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(共35张PPT)
第2节 DNA的结构
（第一课时）
第三章基因的本质
目标
01
02
03
理解并掌握DNA分子的结构特点，并掌握有关的计算规律（科学思维)
在DNA结构的认识过程中，充分体现了科学家们痴迷科学、崇尚真理的科学精神
（社会责任）
学习目标
DNA结构特点体现了生命的物质性，DNA结构模型的构建可以提高学生探究能力、合作能力和动手能力。（生命观念、科学探究）
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
温故知新：DNA是主要的遗传物质
问题1:DNA是怎样储存遗传信息的呢？如何决定性状的？
坐落在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。
1953年，美国科学家沃森（J．D.Watson）和英国科学家克里克（F.Crick），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型，它标志着生物学的研究进入分子的层次，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。
情景材料一
问题2:你知道为什么将它作为高科技的标志吗？
归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家？
DNA基本骨架由哪些物质构成？它们分别位于DNA什么部位？
DNA由几条链组成？具有怎样的立体结构？
DNA中碱基如何配对？它们位于DNA什么部位？
2
3
4
1
合作探究一：请同学们自主阅读教材P48-50，小组合作思考讨论完成问题。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建（视频）
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
卡文迪什实验室
沃森
情景材料一
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
沃森
（J. D.Watson，1928-）
我能帮你理解生物学内容
我能帮你理解晶体学原理
克里克
（F. Crick，1916-2004）
情景材料一
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
情景材料二
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。
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
腺嘌呤脱氧核苷酸
1′
2′
4′
5′
3′
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
情景材料三
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。
为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
情景材料四
沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋形的。他们先后建构了多种不同双螺旋、三螺旋模型。
DNA是螺旋结构
双螺旋
三螺旋
都被否定
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
情景材料五
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。据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型。脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧，A和T配对，C和G配对。
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T,C的量等于G。
修正、重建
沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
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。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
情景材料五
1962年，沃森、克里克、威尔金斯三人共享了当年的诺贝尔生理与医学奖，获奖理由为发现DNA为双螺旋分子结构。
威尔金斯
克里克
沃森
问题3:你知道为什么富兰克林（R.E.Franklin）没有获得诺贝尔学奖吗？
　实战训练　
1.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
　实战训练　
2.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于
①证明DNA是遗传物质
②确定DNA是染色体的组成成分
③发现DNA如何储存遗传信息
④解释A、T、G、C的数量关系
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
脱氧核苷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
5’
1’
2’
3’
4’
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1’-C，
与磷酸基团相连的碳叫作5’-C。
C、H、O、N、P
二、DNA的结构
1.DNA的基本单位：
3.脱氧核苷酸的组成：
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
2.DNA的元素组成：
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
5'
3'
5'
3'
二、DNA的结构
4.DNA的结构特点：
链数
方向
结构
双螺旋结构
反向平行
两条脱氧核苷酸链
一条：5’→3’; 另一条：3’→5’
5'
3'
5'
3'
磷酸二酯键
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
二、DNA的结构
4.DNA的结构特点：
外侧
内侧
脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
碱基对
二、DNA的结构
4.DNA的结构特点：
C
T
T
G
A
C
A
G
碱基对
配对规律
两条链的碱基通过氢键连接配对
碱基互补配对原则：A与T配对；G与C配对
氢键
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对， 且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系。
G C比例越高，DNA的热稳定性越高
二、DNA的结构
5.DNA的结构特性：
稳定性
①两条链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构
②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架
③内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则。
C
T
T
G
A
C
A
G
二、DNA的结构
5.DNA的结构特性：
①每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
C
T
T
G
A
C
A
G
特异性
二、DNA的结构
5.DNA的结构特性：
①碱基对的数量不同、排列顺序的千变万化。
C
T
T
G
A
C
A
G
多样性
问题4: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？
44000
种类
数目
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、T、C、G
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
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
课堂小结
　实战训练　
3.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3',那么它的互补链的序列是
A.5'-CTATGG-3' B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
　实战训练　
4.下面对DNA结构的叙述,错误的是(　　)。
A.DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧
B.DNA中的两条链反向平行
C.DNA中的氢键数目和碱基数目一定相等
D.DNA中在两条链的5'-端具有2个游离的磷酸基团
　实战训练　
5.有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成是（ ）
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶
　实战训练　
6.下图表示DNA分子结构的片段，下列叙述正确的是（ ）
A．①处为T，④为胸腺嘧啶核糖核苷酸
B．正常情况下，该DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等
C．该片段中共包含了8个脱氧核苷酸、5种碱基
D．若该DNA分子中A、T碱基对的比例较高，热稳定性较高
　实战训练　
7.下图为某DNA分子的部分结构示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．DNA分子中的每个磷酸都连接2个脱氧核糖
B．④的化学名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．②和③交替连接构成了DNA分子的基本骨架
D．DNA分子是所有生物的遗传物质
　实战训练　
8.下图为大肠杆菌DNA分子(片段)的结构示意图。下列说法正确的是(　　)
A.两条链反向平行,图中1代表的结构有四种
B.图中2代表脱氧核糖,其中含有四个碳原子
C.图中3为含氮碱基,可代表G或C
D.DNA分子的多样性与图中1、2交替连接有关
三、制作DNA双螺旋结构模型
　实战训练　
9．根据DNA分子双螺旋结构进行推理，下列推论正确的是（ ）
A．A和T含量高的DNA分子更加稳定
B．遗传信息多样性的原因是DNA分子中碱基种类的多样性
C．不同DNA分子中（A+G）/（T+C）的值不同，这体现了DNA分子的多样性
D．脱氧核糖与磷酸交替连接构成基本骨架，是DNA分子结构稳定的基础
　实战训练　
10.下图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是(　　)
A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或b
B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个
C.相邻脱氧核苷酸之间
通过化学键②连接起来
D.从碱基上看，缺少的碱基是T
　实战训练　
11.下列关于DNA结构的叙述，不正确的是(　　)
A.每个DNA中通常都含有四种脱氧核苷酸
B.DNA的两条链反向平行
C.DNA两条链上的碱基以氢键相连，A与T配对，G与C配对，且 A—T之间有两个氢键
D.每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
　实战训练　
12.用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是(　　)
A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对
B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2

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