DNA的结构（第一课时）【知识精讲+备课精研】 高一生物 课件（人教版2019必修2）

§3-2DNA的结构（第一课时）基因的本质1.背景——问题探讨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？上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。弄清楚DNA结构，以及测定DNA序列等应用了很多高科技技术，DNA双螺旋结构的揭示也说明科学和技术是相互支持，密不可分的。2.DNA结构模型的构建1869年，瑞士生化学家米歇尔在分析细胞的化学组成时，在细胞核内发现了核酸。1929年，俄裔美国生物化学家列文，发现核酸可分为核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）。1928和1943年，英国细菌学家格里菲斯和美国细菌学家艾弗里先后通过肺炎双球菌的转化实验证明DNA具有传递遗传信息的功能。1952年，英国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯以T2噬菌体为实验材料，采用放射性同位素标记技术证明了DNA是遗传物质。2.DNA结构模型的构建——鲍林1951年美国加州理工学院的鲍林及其同事用X射线衍射技术和分子模型的构建，率先解出了蛋白质的二级结构。鲍林盘曲折叠①DNA基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。②DNA是线状聚合物。③DNA之中有比较多的氢键。关于DNA：2.DNA结构模型的构建——威尔金斯1951年1月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。二十出头的沃森便是观众之一。威尔金斯沃森2.DNA结构模型的构建——沃森、克里克1951年10月生物学家沃森与物理学家克里克合力推出了三股螺旋的DNA结构，他们把磷酸排在内侧，含氮碱基排在外侧。当他们邀请威尔金斯和富兰克林前来观看时，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2.DNA结构模型的构建——富兰克林

富兰克林发现提高空气的湿度，可以让DNA的衍射图谱从A型转变为B型，显然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。A型衍射图谱B型衍射图谱吸水后富兰克林外侧内侧2.DNA结构模型的构建——查加夫1952年7月,奥地利查加夫提供了一个关于DNA中碱基数量的关键信息查戈夫定律：A、T数量相等，G、C数量相等腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T）满足查哥夫定律，碱基排列在内部（符合衍射图计算的参数）2.DNA结构模型的构建——查加夫鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）A与T之间2个氢键C与G之间2个氢键2.DNA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》论文在英国《自然》杂志上刊载引起了极大的轰动。1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果而共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，构建出新的DNA模型。结果发现：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径。当他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较时，发现两者完全相符。2.DNA结构模型的构建沃森和克里克摘取了DNA结构探索研究的桂冠，确立了DNA分子的双螺旋结构模型。许多科学家参与了DNA的结构研究，并在其中做出了重要贡献。克里克沃森帮助理解晶体学原理帮助理解生物学内容合作研究威尔金斯和其同事富兰克林的DNA衍射图谱的有关数据分析尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，都被否定。DNA呈螺旋结构1951年秋天，当时认识：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含A、T、C、G4种碱基。构建过程2.DNA结构模型的构建1952年，从查可夫那得到信息：DNA中，A＝T，G＝C①将碱基安排在双链螺旋内部；②脱氧核糖—磷酸骨架安排在外部；③A与T配对，G与C配对；④DNA两条链的方向相反。A－T与G－C具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系。该模型与X射线衍射照片比较重新构建1953年，撰写论文发表，1962年获诺贝尔生理学或医学奖。该模型与推算出的DNA双螺旋结构相符发现2.DNA结构模型的构建1962年，沃森、克里克、威尔金斯三人共享了当年的诺贝尔生理与医学奖，获奖理由为发现DNA为双螺旋分子结构。2.DNA结构模型的构建——诺贝尔生理与医学奖2.DNA结构模型的构建——DNA第一夫人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？（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？2.沃森和克里克默契配合，提示了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？两条是由脱氧核糖和磷酸组成碱基通过氢键连接成碱基对，碱基的配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。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。讨论2.DNA结构模型的构建这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构它们排列在DNA的外侧它们位于DNA的内侧2.DNA结构模型的构建2.DNA结构模型的构建

B3.DNA的结构——基本单位脱氧（核糖）核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′碱基P(A、G、C、T)1分子的脱氧核苷酸是由1分子的脱氧核糖、1分子的磷酸和1分子含氮碱基组成。成分组成DNA的碱基有4种：腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)碱基的种类脱氧（核糖）核苷酸的种类AOCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′P腺嘌呤脱氧核苷酸G鸟嘌呤脱氧核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′PT胸腺嘧啶脱氧核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′PC胞嘧啶脱氧核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′P3.DNA的结构——基本单位TGCAGT这个脱氧核苷酸链是DNA分子吗？两个脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接。连接的化学键形成的产物叫脱氧核苷酸链产物名称思考Thinking3.DNA的结构——脱氧核苷酸间的连接TGCAGT两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则，即：A与T配对（2条氢键）；G与C配对（3条氢键）。链间的连接两条链反向平行（3’端为磷酸端，5’端为羟基端）脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。结构特点TGACCA5′3′3′5′3.DNA的结构——脱氧核苷酸间的连接双螺旋结构3.DNA的结构——DNA分子的空间结构思考1、DNA具有多样性的原因是什么？思考2、DNA双链中，连接两个配对碱基的是？思考3、DNA一条链中，连接两个相邻碱基的结构依次是？碱基的排列顺序千变万化脱氧核糖→磷酸酯键→磷酸→磷酸酯键→脱氧核糖3.DNA的结构——DNA分子的空间结构氢键思考4、双链DNA中，有几个游离的磷酸基团？2个思考5、一个磷酸基团与几个脱氧核糖连接？1个（末端）或2个思考6、一个脱氧核糖与几个磷酸相连？思考7、若DNA一条链序列为5´-ACTGGT-3´，则互补链为？思考8、为什么G-C碱基对含量高的DNA越耐高温？1个（末端）或2个G-C碱基对之间含有3个氢键，而A-T碱基对之间只含2个氢键，所以G-C含量越高，越不容易被高温破坏3.DNA的结构——DNA分子的空间结构3´-TGACCA-5´思考9、双链DNA的平面结构和双螺旋结构哪个更稳定？双螺旋结构更稳定例2、下图为DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：(1)分别写出4、5、6、7、8的所代表名称。4:________