资源简介

(共22张PPT)
情景导入
神奇的DNA
疑问：DNA为什么具有如此强大的功能？
转基因食品
医学疾病检测
结构决定功能
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构（第1课时）
1
DNA双螺旋结构模型的构建
学
习
CONTENTS
DNA的结构
2
目
标
一.DNA双螺旋结构模型的构建
美国加州理工学院
英国剑桥大学国王学院
英国剑桥大学卡文迪什
实验室
1.构建者：美国生物学家 和英国物理学家 。
沃森
克里克
活动1: 阅读课本P48-49,思考与讨论下列问题：
1.研究DNA结构常用的方法是什么？
2.组成DNA的单位是什么？
3.归纳出哪些科学家分别作出了怎样的贡献？
X射线晶体衍射法
脱氧核苷酸
【资料1】20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是
其化学组胞括______________________。
2.过程：
磷酸、碱基和脱氧核糖
1分子脱氧核苷酸= ________ + ____________ +______________
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
一.DNA双螺旋结构模型的构建
模型1 沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋结构外部的不同结构模型
一.DNA双螺旋结构模型的构建
已知碱基具有疏水性，你有什么联想？
思考1
生物膜的流动镶嵌模型
推测：碱基在DNA螺旋结构的内侧
【资料2】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。
2.过程：
威尔金斯
富兰克林
【模型建构2】推出DNA呈反向平行螺旋结构
翻转
180°
一.DNA双螺旋结构模型的构建
化学家指出
配对违反化学规律又被否定
模型2 沃森和克里克重新构建：磷酸-脱氧核糖骨架在外部，
碱基在内部的双链螺旋结构，内部相同碱基配对。
一.DNA双螺旋结构模型的构建
观察碱基的结构，大家有何联想？
思考2
嘧啶有1个环
嘌呤有2个环
如果是相同碱基配对，那么DNA的直径不固定
推测：嘌呤同嘧啶配对
哪种嘌呤与哪种嘧啶配对？
一.DNA双螺旋结构模型的构建
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、C
DNA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
【资料3】嘌呤和嘧啶的分子结构图
2.过程：
一.DNA双螺旋结构模型的构建
【资料4】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
①DNA具有恒定的直径；②能解释4种碱基的数量关系；③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
T
G
【模型建构3】
现存于伦敦科学博物馆
2.过程：
沃森（左）和克里克（右）
一.DNA双螺旋结构模型的构建
相对的碱基之间形成 键
氢
一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的
N原子或O原子间存在一定的吸引力，形成氢键。
A
T
C
G
一.DNA双螺旋结构模型的构建
相对的碱基之间形成 键
氢
正是因为两条链的核苷酸之间存在作用力,所以这两条链 既不在同一直线也不在同一个平面上。
平面结构
螺旋一定
的角度
立体结构
两条链按照反向平行方式盘旋成双螺旋结构
1nm
0.34nm
一.DNA双螺旋结构模型的构建
1953年4月25日，沃森和克里克在英国《自然》发表题为《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》
一.DNA双螺旋结构模型的构建
讨论2.沃森和克里克默契配合，揭示了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那些启示？
③研究小组成员从事的研究要有兴趣和激情等。
②要善于利用他人的研究成果和经验；
①要善于利用不同学术界的知识交流
一.DNA双螺旋结构模型的构建
1.材料用具
脱氧核糖
磷酸
碱基（C）
2.制作DNA平面结构模型
3.制作DNA立体结构模型
二.DNA的双螺旋结构模型制作
活动2:6-7人一小组制作DNA的平面结构和立体结构总结DNA分子特点
1
结构特点
①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
5’
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
A
C
C
A
碱基互补配对原则：A=T G≡C
T
T
G
G
③内侧:碱基通过氢键连接成碱基对
三.DNA的结构
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
氢键越多，结构越稳定，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定，更耐高温。
三.DNA的结构
A T间2个氢键，G C间3个氢键
活动3：小组思考讨论并回答下列问题
1.A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA
分子哪个结构更稳定，为什么？
G与C更稳定量越多，DNA结构就越稳定。A+T含量为40%的DNA分子更稳定
2.一个脱氧核糖连接几个磷酸？
3.一个DNA分子有几个游离的磷酸？
1个或2个
2个游离的磷酸
4.DNA遗传信息是什么？
碱基对的排列顺序就代表了遗传信息
三.DNA的结构
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
总结：“五四三二一”
五元素：
C、H、O、N、P
四碱基：
A、T、C、G
三物质：
两长链：
一螺旋：
一种规则的双螺旋结构
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
氢键关系:
A T G C
三.DNA的结构
核心探讨思考3：DNA的多样性和稳定性
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？
　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？
　两条链上的碱基之间的氢键和每条链上的磷酸二酯键共同维持了双螺旋结构的稳定性。
三.DNA的结构
DNA分子的结构特性在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？440002.特异性：碱基对的特定排列顺序。3.稳定性：1.多样性：①外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成；②内部碱基对稳定——通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则，加强稳定性；③空间结构稳定——规则的双螺旋结构。碱基对的数量不同、千变万化的不同碱基排列顺序的。遗传信息：DNA分子中的碱基对的排列顺序。

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