè)？思考：第二十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四A-T堿基對與G-C堿基對具有相同的形狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有穩(wěn)定的直徑，能夠解釋A,T,G,C的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也能解釋DNA的復(fù)制。第二十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四堿基對另一堿基對

嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對，且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對原則。ATGC氫鍵第二十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四P41352oP413520PPP41352oP413520PP

DNA雙鏈--反向平行第二十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四第二十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四第三十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四【模型建構(gòu)4】

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，A與T配對，C與G配對。第三十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四第三十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)最為重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，和相對論、量子力學(xué)一起被譽(yù)為20世紀(jì)最重要三大科學(xué)發(fā)現(xiàn).

這一結(jié)構(gòu)直接表示了遺物質(zhì)的一種可能的復(fù)制機(jī)制,揭示了生命的秘密;這一發(fā)現(xiàn)開啟了分子生物學(xué)的新時(shí)代,為人類從分子水平上認(rèn)識生命過程及生命活動(dòng)的機(jī)制奠定了基礎(chǔ).DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的意義：下面大家一起來欣賞DNA之美：第三十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四“生命與延續(xù)、更新與成長”新加坡螺旋橋第三十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四英格蘭:

生命中心第三十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四愛爾蘭:

國家植物園生命是什么？第三十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四俄羅斯新西伯利亞細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)鼠紀(jì)念碑第三十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四中國北京中科院生物物理研究所第三十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四西班牙:

彩色琉璃DNA第三十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四美國：兒童攀爬的藝術(shù)格子梯第四十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四新西蘭:

莫里斯?威爾金斯紀(jì)念碑第四十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四通過今天的學(xué)習(xí)和上面的幾幅雕塑中，同學(xué)們除了看到科技之美，看到了什么美？

生命之美，藝術(shù)之美，創(chuàng)造之美，科學(xué)探索之美，跨學(xué)科合作之美，資源共享之美等等……第四十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四最新科學(xué)報(bào)道：一、DNA之父沃森的中國計(jì)劃：籌建沃森生命科學(xué)中心2017年4月，沃森在中國一連吃了好幾天的生日蛋糕。沃森今年90歲。作為20世紀(jì)分子生物學(xué)的帶頭人之一，1953年，沃森和克里克共同發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，被譽(yù)為“DNA之父”。十天的中國之行，從北京、成都再到深圳，每一站背后，都與沃森此行訪華的目的息息相關(guān)—他希望在中國籌建一所“沃森生命科學(xué)中心”，基于基因組和生命健康大數(shù)據(jù)，對癌癥實(shí)行精準(zhǔn)醫(yī)療。第四十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四最新科學(xué)報(bào)道：二、2015年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)：神奇的DNA修復(fù)術(shù)

2015年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了瑞典科學(xué)家托馬斯、美國科學(xué)家保以及土耳其裔美國科學(xué)家阿齊茲，他們在DNA修復(fù)機(jī)制研究上取得了巨大的貢獻(xiàn)。我們的DNA之所以有著如此精確的復(fù)制精度，關(guān)鍵在于大量蛋白質(zhì)監(jiān)控的修復(fù)機(jī)制。一群監(jiān)視復(fù)制過程的蛋白質(zhì)不斷校對基因組，在發(fā)生損害時(shí)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。2015年的諾貝爾獎(jiǎng)得主就在分子水平上對這個(gè)問題進(jìn)行了研究，他們的工作解釋了活細(xì)胞的遺傳物質(zhì)傳遞功能，為幾種遺傳病提供了研究方向第四十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四3、DNA中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？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？1、DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？總結(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第四十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四DNA分子的特性：①多樣性：DNA分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。一個(gè)最短的DNA分子也有4000個(gè)堿基對，可能的排列方式就有44000種。②特異性：每個(gè)DNA分子的堿基對的排列順序是特定的。不同的生物，堿基對的數(shù)目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。③遺傳信息：DNA分子中的堿基對排列順序就代表了遺傳信息。第四十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四DNA分子的結(jié)構(gòu)P49二、基本組成單位：四種脫氧核苷酸一分子含氮堿基一分子脫氧核糖一分子磷酸★空間結(jié)構(gòu)三、規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)兩條脫氧核苷酸長鏈反向外側(cè)：骨架內(nèi)側(cè)：堿基氫鍵堿基互補(bǔ)配對原則四、DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性和特異性一、主要元素：C、H、O、N、PDNA分子堿基對的排列順序代表遺傳信息五種元素，四種基本單位，三種物質(zhì)，兩條脫氧核苷酸鏈，一種雙螺旋結(jié)構(gòu)第四十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四下面是DNA的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中1－10的名稱。

12345678109GTCA1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鳥嘌呤4.胸腺嘧啶5.脫氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脫氧核苷酸8.堿基對9.氫鍵10.一條脫氧核苷酸鏈的

片段第四十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四（1）圖中脫氧核苷酸的數(shù)量是--_____個(gè)，堿基對有_________對。（2）在雙鏈DNA分子中，嘌呤與嘧啶之間的數(shù)量關(guān)系可表示為________________________________。（3）如圖表示兩個(gè)脫氧核苷酸之間靠氫鍵相連，其中正確的是()（4）已知G和C之間有3個(gè)氫鍵，A和T之間有2個(gè)氫鍵。若某DNA片段中，堿基對為n，A有m個(gè)，則氫鍵數(shù)為_______。12345678109GTCA8

4嘌呤數(shù)=嘧啶數(shù)(A+G=T+C)B3n-m第四十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四（7）右側(cè)DNA分子徹底水解得到的產(chǎn)物是

()A.脫氧核糖、核糖和磷酸B.脫氧核糖、堿基和磷酸C.核糖、堿基和磷酸D.核糖核苷酸、堿基和磷酸（8）DNA中的遺傳信息是指_____________________（9）基因D與d的根本區(qū)別是()A.基因D能控制顯性性狀，基因d能控制隱性性狀B.基因D、基因d所含的脫氧核苷酸種類不同C.4種脫氧核苷酸的排列順序不同D.在染色體上的位置不同12345678109GTCA（5）DNA的空間結(jié)構(gòu)是_________結(jié)構(gòu)。雙螺旋堿基對的排列順序（脫氧核苷酸的排列順序）（6）從圖中可知，每個(gè)脫氧核糖連接著___________個(gè)磷酸。2BC水解的產(chǎn)物呢？第五十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四2．已知1個(gè)DNA分子中有1800個(gè)堿基對，其中胞嘧啶有1000個(gè)，這個(gè)DNA分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是（）

A．1800個(gè)和800個(gè)

B．1800個(gè)和800個(gè)

C．3600個(gè)和800個(gè)

D．3600個(gè)和3600個(gè)CA

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈第五十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四二.拓展題

你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。 ∵A=TG=C∴A+G=T+C∴

也可以寫成以下形式：規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和

，并為堿基總的

。A+G()=T+G()=50%

T+CA+G=()()=()()=1A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等一半第五十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四A

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1C2C1G

2DNA雙鏈①雙鏈DNA分子中：

∵A=T，G=C兩個(gè)互補(bǔ)堿基相等∴A+G=T+C=A+C=T+G=50%任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等且各占DNA總堿基數(shù)的50％.(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1不互補(bǔ)堿基之和的比值等于1．

第五十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四②雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A1+T1G1+C1=nA2+T2G2+C2=nA+TG+C=nA

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈③在DNA分子中一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率等于另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率，還等于雙鏈DNA分子中A+T的和占整個(gè)DNA分子的堿基比率。A+TA+T+G+CA2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=第五十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期四④兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。即兩不互補(bǔ)堿基之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一比值的倒數(shù).1nA2+G2T2+C2=T1+C1=nA1+G

1A

1T2T1A2G

1C2C1G

2