高中生物必修二 第三章第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)

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1、復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧:絕大多數(shù)生物（真核生物，原核生物，絕大多數(shù)生物（真核生物，原核生物，DNADNA病毒）的病毒）的遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是 ，少數(shù)生物（，少數(shù)生物（RNARNA病毒）的遺傳物病毒）的遺傳物是是 。生物體的主要遺傳物質(zhì)是。生物體的主要遺傳物質(zhì)是 。DNADNA DNADNA RNARNADNADNA的基本組成單位是脫氧核苷酸的基本組成單位是脫氧核苷酸1分子脫氧核苷酸分子脫氧核苷酸 =+.1分子磷酸分子磷酸 1分子脫氧核糖分子脫氧核糖 1分子含氮堿基分子含氮堿基脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸堿堿 基基 1.1.搜索歷史上有關(guān)搜索歷史上有關(guān)“DNADNA的分子結(jié)構(gòu)模型的分子結(jié)構(gòu)模型建立過(guò)程建立

2、過(guò)程”的資料，并討論沃森和克里克的資料，并討論沃森和克里克是怎樣發(fā)現(xiàn)是怎樣發(fā)現(xiàn)DNADNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的？分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的？2.DNA2.DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)有哪些主要特點(diǎn)？分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)有哪些主要特點(diǎn)？3.3.能利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，對(duì)能利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，對(duì)DNADNA分子分子中的堿基數(shù)量和比例進(jìn)行推算。中的堿基數(shù)量和比例進(jìn)行推算。學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：資料資料1：1951年，英國(guó)科學(xué)年，英國(guó)科學(xué)家威爾金斯和家威爾金斯和富蘭克林提供富蘭克林提供了了DNA的的X射射線衍射圖譜線衍射圖譜 。資料資料2 2：19521952年奧地利著名生物化學(xué)家查哥年奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出

3、：腺嘌呤（夫研究得出：腺嘌呤（A A）的量總是等于胸）的量總是等于胸腺嘧啶（腺嘧啶（T T）的量）的量(A=T)(A=T)，鳥嘌呤（，鳥嘌呤（G G）的量）的量總是等于胞嘧啶（總是等于胞嘧啶（C C）的量）的量(G=C)(G=C)。討論討論1:1:當(dāng)時(shí)，科學(xué)家對(duì)當(dāng)時(shí)，科學(xué)家對(duì)DNADNA的認(rèn)識(shí)是怎樣的的認(rèn)識(shí)是怎樣的？討論討論2 2：沃森和克里克在構(gòu)建模型的過(guò)程中，利沃森和克里克在構(gòu)建模型的過(guò)程中，利用了他人的許多經(jīng)驗(yàn)和成果，其中威爾金斯和同用了他人的許多經(jīng)驗(yàn)和成果，其中威爾金斯和同事富蘭克林提供的事富蘭克林提供的DNADNA衍射圖譜對(duì)他們有什么幫衍射圖譜對(duì)他們有什么幫助？助？討論討論3：沃森和

4、克里克嘗試了很多種螺旋模型，他沃森和克里克嘗試了很多種螺旋模型，他們經(jīng)歷了怎樣的失敗，又是怎樣糾正的？們經(jīng)歷了怎樣的失敗，又是怎樣糾正的？20 20世紀(jì)世紀(jì)3030年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNADNA分子的基本單位是分子的基本單位是脫氧核苷酸脫氧核苷酸。一、一、DNADNA模型建構(gòu)模型建構(gòu)堿基堿基A G C T磷酸磷酸脫脫氧氧核糖核糖討論討論1:1:當(dāng)時(shí)，科學(xué)家對(duì)當(dāng)時(shí)，科學(xué)家對(duì)DNADNA的認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí):ACT腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸G脫氧核苷酸的種類脫氧核苷酸的

5、種類錯(cuò)誤錯(cuò)誤:他們建立的模型中有雙螺旋，也有三螺旋；他們建立的模型中有雙螺旋，也有三螺旋；糾正糾正:最終確定為最終確定為雙螺旋雙螺旋而不是其他螺旋而不是其他螺旋;錯(cuò)誤錯(cuò)誤:堿基位于外部。堿基位于外部。糾正糾正:他們將他們將磷酸脫氧核糖磷酸脫氧核糖安排在螺旋安排在螺旋外部外部，堿基堿基安排在螺旋安排在螺旋內(nèi)部?jī)?nèi)部。錯(cuò)誤錯(cuò)誤:相同的堿基進(jìn)行配對(duì)，即相同的堿基進(jìn)行配對(duì)，即A A與與A A配對(duì)，配對(duì)，T T與與T T配對(duì)配對(duì)糾正糾正:A A與與T T配對(duì)，配對(duì)，G G與與C C配對(duì)配對(duì)討論討論2 2：討論討論3 3：由衍射圖譜，推算出由衍射圖譜，推算出DNADNA分子分子呈螺旋結(jié)構(gòu)呈螺旋結(jié)構(gòu)。成功之處

6、：成功之處：A-TA-T堿基對(duì)與堿基對(duì)與G-CG-C堿基對(duì)具有相同的形狀堿基對(duì)具有相同的形狀和直徑，這樣組成的和直徑，這樣組成的DNADNA分子具有穩(wěn)定的直徑，能分子具有穩(wěn)定的直徑，能夠解釋夠解釋A A、T T、G G、C C的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也能解釋的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也能解釋DNADNA的復(fù)制。的復(fù)制。19621962年，沃森，年，沃森，克里克和威爾克里克和威爾金斯三人共同金斯三人共同獲得了諾貝爾獲得了諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)或醫(yī)生理學(xué)獎(jiǎng)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)學(xué)獎(jiǎng)討論討論4:4:上述資料中涉及到哪些學(xué)科的知識(shí)和方法？這對(duì)上述資料中涉及到哪些學(xué)科的知識(shí)和方法？這對(duì)你理解生物科學(xué)的發(fā)展有什么啟示？你理解生物科學(xué)的發(fā)展有什么

7、啟示？討論討論5:5:沃森和克里克默契配合，建構(gòu)了沃森和克里克默契配合，建構(gòu)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。模型，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。這給予你哪些啟示？這給予你哪些啟示？1.1.善于學(xué)習(xí)和借鑒他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；善于學(xué)習(xí)和借鑒他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；2.2.善于與他人交流、溝通和合作；善于與他人交流、溝通和合作；3.3.大膽設(shè)想，科學(xué)推理，百折不撓，鍥而不舍的精神。大膽設(shè)想，科學(xué)推理，百折不撓，鍥而不舍的精神。物理學(xué)物理學(xué)、生物化學(xué)生物化學(xué)、數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)和和分子生物學(xué)分子生物學(xué)；多學(xué)科交叉運(yùn)用，推動(dòng)了生物學(xué)的發(fā)展。多學(xué)科交叉運(yùn)用

8、，推動(dòng)了生物學(xué)的發(fā)展。子曰：子曰：三人行必有我?guī)熝?。三人行必有我?guī)熝?。學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)借借鑒鑒學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)合合作作1.DNA分子是有分子是有 條鏈組成，條鏈組成，盤盤旋成旋成 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。2.交替連接，排列在外側(cè)，交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；構(gòu)成基本骨架；排列在內(nèi)側(cè)。排列在內(nèi)側(cè)。3.堿基通過(guò)堿基通過(guò) 連接成堿基對(duì)，并遵循連接成堿基對(duì)，并遵循 原則。原則。反向平行反向平行雙螺旋雙螺旋脫氧核糖和磷酸脫氧核糖和磷酸堿基對(duì)堿基對(duì)氫鍵氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)2二、二、DNADNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)【課堂反饋課堂反饋】1 1下面是下面是DNADNA的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說(shuō)出圖

9、中的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說(shuō)出圖中1 11010的的名稱。名稱。12345678109GTCA1.胞嘧啶胞嘧啶2.腺嘌呤腺嘌呤3.鳥嘌呤鳥嘌呤4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.脫氧核糖脫氧核糖6.磷酸磷酸7.胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸8.堿基對(duì)堿基對(duì)9.氫鍵氫鍵10.一條脫氧核苷酸鏈的片段一條脫氧核苷酸鏈的片段例題例題1 1已知已知1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子中有分子中有18001800個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有10001000個(gè)，這個(gè)個(gè)，這個(gè)DNADNA分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是目分別是 （）A A18001800個(gè)

10、和個(gè)和800800個(gè)個(gè) B B18001800個(gè)和個(gè)和l800l800個(gè)個(gè)C C36003600個(gè)和個(gè)和800800個(gè)個(gè)D D36003600個(gè)和個(gè)和36003600個(gè)個(gè)C C三、DNADNA分子堿基數(shù)量和比例的計(jì)算分子堿基數(shù)量和比例的計(jì)算例題例題2 2：已知一條已知一條DNADNA分子的分子的G G占整個(gè)占整個(gè)DNADNA分子堿基的分子堿基的27%,27%,，并，并測(cè)得測(cè)得DNADNA分子一條鏈上的分子一條鏈上的A A占這條鏈堿基的占這條鏈堿基的18%18%，則另一條鏈上，則另一條鏈上的的A A的比例是多少？的比例是多少？方法一：方法一：設(shè)設(shè)DNADNA分子共含分子共含100100個(gè)堿基個(gè)堿

11、基 根據(jù)題意根據(jù)題意G G占整個(gè)占整個(gè)DNADNA分子堿基的分子堿基的27%,27%,一條鏈上的一條鏈上的A A占占這條堿基這條堿基18%18%則則G G100100 27%27%2727，一條鏈上的，一條鏈上的A=50A=5018%18%9.9.在整個(gè)在整個(gè)DNADNA分子中分子中G=C G=C 這個(gè)這個(gè)DNADNA分子中分子中C C27 27，則，則A+TA+T100-100-（G+CG+C）4646 A=T A=T 整個(gè)整個(gè)DNADNA分子中，分子中，A=TA=T1/21/246462323 一條鏈上的一條鏈上的A=9A=9，則另一條鏈上有則另一條鏈上有A A23239 914 14 占

12、該鏈比例為占該鏈比例為14/5014/50100%100%28%28%方法二：方法二：根據(jù)題意根據(jù)題意G G占整個(gè)占整個(gè)DNADNA分子堿基的分子堿基的27%27%DNA DNA雙鏈中雙鏈中G=CG=C C C占整個(gè)占整個(gè)DNADNA分子堿基的分子堿基的27%,A+T27%,A+T占占DNADNA分子堿分子堿基的基的46%46%A=T A A=T A占占DNADNA分子堿基的分子堿基的23%23%根據(jù)題意一條鏈上的根據(jù)題意一條鏈上的A A占這條堿基的占這條堿基的18%18%，則該，則該鏈上鏈上A A占總堿基的占總堿基的9%9%另一條鏈上另一條鏈上A A占總堿基的占總堿基的23%23%9%=14%,9%=14%,則占該鏈則占該鏈堿基的堿基的28%28%組成元素：組成元素：小結(jié)：小結(jié)：DNADNA的結(jié)構(gòu)層次的結(jié)構(gòu)層次組成的化合物：組成的化合物：組成的基本單位：組成的基本單位：平面結(jié)構(gòu)：平面結(jié)構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)：C H O N PC H O N P脫氧核糖脫氧核糖 磷酸磷酸 含氮堿基含氮堿基 四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)