高中生物第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)一等獎(jiǎng)ppt課件

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1.通過(guò)分析材料，逐步構(gòu)建DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并概述其結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)。2.體會(huì)科學(xué)研究過(guò)程中的團(tuán)隊(duì)合作精神和學(xué)習(xí)精神，逐步落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)。
北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑
DNA為什么能夠成為高科技的標(biāo)志？它是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的？它又是怎樣決定生物性狀的？要解決這些問(wèn)題，首先要了解DNA的結(jié)構(gòu)。
沃森、克里克對(duì)DNA這個(gè)分子很感興趣。希望根據(jù)已知的化學(xué)知識(shí)，建立起它的實(shí)際結(jié)構(gòu)。
當(dāng)時(shí)科學(xué)家萊文已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了DNA的組成單位核苷酸，是磷酸上接上一個(gè)脫氧核糖，后者在接上四種含氮堿基（腺嘌呤A、鳥(niǎo)嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T之一）。
核苷酸通過(guò)磷酸連接到下一個(gè)糖，再連接到下一個(gè)磷酸，就這樣又一直連接下去。
材料一：在20世紀(jì)40年代阿斯特伯里通過(guò)X射線結(jié)晶衍射圖認(rèn)為，DNA分子是多聚核苷酸分子的長(zhǎng)鏈排列。在40年代末，威爾金斯的研究小組測(cè)定了DNA在較高溫度下的X射線衍射，初步認(rèn)識(shí)到DNA是一個(gè)螺旋形的結(jié)構(gòu)。
材料二：1951年，沃森被DNA的X射線晶體衍射圖分析報(bào)告吸引。他與克里克共同研究DNA的結(jié)構(gòu)。雖然受到自威爾金斯和弗蘭克林的報(bào)告的啟發(fā)，但是，DNA具體是一個(gè)什么樣的螺旋結(jié)構(gòu)，是雙鏈、三鏈還是四鏈的，沃森和克里克心中并沒(méi)有譜。在不得要領(lǐng)的情況下，沃森與克里克認(rèn)為DNA的螺旋結(jié)構(gòu)應(yīng)該是三螺旋，并由此展開(kāi)了“搭積木”游戲式的研究。最初，沃森與克里克千辛萬(wàn)苦地按照他們的理解把糖和磷酸置于中間，4種堿基位于外側(cè)，搭出了DNA三螺旋的結(jié)構(gòu)。他們認(rèn)為，這個(gè)模型與威爾金斯和弗蘭克林提供的X衍射圖比較吻合。
沃森和克里克將他們的最新重大成果透露給兩位權(quán)威威爾金斯和弗蘭克林，但是，在見(jiàn)到他們的所謂成果時(shí)，弗蘭克林當(dāng)頭對(duì)這兩位的成果潑了一盆涼水。弗蘭克林一針見(jiàn)血地指出了這一成果的缺陷，這個(gè)模型過(guò)分模仿水分子。他們把DNA的含水量少算了一半，于是第一次設(shè)立的模型宣告失敗。。也就是說(shuō)，DNA的螺旋結(jié)構(gòu)并不是三螺旋。
材料三：前面的科學(xué)家萊文提出了正確的核苷酸化學(xué)結(jié)構(gòu)，但是，他提出DNA由四種核苷酸一組連接成DNA分子。即是固定的重復(fù)序列。如果如萊文所說(shuō)，DNA是不會(huì)聰明到可以攜帶遺傳信息的，而之前科學(xué)家艾弗里的論文已經(jīng)證實(shí)DNA必定是“聰明”的。沃森克里克認(rèn)為，核苷酸的次序有變化才有道理。這樣才能攜帶遺傳信息。
另外一個(gè)科學(xué)家，查伽夫認(rèn)為DNA不會(huì)只是單純的四核苷酸重復(fù)而已。如果萊文的四核苷酸理論是正確的話，則ATGC四種堿基在所有生物的DNA中含量相等才對(duì)，但實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，事實(shí)并非如此。
查伽夫的堿基比例是沃森克里克解開(kāi)DNA結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)重要線索
3.2 DNA的結(jié)構(gòu) 人教版（2019）高中生物必修二課件(共28張PPT)
材料四：查哥夫提供的信息讓沃森和克里克興奮不已，他們構(gòu)建了一個(gè)將磷酸和脫氧核糖放在外側(cè)，把堿基置于中間的模型，這個(gè)模型中，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，DNA兩條鏈的方向是相反的。當(dāng)他們把這個(gè)金屬材料制作的模型與拍攝的X射線衍射照片比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。1953年4月25日《自然》雜志發(fā)表了沃森與克里克的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)假說(shuō)的短文。沃森和克里克終于完成了一項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的偉大工作，1962年，沃森、克里克獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
討論：根據(jù)以上幾則資料，回答有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題。（1）DNA由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？（2）DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于DNA的什 么部位？（3）DNA中的堿基是如何配對(duì)的？它們位于DNA的什么部位？（4）沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋的故事，是科學(xué)家合作研究的典 范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你哪些啟示？
組成元素：C H O N P
DNA的基本組成單位：
（1）整體：DNA分子是由 條 的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤(pán)旋而成的 結(jié)構(gòu)。
（2）外側(cè)：DNA分子中 的 和 交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；
（3）內(nèi)側(cè)：兩條鏈上的堿基排列在內(nèi)側(cè)通過(guò) 連結(jié)，形成 ，且遵循堿基 原則。
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)
兩條長(zhǎng)鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。
長(zhǎng)鏈中的堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。
DNA分子的特異性就體現(xiàn)在特定的堿基（對(duì)）排列順序中。
（1）多樣性：堿基對(duì)的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。
在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，堿基對(duì)有：A—T、T—A、G—C、C—G。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算DNA分子有多少種？
每種DNA分子都有特定的堿基對(duì)排列順序，代表了特定的遺傳信息。
規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)（基本骨架和堿基對(duì)之間的氫鍵）加強(qiáng)了DNA的穩(wěn)定性。
有關(guān)DNA中的堿基計(jì)算
1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？
因?yàn)镈NA分子中，A+G=T+C。所以，
A=50%–23%=27%
2、在DNA的一個(gè)單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少？若DNA的一個(gè)單鏈中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少？
2.5 1 ;
0.4 0.4
3、某DNA分子的腺嘌呤數(shù)占22％，那么，胞嘧啶的分子數(shù)占（ ） A．11％ B．22％ C．28％ D．44％
4、根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在A≠G時(shí)，雙鏈DNA分子中，下列四個(gè)式子中正確的是（ ）