人教版高中生物必修二第三章第2节《DNA分子的结构》-课件-(共31张PPT)说课讲解.ppt

人教版高中生物必修二第人教版高中生物必修二第三章第三章第2 2节节DNADNA分子的分子的结构结构-课件课件-(-(共共3131张张PPT)PPT)DNADNA不朽的双螺旋不朽的双螺旋不朽的双螺旋不朽的双螺旋课题引入课题引入课题引入课题引入创设情境创设情境创设情境创设情境腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸A AT TC CG G脱脱氧氧核核苷苷酸酸单单链链一、探究模型一、探究模型构构建建过程程DNA的基本单位脱氧核苷酸模型构建法模型构建法 就是搭建模型就是搭建模型,也就是拼凑。就像小孩摆积木一样，在实验室里，用一些也就是拼凑。就像小孩摆积木一样，在实验室里，用一些圆球木棍等来构建分子结构模型。圆球木棍等来构建分子结构模型。这种方法在科学上发挥着重要的作用。这种方法在科学上发挥着重要的作用。二十世纪的四大发现：二十世纪的四大发现：宇观世界的宇宙大爆炸模型宇观世界的宇宙大爆炸模型 宏观世界的大地构造板块模型宏观世界的大地构造板块模型 微观世界的物质结构夸克模型微观世界的物质结构夸克模型 DNA分子的双螺旋结构模型分子的双螺旋结构模型鲍林（鲍林（1901.2.281994.8.191901.2.281994.8.19）是著名的量子化）是著名的量子化学家，他在化学的多个领域都有过重大贡献。曾学家，他在化学的多个领域都有过重大贡献。曾两次荣获诺贝尔奖（两次荣获诺贝尔奖（19541954年化学奖，年化学奖，19621962年和年和平奖），有很高的国际声誉。平奖），有很高的国际声誉。20世纪50年代，伦敦大学物理学家威尔金斯和化学家富兰克林得到了DNA的X射线晶体衍射图像。威尔金斯威尔金斯富兰克林富兰克林DNA衍射图谱X衍射技术是用衍射技术是用X光透过光透过物质的结晶体，使其在物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分可以用来推测晶体的分子排列。子排列。19511951年威尔金斯和富兰克林展示了一张年威尔金斯和富兰克林展示了一张DNADNA的的X X射线衍射图射线衍射图沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，从沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，从图上他断定图上他断定DNA的结构是一个规则的螺旋体。他打定主意要制的结构是一个规则的螺旋体。他打定主意要制作一个作一个DNA模型。他的这种想法得到了他的合作伙伴克里克的模型。他的这种想法得到了他的合作伙伴克里克的认可。于是他们两人便采用当时著名的化学家认可。于是他们两人便采用当时著名的化学家鲍林研究蛋白质鲍林研究蛋白质结构的模型构建法，结构的模型构建法，用纸和铁丝制作模型。用纸和铁丝制作模型。你第一眼看到此图认为你第一眼看到此图认为DNA应该是怎样的结构？应该是怎样的结构？构建方案生化学家生化学家查哥夫查哥夫A和和T的分子数的分子数相等，相等，G和和C的的分子数相等分子数相等两条链如何排列碱基怎样配对脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替排列在内侧交替排列在内侧碱基排在外侧碱基排在外侧CATCGCATCGCA碱碱基基外外侧侧排排列列模模型型脱氧核糖和磷酸交脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，替排列在外侧，碱基排在内部碱基排在内部,且同型碱基配对且同型碱基配对A与与A配对配对,T与与T配对，配对，C与与C配对配对,G与与G配对配对.碱碱基基内内侧侧同同型型配配对对模模型型ATCGATCGGGAAA AA AT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC C螺旋的内侧由碱螺旋的内侧由碱基构成，嘌呤与基构成，嘌呤与嘧啶相连，每对嘧啶相连，每对碱基对的长度单碱基对的长度单位相同位相同如如何何验验证证呢呢沃森和克里克搭建的模型与衍射图像一致 1953年沃森和克里克在Nature杂志上刊载论文核核酸酸的的分分子子结结构构模模型型脱脱氧氧核核糖糖核核酸酸的的一一个个结结构构模模型型引起了极大的轰动。被认为是“生物学的一个标志，开创了新的时代”。NatureNature杂志上发表的论文杂志上发表的论文杂志上发表的论文杂志上发表的论文情感升华情感升华情感目标情感目标在沃森和克里克的模型构建过程中借鉴了哪些科学家的哪些理论？涉及到了哪些学科？1、威尔金斯和富兰克林的DNA结晶的X射线衍射图谱（物理）2、查哥夫的碱基数量特点（化学）沃森：生物学家克里克：物理学家从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构二、二、观察观察DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型A AA AA AT TT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC CDNA双螺旋结构的主要特点（1 1）DNADNA分子是由两条分子是由两条反向反向平行平行的脱氧核苷酸长链盘旋的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。而成的。A AA AA AT TT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC C（1 1）DNADNA分子是由两条分子是由两条反向反向平行平行的脱氧核苷酸长链盘旋的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。而成的。（2 2）DNADNA分子中的分子中的脱氧核糖脱氧核糖和磷酸和磷酸交替连接，排列在外交替连接，排列在外侧，构成侧，构成基本骨架基本骨架；碱基碱基在在内侧。内侧。DNA双螺旋结构的主要特点A AA AA AT TT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC C（1 1）DNADNA分子是由两条分子是由两条反向反向平行平行的脱氧核苷酸长链盘旋的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。而成的。（2 2）DNADNA分子中的分子中的脱氧核糖脱氧核糖和磷酸和磷酸交替连接，排列在外交替连接，排列在外侧，构成侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在碱基在内侧内侧。（3 3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过氢键氢键连结起来形成碱基对，连结起来形成碱基对，且遵循且遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。三、DNA双螺旋结构的主要特点A AT TG GC C碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对氢键氢键 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对碱基对，且，且A只和只和T配对、配对、C只和只和G配配对，碱基之间的对，碱基之间的这种这种一一对应的关系一一对应的关系就叫做就叫做碱基互补配对原则碱基互补配对原则。下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，说出图中的名称的分子结构模式图，说出图中的名称12345678109GTCA1.胞嘧啶胞嘧啶2.腺嘌呤腺嘌呤3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.脱氧核糖脱氧核糖6.磷酸磷酸7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对碱基对9.氢键氢键10.一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段三、制作三、制作DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型你和我一样吗？你和我一样吗？多样性特异性稳定性(1)(1)稳定性：稳定性：规则的双螺旋结构，碱基配规则的双螺旋结构，碱基配对方式不变，基本骨架稳定不变。对方式不变，基本骨架稳定不变。(2)(2)多样性：碱基多样性：碱基(或脱氧核苷酸或脱氧核苷酸)的数目的数目有差异，有差异，碱基碱基(或脱氧核苷酸或脱氧核苷酸)的排列顺序的排列顺序多样。若多样。若DNADNA分子由分子由n n个碱基对构成，则可个碱基对构成，则可代表的遗传信息就有代表的遗传信息就有4 4n n种。种。(3)(3)特异性：碱基特异性：碱基(或脱氧核苷酸或脱氧核苷酸)特定的特定的排列顺序排列顺序代表了特定的遗传信息。代表了特定的遗传信息。DNADNA分子的特性：分子的特性：组成元素：组成元素：C.H.O.N.P C.H.O.N.P 组成单位：组成单位：脱氧核苷酸脱氧核苷酸 基本单位间以基本单位间以磷酸二酯键磷酸二酯键相连接。相连接。平面结构：特点：平面结构：特点：反向平行反向平行；外侧：外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列磷酸与脱氧核糖交替排列 构成基本骨架构成基本骨架 内侧：内侧：碱基通过氢键相连构成碱基对。碱基通过氢键相连构成碱基对。空间结构：空间结构：2 2条脱氧核苷酸链盘旋成条脱氧核苷酸链盘旋成 规则的双螺旋规则的双螺旋结构。结构。DNA DNA分子的结构分子的结构四、课堂小结设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。链。根据碱基互补配对原则根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ，A A2 2=T=T1 1，G G1 1=C=C2 2 ，G G2 2=C=C1 1。请证明在请证明在DNADNA双链中：双链中：A=T A=T，G=CG=CA A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链五、知识拓展五、知识拓展-练练碱基互补配对原则的应用因为：A=A1+A2,T=T1+T2又因为：A1=T2，A2=T1所以：A1+A2=T1+T2，A=T解析：解析：可引申为：可引申为：双链双链DNADNA分子中分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；非互补两碱基之和总相等，且为总碱基数的数；非互补两碱基之和总相等，且为总碱基数的1/21/2。A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1或或A+G/A+T+G+C=1/2A+G/A+T+G+C=1/2双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C的比值等于其中任何一条链的的比值等于其中任何一条链的A+T/G+CA+T/G+C的比值。的比值。A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A A2 2+T+T2 2GG2 2+C+C2 2=例题例题1 1、某双链某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占1/51/5，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：因为因为：DNA分子中，A+G=T+C。所以：A=1/21/5=3/10=a 双链双链DNADNA分子中分子中A+G/T+CA+G/T+C的比值为的比值为1 1，两，两条单链中条单链中A+G/T+CA+G/T+C的比值互为倒数。的比值互为倒数。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a例题例题2 2、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个，上述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是分子中分别是多少？多少？2.5 1A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链T+CA+G=1DNADNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算分子中的碱基互补配对原则的有关计算1.某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占22，那么，胞嘧啶的分子数占（）A11 B22 1.C28 D44CDNADNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算分子中的碱基互补配对原则的有关计算2、根据碱基互补配对原则，在AG时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（）CDNADNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算分子中的碱基互补配对原则的有关计算3、若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为（）A、a B、1/a C、1 D、11/a4、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为ACGT11.522.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为（）A 54 B 43 C 32 D 52AB