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

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1、成 才 之 路 生 物路 漫 漫 其 修 遠(yuǎn) 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 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 定 位2 課 前 自 主 探 究3 教 材 問 題 釋 疑4 課 堂 合 作 探 究5 思 維 創(chuàng) 新 升 華6 方 法 技 巧 探 究7 課 堂 知 識 構(gòu) 建8 課 時 作 業(yè)9本 節(jié) 主 攻 要 點1 本 節(jié) 主 攻 要 點 1 DNA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

2、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 A G T C。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。 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 定 位 目標(biāo)導(dǎo)航：1 了 解 DNA雙

3、 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 模 型 的 構(gòu) 建 歷 程 。2 理 解 DNA分 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) 。 課 前 自 主 探 究 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(xué) 家 _和 英 國 物 理 學(xué) 家_。預(yù) 習(xí) 導(dǎo) 學(xué)沃 森 克 里 克 2 構(gòu) 建 過 程 ：DNA衍 射 A、 G 、 C、 T 螺 旋 堿 基 磷

4、 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) 1 DNA分 子 的 結(jié) 構(gòu) 層 次 ：(1)基 本 組 成 元 素 ： _。(2)組 成 物 質(zhì) ： _， _， _。(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 2 DNA分 子 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 ：(1)基 本 骨 架 ： 由 _和 _交 替 連 接 組 成 。(2)

5、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 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 教 材 問 題 釋 疑 (一 )問 題 探 討提 示 ： 本 節(jié) 的 問 題 探 討 主 要 是 培 養(yǎng) 學(xué) 生 收 集 資 料 ， 討 論 交流 的 能 力 。(二

6、)思 考 與 討 論1 提 示 ： 主 要 涉 及 物 理 學(xué) (主 要 是 晶 體 學(xué) )、 生 物 化 學(xué) 、 數(shù)學(xué) 和 分 子 生 物 學(xué) 等 學(xué) 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(xué) 計 算 法 、 建 構(gòu) 模 型 的 方 法 等 。現(xiàn) 代 科 學(xué) 技 術(shù) 中 許 多 成 果 的 取 得 ， 都 是 多 學(xué) 科 交 叉 運 用 的 結(jié)果 ； 反 過 來 ， 多 學(xué) 科 交 叉 的 運 用 ， 又 會 促 進 學(xué) 科 的 發(fā) 展 ， 誕 生新 的 邊 緣 學(xué) 科 ， 如 生 物 化 學(xué) 、 生 物 物

7、理 學(xué) 等 。 2 提 示 ： 要 善 于 利 用 他 人 的 研 究 成 果 和 經(jīng) 驗 ； 要 善 于 與他 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)1 DNA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 萬 化 的 。 堿 基 對 千 變 萬 化 的 排 列 順 序 使 DNA儲 存 了大 量 的 遺 傳 信 息 。2

8、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(xué) 生 的 要 求 )。 課 堂 合 作 探 究 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 2 DNA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 是 53， 另 一 條 走 向 是35， 有 規(guī) 則

9、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(yīng) 的 有 四 種 脫 氧 核 苷 酸 ；三 種 物 質(zhì) ： 磷 酸 、 脫 氧

10、 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(yīng) 用 ： 在 雙 鏈 DNA分 子 中 ， 四 種堿 基 的 比 例 和 為 1；(2)A T C G 1； A T， C G ， A G C T AC G T 總 堿 基 數(shù) 的 1/2；(3)互 補 堿 基 之 和 的 比 例 (A T) :(C G)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

11、如 (A C) :(T C)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(dǎo) 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

12、%，則鏈中G占該鏈的比例為54%28%26%，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

13、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 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)

14、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(yīng) 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 A T、 C G 、 TA、 G C四 種

15、堿 基 對 排 列 ， 領(lǐng) 悟 DNA分 子 的 多 樣 性 。 典 例 導(dǎo) 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：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。 思 維 創(chuàng) 新 升 華 關(guān)于堿基互補配對規(guī)律的有關(guān)計算問題 方 法 技 巧 探 究 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(yīng) 4種 堿 基

16、 ， 同 時 由 于 堿 基 排列 順 序 的 不 同 ， 導(dǎo) 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(yán)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(fù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)予以矯正。(5)整個制作過程中，各零件之間的連接應(yīng)保持足夠的牢固性，以免旋轉(zhuǎn)時零件脫落。 課 堂 知 識 構(gòu) 建