资源简介

(共18张PPT)
主讲老师：
§ 3-2 DNA的结构
高中生物必修二
问题探讨
坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗？
上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。
DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。弄清楚DNA结构，以及测定DNA序列等应用了很多高科技技术，DNA双螺旋结构的揭示也说明科学和技术是相互支持，密不可分的。
DNA结构模型的构建
1953年
时间
美国生物学家沃森(J.D.Watson，1028—)
英国物理学家克里克(F.Crick，1916-2004)
科学家
右图中(左)为沃森，(右)为克里克
阅读教材P48【思考·讨论】
构建过程
DNA结构模型的构建
克里克
沃森
帮助理解晶体学原理
帮助理解生物学内容
合作研究
威尔金斯和其同事富兰克林的DNA衍射图谱的有关数据
分析
尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，都被否定。
DNA呈螺旋结构
1951年秋天，当时认识：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含A、T、C、G 4种碱基。
构建过程
DNA结构模型的构建
1952年，从查可夫那得到信息：DNA中，A＝T，G＝C
①将碱基安排在双链螺旋内部；
②脱氧核糖—磷酸骨架安排在外部；
③A与T配对，G与C配对；
④DNA两条链的方向相反。
A－T与G－C具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系。
该模型与X射线衍射照片比较
重新构建
1953年，撰写论文发表，1962年获诺贝尔生理学或医学奖。
该模型与推算出的DNA双螺旋结构相符
发现
DNA结构模型的构建
1. 请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。
（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
（2）DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？
（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
2. 沃森和克里克默契配合，提示了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哪些启示？
两条
这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
是由脱氧核糖和磷酸组成
它们排列在DNA的外侧
碱基通过氢键连接成碱基对，碱基的配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。
它们位于DNA的内侧
提示：要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。
讨论
DNA结构模型的构建
DNA的基本单位
脱氧（核糖）核苷酸
O
CH2
H
H
H
OH
H
H
1′
2′
3′
4′
5′
碱基
P
(A、G、C、T)
1分子的脱氧核苷酸是由1分子的脱氧核糖、1分子的磷酸和1分子含氮的碱基组成。
成分
组成DNA的碱基有4种：
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
碱基的种类
DNA的基本单位
脱氧（核糖）核苷酸的种类
A
O
CH2
H
H
H
OH
H
H
1′
2′
3′
4′
5′
P
腺嘌呤
脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤
脱氧核苷酸
O
CH2
H
H
H
OH
H
H
1′
2′
3′
4′
5′
P
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
O
CH2
H
H
H
OH
H
H
1′
2′
3′
4′
5′
P
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
O
CH2
H
H
H
OH
H
H
1′
2′
3′
4′
5′
P
脱氧核苷酸间的连接
T
G
C
A
G
T
这个脱氧核苷酸链是DNA分子吗？
两个脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接。
连接的化学键
形成的产物叫脱氧核苷酸链
产物名称
思考
Thinking
脱氧核苷酸间的连接
T
G
C
A
G
T
两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则，即：A与T配对（2条氢键）；G与C配对（3条氢键）。
链间的连接
两条链反向平行
脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；
碱基排列在内侧。
结构特点
T
G
A
C
C
A
5′
3′
3′
5′
DNA分子的空间结构
双螺旋结构
【探究·实践】制作DNA双螺旋结构模型
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
材料用具
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。
模型设计
成分间连接→基本单位：脱氧核苷酸
■ 如何选材？　 ■ 连接部位？ 　■ 怎样连接？
单位间连接→脱氧核苷酸链：
■ 连接部位？ 　■ 怎样连接？
两条链间连接：
■ 如何体现反向平行？　 ■ 如何体现碱基配对？
【探究·实践】制作DNA双螺旋结构模型
【探究·实践】制作DNA双螺旋结构模型
讨论
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是如何维系它的遗传稳定性的？
你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制方式吗？
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。
提示：
(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。
提示：不一定要求答出半保留复制，可以从 DNA的结构来进行推测，如从碱基互补配对原则出发去思考。
碱基互补配对原则的应用
互补的碱基_____________________。
不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和_______________
_________________________________。
推论：双链DNA中嘌呤碱的数目与嘧啶碱的数目_____。
【例】一个双链的DNA分子，其中A＝10%，则T、G、C的含量分别为________________。
相等，即A＝T，G＝C
相等
即A＋C（G）＝T＋G（C）＝50%。
，等于50%，
相等
10%、40%、40%
碱基互补配对原则的应用
和之比：
【例】一个双链DNA分子中：
（1）若其中一条链上(A+T)/(G+C)=m，则：互补链中该比值为________，整个DNA分子中该比值为________；
（2）其中一条链上(A+G)/(T+C)=n，则：互补链中该比值为________，整个DNA分子中该比值为________。
碱基互补配对原则的应用
碱基含量计算：
【例】一个双链DNA分子中，一条链中A的含量为20%，另一条链中A的含量为10%，则在整个分子中A的含量为多少？
【答案】15%
在双链DNA分子中，某种碱基的含量等于两条互补链中该碱基含量和的一半，即：
　A＝（A1＋A2）/2，（其它碱基同理）。

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