沪科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二节 DNA 分子的结构课文内容ppt课件

导入新课

播放视频《DNA分子的结构》

科学家发明了一项以DNA为介质的数据存储新技术。与现有的各类存储介质相比，DNA 能够储存更多的信息。DNA 作为生物的遗传物质，能够携带大量控制生物生长、发育和繁殖的遗传信息，这是由 DNA 分子的特定结构决定的。

提出问题

为什么 DNA分子特定的结构适合于储存遗传信息?

遗传信息以什么形式储存在 DNA分子上?

DNA分子是如何保证遗传信息稳定保存的?

课前查阅资料，观看视频《DNA分子的结构》，初步了解DNA分子的结构，提出问题，分析问题。

 通过观看视频，让学生初步了解DNA分子的复制，提出社会热点问题，联系生活实例，激发学生的学习兴趣。

讲授新课

一、DNA 分子由四种脱氧核苷酸构成

1.科学家用 DNA酶处理 DNA 得到________，即 DNA由 _____________构成。

2.每个脱氧核苷酸由一分子__________、一分子____________和一分子____________结合而成，含氮碱基与磷酸基团分别连接在脱氧核糖上。

3.组成脱氧核苷酸的含氮碱基有4种，分别是________________（A）、___________（G）、_____________（C）和________________（T）。

4.由于所含碱基不同，脱氧核苷酸也就有 _________种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、_______________________、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

5.DNA 分子就是由____________以一定的顺序聚合形成的______________________。

二、DNA分子具双螺旋结构

1.DNA 分子是由 _____________按一定顺序连接而成的生物大分子，具有特定的_______，能够储存_______________。

2.经典再现：DNA 分子结构模型的建立

【资料1】

英国女科学家富兰克林（R. Frankln）运用X射线衍射技术研究 DNA结构时，于1951年获得了一幅衍射图像。这幅图对建立 DNA分子的结构模型起到了至关重要的作用。

【资料2】

 20世纪 40年代，科学家发现不同物种的 DNA 分子中碱基数目及比例有差异，但同一生物体内不同细胞的 DNA分子中碱基数目及比例相同。表1-1是当时测定的几种生物 DNA分子中4 种碱基的数量关系。到50年代，科学家已确定，在 DNA分子中，碱基A的数量等于碱基T的数量，碱基G的数量等于碱基 C的数量。

【资料3】

美国科学家沃森（J.Watson）和英国科学家克里克（F.Crick）以富兰克林等人提供的 DNA衍射图像的有关数据为依据，推算出 DNA分子呈螺旋结构。他们尝试构建了各种不同的结构模型，但很快就被否定。直到1952 年，他们从其他科学家那里了解到 DNA 分子中碱基数量的规律，才终于成功构建了DNA双螺旋结构模型，并于1953年在英国《自然》杂志上发表，论文标题为"核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型"。

分析讨论

1. 通过以上资料，你认为现代科学的发展具有哪些特点?

提示：本文对现代科学技术发展的特点和趋势进行了初步分析，科学技术正在呈现出前所未有的加速发展、社会化和数学化的特点，以及科学的整体化、技术的综合化、科学技术与社会经济一体化等趋势，探讨现代科学技术的发展趋势，对于寻求科学技术发展的路径和机遇，从而推动科学技术和社会的发展具有重要意义.

2.表1-1显示出 DNA分子中各种碱基的数目比例有什么规律?如何解释这种规律?

提示：在不同生物的DNA中A+G/T+C的比例等于1，不同生物体内的A+T/G+C比例不同，生物DNA中A=T,G=C。DNA严格遵循碱基互补配对原则。

3.若2个生物的DNA中碱基数（A+T）/（G+C）值相同，能说明它们是同种生物吗? 4. 依据 DNA 分子结构模型，思考一下 DNA分子作为遗传物质具有哪些特征。

提示：即使A+T/G+C比例相同，也不能说明是同一种生物，碱基的排列顺序不同。

4.依据 DNA分子结构模型，思考一下 DNA分子作为遗传物质具有哪些特征。

提示：稳定性：双螺旋结构，两条链之间有氢键相连(A、T之间两根氢键，G、C之间三根氢键)。多样性：假设一条DNA有n个碱基对，那么这个DNA有4'种序列。

特异性：自然状态下，不同物种、不同个体之间，DNA的序列一般不尽相同。

3.DNA 双螺旋结构模型的主要特点

（1）DNA分子通常由______________的_________长链形成________;

（2）双螺旋结构中，_____________________交互连接形成的长链排列在分子外侧，构成 DNA 分子的__________，_____________位于双螺旋结构的内侧;

（3）碱基对之间通过________相连，并遵循_________________，即腺嘌呤与胸腺嘧啶互补配对，鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对。

5.阅读空间：DNA空间结构的多样性

（1）科学家构建的 DNA 双螺旋模型，指的是 2 条___________所形成的_________。

(2)在真核生物中，此双螺旋结构多是____________________的，并且细胞核中的 DNA 与组蛋白等组成_________________;在原核生物中DNA常为_______________，且不与_____________结合成染色质;少数病毒还具有________________。

　四、DNA分子的特性

(1)多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。

一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。

(2)特异性：每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序

不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。

(3)稳定性：两条多核苷酸链的主干是稳定不变的，两条链上的碱基之间通过氢键互补配对，相互制约。

碱基互补配对原则应用

设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。

则在DNA双链中： A = T ， G = C

①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数

A+G=T+C=50%   即A+G/T+C=1

②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。

  ③一个双链DNA分子中，两条链中A+G/T+C互为倒数。

    ④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。

三、学业检测与巩固练习

1.经过多位科学家的研究，人们终于揭开了遗传物质DNA结构的神秘面纱。下列关于 DNA 分子结构的叙述，正确的是（  B  ）。

A. 每一个脱氧核糖均连接有 2个磷酸基团

B.碱基对一定是由一个嘌呤和一个嘧啶构成

C.2 条链中嘌呤碱基的数目相同

D.不同的 DNA 分子中碱基的种类不同

2.下图为某同学在学习DNA的结构后画的DNA片段（其中O表示磷酸基团），另外几位同学对其进行了评价，其中正确的是（   C  )

A. 该图没有物质和结构上的错误

B.该图有一处错误，就是碱基U应改为T

C.该图有 3处错误，其中核糖应改为脱氧核糖

D. 如果说他画的是 RNA双链，则该图就是正确的

3.DNA作为生物的主要遗传物质，其特定的分子结构决定了它能携带大量遗传信息。假设某 DNA 分子的2条链分别为m链和n链

（1）若在m 链中，（A+G）/（T+C）=a。则在n链中，这种比例是____________，在整个 DNA 分子中，这种比例是_______。

（2）若在m链中，（A+T）/（G+C）=b。则在n链中，这种比例是________，在整个 DNA 分子中，这种比例是_______________。

【学习活动一】

学生阅读课本，分析DNA的基本单位脱氧核苷酸，带着问题，阅读课文，回答问题。

小组讨论，分析资料，再现DNA分子结构模型。

小组讨论，回答相关问题。

【学习活动二】学生阅读，分组讨论，分析DNA 双螺旋结构模型的主要特点。

【学习活动三】学生阅读，分组讨论，概括DNA分子的特性。

根据所学，完成相关练习

带着问题，通过阅读，了解图解，分析DNA的基本单位脱氧核苷酸，培养学生获取信息的能力，加深学生对DNA结构的认识，激发学生的科学研究的兴趣。

分组辩论，引导学生通过资料证据分析DNA基本机构，合乎逻辑的推理判断，培养学生获取信息的能力，锻炼学生的语言表达能力，提高学生分析问题，解决问题的能力。

提高学生分析问题解决问题能力。

使学生对DNA双螺旋结构模型更加直观、深入了解，树立DNA模型构建相关知识的意识，体验模型与建模的科学思维方法。

阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，让学生形成结构与功能观，认识生物的统一性和复杂性。

回顾旧知，巩固和应用所学知识。

课堂小结

1.DNA 由 4 种脱氧核苷酸构成。每个脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸结合而成，含氮碱基与磷酸基团分别连接在脱氧核糖上。

2.组成脱氧核苷酸的含氮碱基有4种，分别是腺嘌呤（ A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）

3.DNA 分子是由 4 种脱氧核苷酸按一定顺序连接而成的生物大分子，具有特定的空间结构，能够储存遗传信息。

4.DNA 分子通常由2条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构;

5.双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸交互连接形成的长链排列在分子外侧，构成 DNA 分子的骨架，碱基对位于双螺旋结构的内侧;

6.碱基对之间通过氢键相连，并遵循碱基互补配对原则，即腺嘌呤与胸腺嘧啶互补配对，鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对

板书

第二节    DNA分子的结构

一、DNA分子由四种脱氧核苷酸构成

一个磷酸、一个脱氧核糖、一个含氮碱基

A、T、C、G

二、DNA分子具有双螺旋结构

反向平行双螺旋、碱基互补配对原则