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1、成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 必修2,基因的本質(zhì),第三章,第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu),第三章,1DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)： (1)兩條鏈反向平行； (2)脫氧核糖和磷酸交替連接，排列于外側(cè)，構(gòu)成基本骨架； (3)堿基通過氫鍵連接成堿基對，排列在內(nèi)側(cè)。 2雙鏈DNA分子中，嘌呤堿基數(shù)嘧啶堿基數(shù)，即AGTC。 3互補堿基之和的比例在DNA的任何一條鏈及整個DNA分子中都相等。,4在DNA分子中，含GC堿基對越多的DNA分子相對越穩(wěn)定。 5非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，而在整個DNA分子中比值為1。,目標導航： 1了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程。 2理解DNA分
2、子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點。(重、難點) 3明確DNA分子的多樣性和特異性。(重點),問題探究：你知道DNA分子的結(jié)構(gòu)是怎樣的嗎？ 提示：DNA的結(jié)構(gòu)是一種規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。,一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1構(gòu)建者：美國生物學家________和英國物理學家________。,預 習 導 學,沃森,克里克,2構(gòu)建過程：,DNA衍射,A、G、C、T,螺旋,堿基,磷酸脫氧核糖骨架,堿基,A===T,G===C,A與T,G與C,二、DNA分子的結(jié)構(gòu),,1DNA分子的結(jié)構(gòu)層次： (1)基本組成元素：_____________________________。 (2)組成物質(zhì)： ____________，
3、____________， ____________。 (3)基本組成單位：________________，共________種。 (4)整體結(jié)構(gòu)：由________條長鏈反向平行按________方式盤旋而成。,C、H、O、N、P,磷酸基團,脫氧核糖,含氮堿基,脫氧核糖核苷酸,4,2,雙螺旋,2DNA分子的結(jié)構(gòu)特點： (1)基本骨架：由____________和________交替連接組成。 (2)內(nèi)側(cè)：堿基之間通過________連接，且遵循______________原則。根據(jù)此原則寫出各序號代表的堿基種類。 ：______：______：______：______,脫氧核糖,磷酸,氫
4、鍵,堿基互補配對,A,G,C,T,在整個雙鏈DNA分子中，嘌呤總數(shù)是否等于嘧啶總數(shù)？在一條單鏈中上述關(guān)系還成立嗎？ 提示：是；否。,思 維 激 活,(一)問題探討 提示：本節(jié)的問題探討主要是培養(yǎng)學生收集資料，討論交流的能力。 (二)思考與討論 1提示：主要涉及物理學(主要是晶體學)、生物化學、數(shù)學和分子生物學等學科的知識。涉及的方法主要有：X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法，其中包括數(shù)學計算法、建構(gòu)模型的方法等?，F(xiàn)代科學技術(shù)中許多成果的取得，都是多學科交叉運用的結(jié)果；反過來，多學科交叉的運用，又會促進學科的發(fā)展，誕生新的邊緣學科，如生物化學、生物物理學等。,2提示：要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗；要善于與
5、他人交流和溝通，閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的；研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對所從事的研究要有興趣和激情等。,(三)模型建構(gòu) 1DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基對的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基對千變?nèi)f化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。 2提示：(1)靠DNA分子堿基對之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián)；(2)在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，由于堿基對平面之間相互靠近，形成了與堿基對平面垂直方向的相互作用力(該點可不作為對學生的要求)。,1.DNA的結(jié)構(gòu)單位：脫氧核苷酸(4種),DNA分子的結(jié)構(gòu),要 點 歸 納,,2DNA的空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) (1)DNA雙鏈反向平行：一條走向
6、是53，另一條走向是35，有規(guī)則地盤繞成雙螺旋。 (2)外側(cè)磷酸與脫氧核糖交替排列，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。 (3)堿基互補配對原則：腺嘌呤(A)通過兩個氫鍵與胸腺嘧啶(T)配對，鳥嘌呤(C)通過三個氫鍵與胞嘧啶(C)配對。,歸納總結(jié) DNA結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”記憶 五種元素：C、H、O、N、P； 四種堿基：A、G、C、T，相應的有四種脫氧核苷酸； 三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基； 兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈； 一個螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。,3雙鏈DNA分子中堿基數(shù)量關(guān)系 (1)堿基互補配對原則的應用：在雙鏈DNA分子中，四種堿基的比例和為1； (2)ATCG1；A
7、T，CG，AGCTACGT總堿基數(shù)的1/2； (3)互補堿基之和的比例(AT) :(CG)在已知鏈、互補鏈和整個DNA分子中相等；非互補堿基和的比值如(AC) :(TC)在已知鏈與互補鏈間互為倒數(shù)，在整個DNA分子中該比值為1； (4)在一個雙鏈DNA分子中，某堿基占堿基總量的百分數(shù)等于每條鏈中的平均值。,DNA分子中，A與T之間有兩個氫鍵，C與G之間有三個氫鍵，因此CG對相對含量多的DNA分子熱穩(wěn)定性高。,典 例 導 析,解析整個DNA中的GC占整個DNA堿基總數(shù)的54%，則鏈上的GC占該鏈堿基總數(shù)的比例也為54%，又知鏈中胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)比為28%，則鏈中G占該鏈的比例為54%28%2
8、6%，則與之互補的鏈中胞嘧啶占鏈堿基總數(shù)的比例也為26%，而鏈堿基總數(shù)為雙鏈DNA總堿基數(shù)的一半，由此推出鏈中胞嘧啶占DNA分子總堿基的比例為：26%/213%。 答案A,答案A,1.制作原理：DNA的脫氧核苷酸雙鏈反向平行，磷酸與脫氧核糖交替連接排列在外側(cè)。堿基排列在內(nèi)側(cè)，堿基對通過氫鍵連接，堿基互補配對。 2設(shè)計模型：繪出DNA模型的設(shè)計圖；確定制作的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的大小(如高度與直徑的比例)、維系立體結(jié)構(gòu)的方法；選擇代表磷酸、脫氧核糖、堿基的材料等。,制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,要 點 歸 納,3制作模型 (1)使用各種材料分別“制作”若干個磷酸、脫氧核糖、堿基；將各種配件整合在
9、一起，并連接成脫氧核苷酸鏈；連接兩條脫氧核苷酸鏈，拼成DNA分子平面結(jié)構(gòu)圖；再“旋轉(zhuǎn)”成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 (2)根據(jù)設(shè)計計劃，對制作的DNA分子雙螺結(jié)構(gòu)模型進行檢查，對模型的不足加以修正。,需要注意的問題 1熟悉制作模型用的各種零件代表的物質(zhì)，寫出4種堿基的字母名稱。 2兩條鏈的長度、堿基總數(shù)一致，堿基互補、方向相反。 3磷酸、脫氧核糖、堿基三者之間的連接部位要正確。 4制作中各零件連接應牢固，避免旋轉(zhuǎn)中脫落。 5各組模型制作以不同數(shù)量和順序的AT、CG、TA、GC四種堿基對排列，領(lǐng)悟DNA分子的多樣性。,典 例 導 析,解析此題主要考查動手制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的實際操作能力，具體分析如下：
10、 答案A,,答案B,解析同一條脫氧核苷酸鏈中的相鄰堿基A與T通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接，如圖所示。,,關(guān)于堿基互補配對規(guī)律的有關(guān)計算問題,案例分析DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，所以有兩條鏈，并且兩條鏈之間是反向平行的。它們之間遵循堿基互補配對原則并通過氫鍵連接，每一個堿基位置對應4種堿基，同時由于堿基排列順序的不同，導致DNA分子結(jié)構(gòu)具有多樣性和特異性。,技法提煉制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的注意事項 (1)嚴格按照實驗操作程序，按結(jié)構(gòu)層次從小到大，從簡單到復雜依次完成。 (2)制作磷酸、脫氧核糖和含氮堿基的模型時，注意各分子的大小比例。 (3)制作含氮堿基模型時，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的一端應剪成相互吻合的形狀；同理，鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的一端也剪成另一種吻合的形狀。這兩種堿基對模型的長度應相等，以保證DNA分子中兩條鏈之間的距離相等。,(4)旋轉(zhuǎn)平面結(jié)構(gòu)模型構(gòu)成立體結(jié)構(gòu)時，如發(fā)現(xiàn)某結(jié)構(gòu)部件有扭曲現(xiàn)象，應予以矯正。 (5)整個制作過程中，各零件之間的連接應保持足夠的牢固性，以免旋轉(zhuǎn)時零件脫落。,
高中生物 第3章 第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)課件 新人教版必修2.ppt
