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(共29张PPT)
DNA的结构、复制和基因的本质
DNA是怎样储存遗传信息？又是怎样决定生物性状？
自学课本P48-P49，回答下面的问题，限时4min，画出答案，圈出重点，标出疑惑
1.20世纪30年代，科学家如何认识的？
2.1951年11月，哪些科学家用什么方法获得DNA衍射图，并推算出DNA 的特殊结构？
3.查哥夫法则指的是？
4.沃森和克里克揭示了DNA 的什么结构？
5.DNA是由几条链构成？DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们位于DNA 的什么部位？
6.DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA 的什么部位？
一.DNA双链螺旋结构模型的构建——物理模型
（1）20世纪30年代，科学家认识到：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、C、G四种碱基。
（2）1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。
现象：DNA呈现“X”形
沃森和克里克推断：DNA分子是螺旋的
一.DNA双链螺旋结构模型的构建——物理模型
（3）查哥夫法则：在DNA中，腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量=胞嘧啶(C)的量。
（4）据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型。
1953年4月25日，《自然》杂志以一页的篇幅发表他们的论文∶“脱氧核糖核酸的一种结构”。1962年沃森、克里克和威尔金斯因发现DNA的双螺旋而荣获诺贝尔生理学或医学奖。
DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
五种
元素
四种
碱基或脱氧核苷酸
三种
物质
二种
长链
一种
结构
C、H、O、N、P
A、G、C、T
磷酸基团、脱氧核糖、碱基
两条脱氧核苷酸长链
双螺旋结构
迁移回顾：DNA的结构
二.DNA的结构
自学课本P50，回答下面的问题，限时2min，圈出重点，标出疑惑
1.脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸链？
2.DNA双螺旋结构的主要特点？
3.DNA结构特性？
模型建构:一条脱氧核苷酸链
5'
C
3'
5'
T
3'
A
3'
5’
3'，5'-磷酸二酯键
A
T
G
C
简图
5’
3'
5'
G
3'
O
OH
H
H2O
磷酸二酯键
1’
2’
3’
4’
5’
二.DNA的结构
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
磷酸二酯键
氢键
1.DNA分子由 条链组成,按 方
式盘旋成 结构。
2.DNA分子的 交替连接,排列
在外侧,构成 ； 排列在内侧.
两条链的碱基通过 连接成 ,
3.A与 配对, 与C配对,碱基之间一一对应
的关系,叫做 原则.
碱基之间氢键数:A T ； G C
二.DNA的结构
2
双螺旋
脱氧核糖和磷酸
基本骨架
碱基
碱基对
T
G
碱基互补配对
反向平行
氢键
基
本
骨
架
基
本
骨
架
思考：
1.DNA初步水解产物是什么？彻底水解的产物又是什么？
2.热泉生物中GC比例多？这样存在的为什么？
3.双链DNA中碱基之间是如何连接的？ 一条链上的脱氧核苷酸之间又
是如何连接的？
4.DNA分子中所有的脱氧核糖都连接着2个磷酸基团
二.DNA的结构
DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
①通过氢键连接成碱基对，
②通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。
错！
外侧
外侧
内侧
外侧基本骨架稳定不变
内侧碱基互补配对原则不变
双螺旋结构、氢键的存在
稳定性
内侧的碱基对的排列顺序是千变万化的
（遗传信息）
多样性
特定个体的DNA有其特定的碱基排列顺序
特异性
（4n）
二.DNA的结构
与DNA空间结构无关
A1
T2
T1
C1
G1
G2
C2
A2
A2=T1
T2=A1
G2=C1
C2=G1
A=T
G=C
A+G=T+C
DNA碱基互补配对原则：指DNA分子形成碱基对时，A与T配对，G与C配对。推论如下：
（1）双链DNA分子互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。
提醒：在整个DNA分子中非互补碱基之和的比值等于1。
(2)双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C
三.DNA碱基互补配对原则的相关计算
(3)在双链DNA分子中，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。（或两互补碱基之和的比值）
即：A1+T1= n% = A2+T2 ；双链中A+T=n%
A1
T2
T1
C1
G1
G2
C2
A2
(4)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
四.DNA的复制方式
自学课本P53-55，限时2min，圈出重点，思考DNA复制的可能方式有哪些？并使用什么科学方法？推测DNA复制的方法是？
阅读后讨论3min，研究具体使用的实验材料，具体实验过程，应用的原理，并解决上述提出的问题，小组展示结果
实验材料：
实验方法 ：
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记技术和密度梯度离心技术
实验过程 ：
让大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
实验原理 ：
15N和14N是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同N元素的DNA。
高密度带
中密度带
低密度带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
四.DNA的复制方式
DNA以什么方式复制？
【作出假设】
①半保留复制：
(沃森和克里克提出）
②全保留复制：
假说演绎法
【提出问题】
四.DNA的复制方式
DNA是全保留复制
DNA半保留复制
DNA分散式复制
15N15N
15N15N
15N15N
15/15
14/14
15/14
15/14
15/14
15/14
14N复制
14N复制
14N复制
14N复制
14N复制
14N复制
【演绎推理】
轻链
中链
重链
【实验验证】
——同位素标记法+密度梯度离心
大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
转移14NH4Cl的培养液中,细胞
分裂一次
细胞分裂两次
提取DNA，离心
提取DNA，离心
提取DNA，离心
实验证明：DNA的复制方式是半保留复制
Q1:若要探究复制方式，关键要观察什么结果？
区分母链和子链(区分亲代和子代DNA)
Q2:验证时运用什么技术？
同位素标记技术和密度梯度离心技术
假说演绎法
四.DNA的复制方式
结合读教材P55-56，4min,标注出DNA复制的概念，时间，场所，条件，过程，原则，特点及意义
五.DNA复制的过程
真核细胞：
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；
原核细胞：
主要在拟核中，在质粒处也
有DNA的复制。
细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。
1.概念：
2.DNA复制场所
3.发生时期(真核生物)
4.过程与条件
ATP，解旋酶催化（氢键断裂）DNA双螺旋的两条链解开
以两条母链为模板在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行 碱基互补配对，分别合成与母链互补的一条子链。
①解旋：
②合成子链:
③形成子代DNA：
新合成的子链不断延伸，一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形成新的DNA分子。
DNA聚合酶只能催化子链从5， 3，合成，并且需要引物。
【聚焦】DNA复制过程中酶的作用
DNA聚合酶：催化形成磷酸二酯键，将单个脱氧核苷酸连接成长链。
解旋酶：作用于氢键，使氢键断裂，将DNA双螺旋的两条链解开。
注意：合成子链时，氢键的形成不需要酶的催化。
A
G
C
T
T
C
G
A
A
T
磷酸二酯键
5，
3，
3，
5，
五.DNA复制的过程
5.复制特点
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
① 多复制起点
②双向复制
意义：提高了复制速率，减少了变异的发生。
五.DNA复制的过程
6.精确复制的原因
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
7.复制的意义:
你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？
会出错，可能导致基因突变，也可能引起生物体性状的改变。
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
五.DNA复制的过程
合作探究一：小组合作探究教材P57-58资料1、资料2、资料3，思考下列问题
2.根据资料1：能得出什么结论？
3.根据资料2：说明了什么？
1.生物体内的DNA分子数目与基因数目相同么？生物体内所有基因的碱基总数与DNA的碱基总数相同么？如果不同，说明了什么？
4.根据资料3：说明了什么？
1.通过资料一分析：生物体内的DNA分子数目与基因数目相同么？生物体内所有基因的碱基总数与DNA的碱基总数相同么？如果不同，说明了什么？
DNA分子数目 基因数目
基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数
＜
＜
说明基因是DNA的片段
2.通过资料二 分析，说明了什么？
绿色荧光蛋白基因
绿色荧光蛋白
控制合成
绿色荧光
发出
说明：基因具有遗传效应，能控制生物的性状。
3.通过资料三分析，说明了什么？
说明：基因不是连续分布在DNA上（DNA中存在大量的非基因片段）
合作探究二：
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）
1.已知果蝇体细胞染色体有8条，进行“基因组测序”要测定其（ ）条染色体
2.已知豌豆体细胞2n=14，进行“豌豆基因组测序”要测定其（ ）条染色体
5
7
小结归纳
基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的。
基因具有遗传效应,基因能控制生物性状。
资料1和3：
资料2：
合作探究三：能否给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。
基因是____________的__________。
基因的作用 与DNA的关系
有遗传效应
DNA片段
大多数生物以DNA作为遗传物质，其基因是有遗传效应的DNA片段
有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒，试推测这些病毒的基因的本质。
对于RNA病毒而言，其基因就是有遗传效应的RNA片段
RNA病毒
辩证思维
完善概念:
基因通常是有遗传效应的DNA片段

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