DNA的结构课件-高一下学期生物人教版必修2

3.2DNA的结构DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质RNA是TMV的遗传物质DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据更多实验证据DNA是主要的遗传物质加热杀死的S型细菌中含有转化因子肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验格里菲斯的体内转化实验艾弗里的体外转化实验转化因子是什么思考:DNA是怎样储存遗传信息的呢？如何决定性状的？DNA是主要的遗传物质

资料一：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基。

1951年，英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式。他认为核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键(脱氧核糖的3位碳原子与相邻核苷酸的磷酸发生化学反应形成的化学键)连接。活动一：请根据上述信息，用四种脱氧核苷酸构建一条脱氧核苷酸长链。一、DNA双螺旋结构模型的构建…PAPTPGPCPGPC脱氧核苷酸长链

资料二：富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。据此推断DNA是由几条链构成？DNA呈现“X”形DNA呈螺旋结构推断威尔金斯富兰克林翻转180°三螺旋双螺旋资料三嘌呤和嘧啶碱基具有疏水性，脱氧核糖和磷酸具有亲水性。细胞中的DNA分子处于液体环境中，DNA分子内外侧分别是什么?脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。疏水亲水资料四DNA螺旋的直径是固定的，均为2nm，嘌呤和嘧啶的分子结构如图。两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？如果不是，请推测位于DNA内部的碱基如何配对?并作出假说。

不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连。假说一:A与T配对，G与C配对;假说二:A与C配对，G与T配对。资料五查哥夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析。请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？假说一:A与T配对，G与C配对来源碱基的相对含量腺嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T人30.919.919.829.4牛27.922.722.127.3酵母菌31.318.717.132.9结核分枝杆菌15.134.935.414.6查哥夫2个氢键3个氢键活动二：小组成员一只手模拟磷酸搭在另一个人的肩膀上连接成单链，另一只手侧平举掌心向前模拟碱基，尝试两条链上的碱基进行牵手配对，探究两条链相连的方向。反向平行相连活动二：小组成员一只手模拟磷酸搭在另一个人的肩膀上连接成单链，另一只手侧平举掌心向前模拟碱基，尝试两条链上的碱基进行牵手配对，探究两条链相连的方向。威尔金斯和富兰克林提供____________DNA是以4种__________为单位连接而成的长链，分别含有_____________4种碱基沃森和克里克推算出DNA分子呈_____结构脱氧核苷酸A、T、G、CDNA衍射图谱螺旋尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋被否定查哥夫提出DNA分子中A的量等于

,C的量等于

。修正、重建

构建DNA

模型验证DNA具有恒定的直径；能解释4种碱基的数量关系；制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。沃森和克里克双螺旋结构

TG1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是（

）A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像B.沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D.富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量B

为什么可以用DNA来鉴定遇难者的身份？DNA怎样的结构特点使其具有如此重要的功能特性？二、DNA的结构活动三、结合DNA的平面结构和立体结构总结DNA分子特点。①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。P41352oP413520PPP41352oP413520PP5’5’3’3’②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架；磷酸二酯键ACCA碱基互补配对原则：A=TG≡CTTGG③内侧:碱基通过氢键连接成碱基对1.DNA双螺旋结构的主要特点如下:(1)研究表明：DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。这是为什么呢？脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖PG和C形成三个氢键，A和T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强，DNA的结构越稳定。体现DNA分子的稳定性。思考·讨论(2)DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息呢？①在生物体内，一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有4种：A-T、T-A、G-C、C-G。请同学们计算DNA分子有多少种？44000种脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖P②DNA中的遗传信息蕴藏在哪里呢？碱基的排列顺序千变万化。碱基对的排列顺序代表遗传信息种类：4n（n为碱基对的数目）

一般来说，一个较短的DNA分子有4000个碱基对，其排列顺序的组合是几近无穷的。体现DNA分子的多样性。(3)为什么每个DNA结构模型都与众不同？不同生物的DNA是否也不同？DNA指纹技术现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。体现DNA分子的特异性。2.DNA分子的结构特性。(2)多样性：n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基对排列顺序。(3)特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(1)稳定性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变；碱基对构成方式不变；反向平行双螺旋；碱基互补配对等。3.意义：DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。制作DNA双螺旋结构模型探究实践通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的认识和理解。▲目的要求曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等常用物品，都可用作模型制作的材料。▲材料用具▲模型设计1.分别用哪几种材料来代表组成DNA的磷酸、脱氧核糖和碱基?这3种物质是在什么部位相互连接的?怎样将这几种材料正确地连接起来?2.DNA中每个脱氧核苷酸之间是在什么部位相互连接的?怎样将脱氧核苷酸正确地连接起来?3.在模型中，如何体现DNA的两条链是反向平行的?又怎样体现两条链的碱基之间互补配对?▲模型制作1.组装“脱氧核苷酸模型”利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。2.制作“多核苷酸长链模型”将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须相同，碱基之间能够互补配对。3.制作DNA分子平面结构模型按照碱基互补配对的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向相反。4.制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型把DNA分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。1.DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息?DNA虽然只含有4种脱氧核普酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的。碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。2.DNA是如何维系它的遗传稳定性的?(1)靠DNA碱基对之间的氢键维系两条链的偶联;(2)在DNA的双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力。3.你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制方式吗?半保留复制。讨

论:1．如图是DNA的结构模式图，据图回答下列问题：(1)说出图中①～⑩的名称。①胞嘧啶⑤脱氧核糖②腺嘌呤③鸟嘌呤④胸腺嘧啶⑧碱基对⑥磷酸⑦胸腺嘧啶脱氧核苷酸⑩一条脱氧核苷酸链的片段⑨氢键1．如图是DNA的结构模式图，据图回答下列问题：(2)一个链状DNA分子含有几个游离的磷酸基团？因为A与T之间有两个氢键，而G与C之间有三个氢键，所以DNA中G与C碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强。含有2个游离的磷酸基团。(3)为什么G－C碱基对含量越多DNA越稳定？即：双链中A＝

G＝

2．双链DNA碱基数目的相关计算规律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1TT1＋T2C1＋C2规律一：双链DNA分子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。CA＋G＝

＝

＝

＝1/2(A＋G＋T＋C)A1＋A2＝G1＋G2＝T＋CA＋CT＋G2．双链DNA碱基数目的相关计算规律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2+T2（G+C）12G1+C1G2+C2==规律二：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”。2．双链DNA碱基数目的相关计算规律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1T1+G1

A1+C1=m若T2+G2A2+C2则=1m规律三：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”。2．双链DNA碱基数目的相关计算规律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1N1

A1

=a若规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中