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1、第第2节节DNA分子的结构分子的结构第三章第三章 一、目标预览一、目标预览1 1、了解、了解DNADNA双螺旋结构模型的构建历程。双螺旋结构模型的构建历程。2 2、理理解解DNADNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构的的主主要要特特点点。（重重、难点）难点）3 3、明确、明确DNADNA分子的多样性和特异性。（重点）分子的多样性和特异性。（重点）二、情境导入二、情境导入DNA是是绝绝大大多多数数生生物物的的遗遗传传物物质质，现现代代社社会会中中，DNA指指纹纹是是亲亲子子鉴鉴定定、确确认认罪罪犯犯的的重重要要依依据据。DNA分分子子之之所所以以具具有有这这样样的的作作用用，与与DNA分分子子的的结
2、结构构有有关关。DNA分分子子结结构构的的发发现现是是生生物物学学发发展展的的里里程程碑碑，它它是是沃沃森和克里克两位科学家默契配合、合作研究的成果。森和克里克两位科学家默契配合、合作研究的成果。问问题题探探究究：你你知知道道DNADNA分分子子的的结结构构是是怎怎样样的的吗？吗？提示：提示：DNADNA的结构是一种规则的双螺旋结构。的结构是一种规则的双螺旋结构。（一）问题探讨（一）问题探讨提提示示：本本节节的的问问题题探探讨讨主主要要是是培培养养学学生生收收集集资资料料，讨论交流的能力。讨论交流的能力。（二）思考与讨论（二）思考与讨论1、提提示示：主主要要涉涉及及物物理理学学（主主要要是是晶
3、晶体体学学）、生生物物化化学学、数数学学和和分分子子生生物物学学等等学学科科的的知知识识。涉涉及及的的方方法法主主要要有有：X射射线线衍衍射射结结构构分分析析方方法法，其其中中包包括括数数学学计计算算法法、建建构构模模型型的的方方法法等等。现现代代科科学学技技术术中中许许多多成成果果的的取取得得，都都是是多多学学科科交交叉叉运运用用的的结结果果；反反过过来来，多多学学科科交交叉叉的的运运用用，又又会会促促进进学学科科的的发发展展，诞诞生生新新的的边边缘学科，如生物化学、生物物理学等。缘学科，如生物化学、生物物理学等。2、提提示示：要要善善于于利利用用他他人人的的研研究究成成果果和和经经验验；要
4、要善善于于与与他他人人交交流流和和沟沟通通，闪闪光光的的思思想想是是在在交交流流与与撞撞击击中中获获得得的的；研研究究小小组组成成员员在在知知识识背背景景上上最最好好是是互互补补的的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。对所从事的研究要有兴趣和激情等。（三）模型建构（三）模型建构1 1、DNADNA虽虽然然只只含含有有4 4种种脱脱氧氧核核苷苷酸酸，但但是是碱碱基基对对的的排排列列顺顺序序却却是是千千变变万万化化的的。碱碱基基对对千千变变万万化化的的排排列列顺顺序使序使DNADNA储存了大量的遗传信息。储存了大量的遗传信息。2 2、提提示示：（1 1）靠靠DNADNA分分子子碱碱基基对对之之间间的
5、的氢氢键键维维系系两两条条链链的的偶偶联联；（2 2）在在DNADNA双双螺螺旋旋结结构构中中，由由于于碱碱基基对对平平面面之之间间相相互互靠靠近近，形形成成了了与与碱碱基基对对平平面面垂垂直直方方向向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求）。的相互作用力（该点可不作为对学生的要求）。三、三、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 1 1、构构建建者者：美美国国生生物物学学家家_和和英英国国物物理理学学家家_。沃森沃森 克里克克里克 2 2、构建过程：、构建过程：DNA衍射衍射 A、G、C、T 螺旋螺旋 碱基碱基 磷酸磷酸脱氧核糖骨架脱氧核糖骨架 碱基碱基 A=TA=T G=CG=C
6、A A与与T T G G与与C C 四、四、DNADNA分子的结构分子的结构1、DNA分子的结构层次：分子的结构层次：（1）基本组成元素：）基本组成元素：_。（2）组成物质：）组成物质：_，_，_。（3）基基本本组组成成单单位位：_，共共_种。种。（ 4） 整整 体体 结结 构构 ： 由由 _条条 长长 链链 反反 向向 平平 行行 按按_方式盘旋而成。方式盘旋而成。C、H、O、N、P 磷酸基团磷酸基团 脱氧核糖脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基 脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸 4 2 双螺旋双螺旋 2、DNA分子的结构特点：分子的结构特点：（1）基基本本骨骨架架：由由_和和_交交替替连连接接组成。组成
7、。（2）内内侧侧：碱碱基基之之间间通通过过_连连接接，且且遵遵循循_原原则则。根根据据此此原原则则写写出出各各序序号号代代表表的的碱基种类。碱基种类。：_ ：_ ：_ ：_脱氧核糖脱氧核糖 磷酸磷酸 氢键氢键 碱基互补配对碱基互补配对 AGCT归纳总结归纳总结DNA结构的结构的“五、四、三、二、一五、四、三、二、一”记忆记忆五种元素：五种元素：C、H、O、N、P；四四种种碱碱基基：A、G、C、T，相相应应的的有有四四种种脱脱氧氧核核苷酸；苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一个
8、螺旋：规则的双螺旋结构。一个螺旋：规则的双螺旋结构。 3 3、双链、双链DNADNA分子中碱基数量关系分子中碱基数量关系（1 1）碱碱基基互互补补配配对对原原则则的的应应用用：在在双双链链DNADNA分分子子中，四种碱基的比例和为中，四种碱基的比例和为1 1；（2 2）A AT TC CG G1 1；A AT T，C CG G，A AG GC CT TA AC CG GT T总碱基数的总碱基数的1/21/2；（3 3）互互补补碱碱基基之之和和的的比比例例 （A AT T）: :（C CG G） 在在已已知知链链、互互补补链链和和整整个个DNADNA分分子子中中相相等等；非非互互补补碱碱基基和和
9、的的比比值值 如如（A AC C）: :（T TC C） 在在已已知知链链与与互互补补链间互为倒数，在整个链间互为倒数，在整个DNADNA分子中该比值为分子中该比值为1 1；（4 4）在在一一个个双双链链DNADNA分分子子中中，某某碱碱基基占占碱碱基基总总量量的百分数等于每条链中的平均值。的百分数等于每条链中的平均值。1 1、制制作作原原理理：DNADNA的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸双双链链反反向向平平行行，磷磷酸酸与与脱脱氧氧核核糖糖交交替替连连接接排排列列在在外外侧侧。碱碱基基排排列列在在内内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。2 2、设设计计模模型型
10、：绘绘出出DNADNA模模型型的的设设计计图图；确确定定制制作作的的DNADNA分分子子双双螺螺旋旋结结构构模模型型的的大大小小（如如高高度度与与直直径径的的比比例例）、维维系系立立体体结结构构的的方方法法；选选择择代代表表磷磷酸酸、脱脱氧氧核糖、碱基的材料等。核糖、碱基的材料等。五、制作五、制作DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型3 3、制作模型、制作模型（1 1）使使用用各各种种材材料料分分别别“制制作作”若若干干个个磷磷酸酸、脱脱氧氧核核糖糖、碱碱基基；将将各各种种配配件件整整合合在在一一起起，并并连连接接成成脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链；连连接接两两条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链，拼拼成
11、成DNADNA分分子子平面结构图；再平面结构图；再“旋转旋转”成双螺旋结构。成双螺旋结构。（2 2）根根据据设设计计计计划划，对对制制作作的的DNADNA分分子子双双螺螺结结构构模型进行检查，对模型的不足加以修正。模型进行检查，对模型的不足加以修正。4、需要注意的问题、需要注意的问题（1）熟熟悉悉制制作作模模型型用用的的各各种种零零件件代代表表的的物物质质，写写出出4种碱基的字母名称。种碱基的字母名称。（2）两两条条链链的的长长度度、碱碱基基总总数数一一致致，碱碱基基互互补补、方向相反。方向相反。（3）磷磷酸酸、脱脱氧氧核核糖糖、碱碱基基三三者者之之间间的的连连接接部部位位要正确。要正确。（4）制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。）制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。（5）各各组组模模型型制制作作以以不不同同数数量量和和顺顺序序的的AT、CG、TA、GC四四种种碱碱基基对对排排列列，领领悟悟DNA分分子子的多样性。的多样性。六、知识构建六、知识构建
