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(共35張PPT)
第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)
（第一課時）
第三章基因的本質(zhì)
目標
01
02
03
理解并掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)特點，并掌握有關(guān)的計算規(guī)律（科學思維)
在DNA結(jié)構(gòu)的認識過程中，充分體現(xiàn)了科學家們癡迷科學、崇尚真理的科學精神
（社會責任）
學習目標
DNA結(jié)構(gòu)特點體現(xiàn)了生命的物質(zhì)性，DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建可以提高學生探究能力、合作能力和動手能力。（生命觀念、科學探究）
DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質(zhì)
RNA是TMV的遺傳物質(zhì)
DNA是細胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)
RNA是RNA病毒的遺傳物質(zhì)
更多實驗證據(jù)
更多實驗證據(jù)
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子
肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗
T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗
格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗
轉(zhuǎn)化因子是什么
溫故知新：DNA是主要的遺傳物質(zhì)
問題1:DNA是怎樣儲存遺傳信息的呢？如何決定性狀的？
坐落在北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑，以它簡潔而獨特的雙螺旋造型吸引著過往行人。
1953年，美國科學家沃森（J．D.Watson）和英國科學家克里克（F.Crick），共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，它標志著生物學的研究進入分子的層次，在生物學的發(fā)展中具有里程碑式的意義。
情景材料一
問題2:你知道為什么將它作為高科技的標志嗎？
歸納出對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)做出貢獻的科學家？
DNA基本骨架由哪些物質(zhì)構(gòu)成？它們分別位于DNA什么部位？
DNA由幾條鏈組成？具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？
DNA中堿基如何配對？它們位于DNA什么部位？
2
3
4
1
合作探究一：請同學們自主閱讀教材P48-50，小組合作思考討論完成問題。
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建（視頻）
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
思考.討論
卡文迪什實驗室
沃森
情景材料一
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
思考.討論
沃森
（J. D.Watson，1928-）
我能幫你理解生物學內(nèi)容
我能幫你理解晶體學原理
克里克
（F. Crick，1916-2004）
情景材料一
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
思考.討論
情景材料二
20世紀30年代，科學家認識到：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。
鳥嘌呤脫氧核苷酸
胞嘧啶脫氧核苷酸
胸腺嘧啶脫氧核苷酸
腺嘌呤脫氧核苷酸
1′
2′
4′
5′
3′
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
思考.討論
情景材料三
1951年11月，英國生物物理學家威爾金斯（M.Wilkins）和同事富蘭克林（R.E.Franklin）應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。
為推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實驗依據(jù)。
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
思考.討論
情景材料四
沃森和克里克推測出DNA分子呈螺旋形的。他們先后建構(gòu)了多種不同雙螺旋、三螺旋模型。
DNA是螺旋結(jié)構(gòu)
雙螺旋
三螺旋
都被否定
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
思考.討論
情景材料五
1952年，奧地利生物化學家查哥夫（E.Chargaff）發(fā)現(xiàn)：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鳥嘌呤的量等于胞嘧啶的量。據(jù)此，沃森和克里克構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。脫氧核糖-磷酸骨架排列在外側(cè)，堿基在內(nèi)側(cè)，A和T配對，C和G配對。
嘗試建立多種不同的模型：雙螺旋、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
沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
驗證
DNA具有恒定的直徑；能解釋4種堿基的數(shù)量關(guān)系；制作的模型與DNA的X射線衍射照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。
一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
思考.討論
情景材料五
1962年，沃森、克里克、威爾金斯三人共享了當年的諾貝爾生理與醫(yī)學獎，獲獎理由為發(fā)現(xiàn)DNA為雙螺旋分子結(jié)構(gòu)。
威爾金斯
克里克
沃森
問題3:你知道為什么富蘭克林（R.E.Franklin）沒有獲得諾貝爾學獎嗎？
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
1.下列關(guān)于威爾金斯、沃森和克里克、富蘭克林、查哥夫等人在DNA結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建方面的突出貢獻的說法，正確的是
A.威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的電子顯微鏡圖像
B.沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
C.查哥夫提出了A與T配對、C與G配對的正確關(guān)系
D.富蘭克林和查哥夫發(fā)現(xiàn)DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
2.1953年，沃森和克里克構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，其重要意義在于
①證明DNA是遺傳物質(zhì)
②確定DNA是染色體的組成成分
③發(fā)現(xiàn)DNA如何儲存遺傳信息
④解釋A、T、G、C的數(shù)量關(guān)系
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
脫氧核苷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
堿基
磷酸
5’
1’
2’
3’
4’
脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1’-C，
與磷酸基團相連的碳叫作5’-C。
C、H、O、N、P
二、DNA的結(jié)構(gòu)
1.DNA的基本單位：
3.脫氧核苷酸的組成：
一分子磷酸
一分子脫氧核糖
一分子含氮堿基
A
腺嘌呤
G
鳥嘌呤
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
2.DNA的元素組成：
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
5'
3'
5'
3'
二、DNA的結(jié)構(gòu)
4.DNA的結(jié)構(gòu)特點：
鏈數(shù)
方向
結(jié)構(gòu)
雙螺旋結(jié)構(gòu)
反向平行
兩條脫氧核苷酸鏈
一條：5’→3’; 另一條：3’→5’
5'
3'
5'
3'
磷酸二酯鍵
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
二、DNA的結(jié)構(gòu)
4.DNA的結(jié)構(gòu)特點：
外側(cè)
內(nèi)側(cè)
脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架
堿基對
二、DNA的結(jié)構(gòu)
4.DNA的結(jié)構(gòu)特點：
C
T
T
G
A
C
A
G
堿基對
配對規(guī)律
兩條鏈的堿基通過氫鍵連接配對
堿基互補配對原則：A與T配對；G與C配對
氫鍵
嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對， 且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系。
G C比例越高，DNA的熱穩(wěn)定性越高
二、DNA的結(jié)構(gòu)
5.DNA的結(jié)構(gòu)特性：
穩(wěn)定性
①兩條鏈反向平行盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)
②外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接成基本骨架
③內(nèi)側(cè)：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，遵循堿基互補配對原則。
C
T
T
G
A
C
A
G
二、DNA的結(jié)構(gòu)
5.DNA的結(jié)構(gòu)特性：
①每個DNA分子中堿基對的特定排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。
C
T
T
G
A
C
A
G
特異性
二、DNA的結(jié)構(gòu)
5.DNA的結(jié)構(gòu)特性：
①堿基對的數(shù)量不同、排列順序的千變?nèi)f化。
C
T
T
G
A
C
A
G
多樣性
問題4:在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，堿基對有：A—T、T—A、G—C、C—G。請同學們計算DNA分子有多少種？
44000
種類
數(shù)目
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
五種元素：
C、H、O、N、P
四種堿基：
A、T、C、G
三種物質(zhì)：
兩條長鏈：
一種螺旋：
規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)
磷酸、脫氧核糖、含氮堿基
兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈
氫鍵關(guān)系:
A=T G≡C
課堂小結(jié)
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
3.一條DNA單鏈的序列是5'-GATACC-3',那么它的互補鏈的序列是
A.5'-CTATGG-3' B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
4.下面對DNA結(jié)構(gòu)的敘述,錯誤的是(　　)。
A.DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè)
B.DNA中的兩條鏈反向平行
C.DNA中的氫鍵數(shù)目和堿基數(shù)目一定相等
D.DNA中在兩條鏈的5'-端具有2個游離的磷酸基團
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
5.有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有一個腺嘌呤，則它的其他組成是（ ）
A．三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶
B．二個磷酸、二個脫氧核糖和一個胞嘧啶
C．二個磷酸、二個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶
D．二個磷酸、二個脫氧核糖和一個尿嘧啶
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
6.下圖表示DNA分子結(jié)構(gòu)的片段，下列敘述正確的是（ ）
A．①處為T，④為胸腺嘧啶核糖核苷酸
B．正常情況下，該DNA分子中的嘌呤數(shù)與嘧啶數(shù)相等
C．該片段中共包含了8個脫氧核苷酸、5種堿基
D．若該DNA分子中A、T堿基對的比例較高，熱穩(wěn)定性較高
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
7.下圖為某DNA分子的部分結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是（ ）
A．DNA分子中的每個磷酸都連接2個脫氧核糖
B．④的化學名稱是胞嘧啶脫氧核糖核苷酸
C．②和③交替連接構(gòu)成了DNA分子的基本骨架
D．DNA分子是所有生物的遺傳物質(zhì)
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
8.下圖為大腸桿菌DNA分子(片段)的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是(　　)
A.兩條鏈反向平行,圖中1代表的結(jié)構(gòu)有四種
B.圖中2代表脫氧核糖,其中含有四個碳原子
C.圖中3為含氮堿基,可代表G或C
D.DNA分子的多樣性與圖中1、2交替連接有關(guān)
三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
9．根據(jù)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)進行推理，下列推論正確的是（ ）
A．A和T含量高的DNA分子更加穩(wěn)定
B．遺傳信息多樣性的原因是DNA分子中堿基種類的多樣性
C．不同DNA分子中（A+G）/（T+C）的值不同，這體現(xiàn)了DNA分子的多樣性
D．脫氧核糖與磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，是DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
10.下圖表示某同學在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時，制作的一條脫氧核苷酸鏈，下列表述不正確的是(　　)
A．能表示一個完整脫氧核苷酸的是圖中的a或b
B．圖中與每個五碳糖直接相連的堿基只有1個
C.相鄰脫氧核苷酸之間
通過化學鍵②連接起來
D.從堿基上看，缺少的堿基是T
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
11.下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是(　　)
A.每個DNA中通常都含有四種脫氧核苷酸
B.DNA的兩條鏈反向平行
C.DNA兩條鏈上的堿基以氫鍵相連，A與T配對，G與C配對，且 A—T之間有兩個氫鍵
D.每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基
　實戰(zhàn)訓(xùn)練　
12.用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如表所示,下列說法正確的是(　　)
A.最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,5個脫氧核苷酸對
B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵
C.DNA中每個脫氧核糖均與1分子磷酸相連
D.最多可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA
卡片類型 脫氧核糖 磷酸 堿基 A T G C
卡片數(shù)量 10 10 2 3 3 2

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