高一生物第二节DNA的结构和DNA的复制苏教版【本讲教育信息】一、教学内容第二节DNA的结构和DNA的复制二、学习内容：解开DNA结构之谜DNA的结构染色体的结构DNA的复制三、学习目标概述DNA分子结构的主要特点概述DNA分子的复制过程四、学习重点：DNA分子结构的主要特点、DNA分子的复制过程五、学习难点DNA分子结构的主要特点、DNA分子的复制过程DNA半保留复制六、学习过程1.解开DNA结构之谜科学研究的杰出成果①20世纪30年代后期，瑞典的科学家们证明DNA是不对称的。第二次世界大战以后，科学家们用电子显微镜测定出DNA分子的直径约为2nm；②1951年美国生物化学家查戈夫定量分析DNA分子的碱基组成，发现A=T，G=C。③1952年英国化学家富兰克琳（R.E.Franklin）等采用X射线衍射技术拍摄到DNA结用心爱心专心构的照片，确认DNA为螺旋结构，并且是由不止一条链所构成的。④1953年美国科学家沃森（J.D.Watson）（左）和英国科学家克里克（F.Crick）（右）提出DNA分子的双螺旋结构模型。2.DNA的结构⑴化学结构：DNA是一种生物大分子。它的基本组成单位是脱氧核苷酸，许多脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链。组成脱氧核苷酸的碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。⑵立体结构沃森和克里克认为：①DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构，由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架③碱基排列在内侧；DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对④碱基互补配对原则碱基配对有一定的规律：A一定与T配对；G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。A和T之间形成2个氢键，G和C之间形成3个氢键。设计和制作DNA分子双螺旋结构模型用心爱心专心Ⅰ排在两侧的棉绳代表两条主链Ⅱ主链间，用牙签代表碱基对该模型的不足之处：脱氧核糖与磷酸相间排列关系未显示碱基对不到位碱基配对关系，氢键，碱基与主链以何种成分成键⑶DNA分子的多样性、特异性和相对稳定性组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。如果一个DNA分子有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有44000（即1000800）种，不同的碱基对排列顺序就表示不同的遗传信息。①多样性碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性②特异性碱基对的特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性。③相对稳定性主链的脱氧核糖和磷酸由磷酸二酯键构成，键能高，稳定性强，不易断裂；主链间通过碱基对以氢键相连，既增加了稳定性，又利于解旋和复制。DNA分子的双螺旋结构可以解释DNA分子在细胞分裂时能够复制，从而揭示基因复制和遗传信息传递的奥秘。1962年，沃森和克里克因提出DNA分子双螺旋结构模型及其遗传机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。3.染色体的结构在20世纪70年代以前，人们认为染色质的结构是组蛋白包裹在DNA外面形成的纤维状结构。1974年，一些科学家通过染色质的酶切降解和电镜观察，发现核小体是染色质的基本组成单位，这使染色质结构的研究取得了重大进展现已确认，染色质的基本成分主要包括DNA和组蛋白，此外还有非组蛋白和RNA。这些成分通过螺旋化和折叠，形成了一定的结构根据多方面的研究成果，科学家提出了从染色质到染色体的四级结构模型（下图）。用心爱心专心⑴一级结构染色质是一系列核小体相互连接成的念珠状结构核小体的核心是由组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两个分子构成的八聚体，在八聚体的表面缠绕有双螺旋DNA。在相邻的两个核小体之间，由DNA连接，称为连接线，在连接线部位结合有一个组蛋白分子H1。现在普遍认为，在组蛋白分子H1存在时，每个核小体间紧密接触，形成直径为10nm的纤维状结构，此时，DNA的长度被压缩了约7倍。这就是染色体构型变化的一级结构。⑵二级结构由核小体连接起来的纤维状结构经螺旋化形成中空的螺线管，这就是染色体构型变化的二级结构。螺线管的每一圈包括6个核小体，外径约为30nm。因此，DNA的长度在一级结构的基础上又被压缩了6倍。⑶三级结构由螺线管进一步形成染色体的方式，现在有不同的看法。一些科学研究表明，从人胚胎的...
