高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 DNA的结构教学免费课件ppt

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2024年4月2日浙江大学传来好消息：
海鸥与丹顶鹤、老鹰与猫头鹰终于认上了亲
教授为动物“滴血验亲”
张国捷教授团队基于更为合理的全基因组的数据，对介于不同的“目”和“科”之间的分类关系进行研究。为现存于世的所有鸟类类群进行了“滴血认亲”，提供了一套新的鸟类分类划分方案；重构并革新了现生鸟类的系统发育树，厘清了现生鸟类各类群之间的关系；揭示各种鸟类之间的亲缘关系；解决了鸟类类群关系长达一个多世纪的争议。该研究在线发表于《自然》（Nature）杂志。
DNA的中文名称：DNA的组成元素：DNA的4种碱基：DNA的基本单位：
一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基
活动一：每位同学构建一个脱氧核苷酸
资料1：20世纪初，科学家已经认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有ATGC4种碱基。
思考：脱氧核苷酸之间如何进行连接？
模型构建：脱氧核苷酸——脱氧核苷酸长链
资料2：相邻两个核苷酸之间是通过磷酸和脱氧核糖来连接的，即一个脱氧核苷酸3'-C的-0H和相邻脱氧核苷酸5'-C的磷酸基团脱水缩合形成化学键连接。
活动二：小组合作，构建一条由4种脱氧核苷酸构成的核苷酸链
材料：以构建好的脱氧核糖核苷酸、细连接棒
DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5’-端。另一端有一个羟基（-OH），称作3’-端。
资料3：①DNA的晶体学密度显示：DNA的主链数不少于2，不多于4.②DNA直径为恒定的2nm,当DNA分子由2条或3条链组成时，其直径都是2nm，而其余链数的DNA分子均不符合2nm直径。③计算数据指出，若DNA为三条链，则含水量约为样品的1/10， 与实际含水量不相符。
思考：DNA由几条链组成呢？
模型构建：脱氧核苷酸——脱氧核苷酸长链——脱氧核糖核酸
资料4：根据各化学基团的性质，脱氧核糖和磷酸具有亲水性，而碱基具有疏水性，且细胞中的DNA处于液态环境中
思考：DNA的两条链之间连接时，化学基团是如何排列的？
资料5：从空间结构看，嘌呤明显大于嘧啶，而电子显微镜测出 DNA 分子的螺旋直径为均一的2nm。
思考：根据以上资料，结合四种碱基的结构特点，推测其可能的配对方式？
资料6：早在1950年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）就用纸层析技术对DNA的4种碱基含量进行了精确的测定。
查哥夫法则：A=T，G=C
DNA碱基配对时，A与T配对，G与C配对，碱基间通过氢键连接，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。
DNA的两条单链的方向是怎样的？
资料7：威尔金斯（M.WILKINS）和富兰克林（）给DNA拍摄了多张DNA衍射图谱；他们发现DNA结构翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。
活动三：小组合作，构建完成DNA平面结构模型。
资料8：1951年11月，英国物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（)用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。X射线衍射技术时一种鉴定晶体结构的常用方法。
思考：DNA和弹簧的衍射图谱相似，说明DNA空间结构是怎样的？
在DNA衍射图谱边缘有斑点缺失，这是因为受到其他螺旋的干扰
沃森和克里克搭建DNA双螺旋结构模型
脱氧核苷酸→脱氧核苷酸长链→DNA平面结构→DNA空间结构
归纳总结DNA的结构特点
①DNA是由 单链构成，这两条链按 平 行方式盘旋成 结构。②DNA中的 交替连接排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。③两条链上的碱基通过 连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律。 与T配对， 与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系叫做 。
拓展：观察比较各小组DNA结构模型的异同点，试归纳其结构特性。
浙大教授为动物“滴血验亲”原理是什么？
DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（如图所示）。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近。
一般中温菌的G-C碱基对含量为44.9%，而嗜热芽孢杆菌DNA中的G-C碱基对含量为53.2%，请根据本堂课知识，推测这种差距与其各自的生活环境有何关系。
DNA中G-C含量越高，DNA分子越稳定，越有利于在高温的环境中生存。