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(共27张PPT)
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
沃森
克里克
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
任务1：制作DNA双螺旋结构模型
DNA的基本组成单位？
DNA的基本组成单位由哪些部分构成？
一分子脱氧核苷酸
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
含氮碱基
脱氧
核糖
磷酸
1’
2’
3’
4’
5’
脱氧核苷酸的结构模式图
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
A
脱氧
核糖
磷酸
G
脱氧
核糖
磷酸
C
脱氧
核糖
磷酸
T
脱氧
核糖
磷酸
脱氧核苷酸的种类
【小组活动1】构建脱氧核苷酸（6人一组，每位同学至少构建1个）
脱氧核糖
碱基
磷酸
细棒连接脱氧核糖和磷酸
粗棒连接脱氧核糖和碱基
时间：2min
脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链
A
T
G
C
3’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
5’
5’
3’
【小组活动2】构建一条脱氧核苷酸链
步骤：将活动一构建的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链
时间：2min
细棒连接脱氧核糖和磷酸
粗棒连接脱氧核糖和碱基
【资料1】英国物理学家维尔金斯和他的同事富兰克林运用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱，这幅图对建立DNA分子的结构模型起到了至关重要的作用。
问题1：DNA的形状是怎样的？
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
小实验：
弹簧的衍射图谱
弹簧
特点1：DNA呈螺旋结构
螺旋结构可以计算一些参数，并且图像越清晰，参数计算越精确
问题2：DNA的螺旋结构有几条脱氧核苷酸链？
【资料2】富兰克林数学计算发现：
若DNA为3条链，则含水量约为样品实测值的1/10;
若DNA为2条链，则与样品实际含水量相等。
特点2：DNA是由两条脱氧核苷酸链形成的螺旋结构。
问题3：DNA的两条链是正向平行还是反向平行？
【资料3】富兰克林给DNA拍了很多张X射线衍射图谱，她发现DNA在翻转180度之后衍射图谱不变。
特点3：DNA两条脱氧核苷酸链是反向平行的关系。
尝试构建模型：
模型1：磷酸、脱氧核糖在螺旋内侧
【资料4】脱氧核糖和磷酸具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总处于一个水环境中。
结合资料思考为什么此DNA模型错误
特点4：磷酸、脱氧核糖在螺旋外侧
尝试构建模型：
模型2：相同碱基进行配对
【资料5】沃森和克里克推算DNA螺旋直径为2nm。
结合资料思考为何相同碱基之间不能配对
问题4：DNA的内部碱基之间是如何配对的？
【资料6】 1952年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）发现：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。
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 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
大肠杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
特点5：A与T配对
G与C配对
配对的碱基通过氢键相连
2个氢键
3个氢键
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(腺嘌呤)一定与T（胸腺嘧啶）配对;G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
沃森和克里克搭建
DNA双螺旋结构模型
请思考：沃森和克里克取得成功的原因？
积极进取的探索精神
以前人的研究为基础
选择正确的科学探究方法
【小组活动3】构建DNA双链平面结构
步骤：
1.制作另一条可以和上一条DNA单链配对的模型。
2.将两条单链配对成双链。
时间：3min
DNA是由几条链构成的，它具有怎样的立体结构？
DNA的基本骨架是有哪些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？
DNA中的碱基是如何配对的？他们位于DNA的什么部位？
小组展示，并思考：
（1）DNA是由 条单链按 方式 盘旋成 结构
和 交替连接，构成基本骨架；
( 2 ) 外侧：
内侧:
( 3 )碱基互补配对原则
两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作 · 。
任务2：概述DNA结构的主要特点
反向平行
双螺旋
两
脱氧核糖
磷酸
氢键
碱基对
T
C
碱基互补配对原则
碱基
从“归国”到“回家”，最有效的手段是提取烈士遗骸DNA数据，进行DNA比对确认烈士身份的。这利用了DNA分子的什么遗传特性？
【思考】
DNA的遗传特性
结构
功能
碱基的排列顺序
储存遗传信息
碱基特定的排列顺序，构成DNA分子的特异性
碱基排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性
碱基对之间的氢键维系DNA的双链结构，保持了结构的稳定性
课后活动：请同学们人工模拟DNA结构
含氮碱基
脱氧
核糖
磷酸
DNA
的
分
子
结
构
DNA双螺旋结构模型的构建者：
模拟探究，
构建模型
基本组成单位
沃森、克里克
双螺旋结构
的主要特点
①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
②外侧由脱氧核苷酸和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。并且碱基配对有一定的规律，A一定与T配对，C一定与G配对。
DNA的遗传特性：
稳定性、特异性、多样性
基本组成物质
DNA单链
DNA双链
小结：
1. 下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。
G
A
T
C
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
①_____________；
② _____________；
③_____________；
④ _____________；
⑤_____________；
⑥ _____________；
⑦_____________；
⑧ _____________；
⑨_____________；
⑩ ___________________________；
胞嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胸腺嘧啶
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
练习与应用

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