第3章第2节DNA的结构 课件 2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

第2节

DNA的结构第3章

基因的本质1.

通过科学史资料论证，运用模型构建和演绎与推理的方法，尝试构建DNA的结构模型，培养一定的探究能力和科学思维，最终掌握DNA的双螺旋结构。3.通过对DNA结构模型构建过程中的讨论和交流，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。学习目标01重难点02碱基A

科学史1：20世纪初，科赛尔通过一系列实验探明DNA由脱氧核糖、磷酸和4种含氮碱基组成。

科学史2：20世纪30年代初，费伯斯.列文经过多年的核酸分解实验提出：一分子脱氧核糖加上一分子碱基组成一个核苷，核苷再加上一分子磷酸，组成一个核苷酸，并提出著名的“四核苷酸假说”。DNA就是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。

科学史3：20世纪30年代，英国化学家托德提出DNA中每个核苷酸的脱氧核糖（3号碳）与另外一个核苷酸的磷酸连接在一起（即磷酸二酯键），形成糖——磷酸骨架。一、一条脱氧核苷酸链的构建DNA呈螺旋结构DNA的衍射图谱呈X形。二、DNA双螺旋结构的构建

弹簧呈螺旋结构弹簧的衍射图谱呈X形。

科学史4：1951年，英国物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林运用X射线衍射技术，拍摄到了一张高质量的DNA衍射图谱。富兰克林威尔金斯二、DNA双螺旋结构的构建DNA呈双螺旋结构克里克沃森

沃森和克里克以该照片的有关数据为基础，推算出DNA呈螺旋结构。从中间分别往上下数，上下各有5条水平“层次”线被均匀隔开，但一边只有4个斑点，缺少了第4层线上的斑点。研究表明，这是因为另一条螺旋干扰。二.构建DNA双螺旋结构之平面结构——2.1探究磷酸和碱基的排列方式问题：磷酸和碱基作为脱氧核苷酸链的两侧，在DNA双链中如何排列呢？谁排列在外侧，谁排列在内侧呢？请大家拼出所有可能的双链情况。（使用第①套模型）二.构建DNA双螺旋结构之平面结构——2.1探究磷酸和碱基的排列方式猜想一：磷酸对磷酸。猜想二：磷酸对碱基。猜想三：碱基对碱基。√√×猜想一：磷酸对磷酸。被化学家否定细胞中为水环境，碱基疏水，磷酸基团亲水猜想三：碱基对碱基。疏水亲水①相同碱基的配对方式很快被化学家否定。理由：配对违反化学规律猜想：①相同碱基配对。②不同碱基间随机配对。③不同碱基间按固定方式配对。那么4种碱基之间存在哪些配对方式？分别是什么？

科学史5：沃森认为，如果碱基在内侧，四种不规则的碱基序列如何排列在一起，这个问题很难解决。所以沃森坚持认为：DNA双螺旋结构中碱基排列在外，磷酸排列在内侧。

科学史7：英国物理学家威尔金斯计算出DNA分子的螺旋结构的直径是恒定的，约为2nm。（猜想）观点：嘌呤与嘧啶碱基互补配对。

科学史6：化学家多诺霍指出：嘌呤均为双环，嘧啶均为单环。二.构建DNA双螺旋结构之平面结构——2.2探究碱基之间的连接方式嘌呤与嘧啶的配对又存在哪几种配对情况呢？如果想证明这样的配对关系，又需要什么样的实验数据做支持呢？

科学史9：沃森和克里克通过分析碱基的结构式，并通过构建模型，发现由两个氢键连接的腺嘌呤——胸腺嘧啶对竟然和由三个氢键连接的鸟嘌呤——胞嘧啶对有着相同的直径和形状。结论：A与T配对，G与C配对

科学史8：1950年，奥地利生化学家查哥夫发现，无论在哪种生物的DNA中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。请大家根据配对关系重新构建DNA双链模型。（第②套模型）二.构建DNA双螺旋结构之平面结构——2.2探究碱基之间的连接方式反向同向二.构建DNA双螺旋结构之平面结构——2.3探究DNA双链的方向性DNA的两条链是同向还是反向呢？

科学史10：富兰克林做DNA的X射线衍射实验时,将DNA晶体上下颠倒180度，形成的X衍射图谱仍然是一样的。结论：两条链的方向一定是______的，成为“_______平行”。反向反向二.构建DNA双螺旋结构之平面结构——2.3探究DNA双链的方向性二.构建DNA双螺旋结构之立体结构请将平面模型螺旋为立体结构。平面结构立体结构二.构建DNA双螺旋结构——明确结构与功能相适应观2.DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能储存大量的遗传信息呢？DNA的碱基排列顺序千变万化因此能储存大量遗传信息1.每组学生对照手中的模型，看一看不同组的碱基排列顺序一样吗？结构功能相适应DNA具有恒定的直径能解释A、T、C、G的数量关系制作的模型与拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构完全相符。二.构建DNA双螺旋结构沃森和克里克《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》三.总结提升：完成概念图三.总结提升：完成概念图挑战擂台：请选择你想回答的序号，进行作答。123高考真题：1．（2021·广东·统考高考真题）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（

）①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA复制机制A．①② B．②③ C．③④ D．①④B2．（2022·浙江·高考真题）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是（

）A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧C3．（2013·广东·高考真题）1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（

）①

确定DNA是染色体的组成成分

②发现DNA如何存储遗传信息