高中生物课件谭 59页

高中生物课件DNA分子的结构建华中学高中生物组：谭体平\n\n\n\n\n1’2’3’4’含氮碱基脱氧核糖磷酸5’一、DNA双螺旋结构模型的构建课堂活动:画出一个脱氧核苷酸\n腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类(4种)A脱氧核糖磷酸G脱氧核糖磷酸C脱氧核糖磷酸T脱氧核糖磷酸\nDNA衍射图谱\n英国物理化学家富兰克林和同事生物物理学家威尔金斯在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到DＮＡ晶体照片（英，R.E.Franklin,1920－1958）\nDNA分子呈螺旋结构沃森Watson,JamesDewey (1928-?)美国生物学家克里克Crick,FrancisHarryCompton(1916-2004),英国生物物理学家DNA分子呈双螺旋结构\n画一条脱氧核苷酸链(含5个脱氧核苷酸)发现：脱氧核苷酸链中碱基的排列顺序是可以不相同的。课堂活动同桌之间交流，如何画出对应的另一条链你遇到什么问题？\n两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？\n模型构建中最大的问题——两条链的连接——即碱基是如何配对的。\n查哥夫（E.Chargaff,1905--）奥地利著名生物化学家.测定多种生物DNA中碱基的含量。提出了查哥夫（Chargaff）法则，即T与A物质的量相等，且G与C的物质的量相等。有化学家指出：A与A配对，T与T配对违反了化学规律化学家的帮助\n\n沃森和克里克在生命的旋梯上\n\nATATTAGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。二、DNA分子的结构特点\nATATTAGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA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；碱基在内侧。二、DNA分子的结构特点\nATATTAGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA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；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。二、DNA分子的结构特点\nATATTAGGGGCCCATC你知道图中ＤＮＡ结构中的哪个结构是稳定不变的哪个结构是千变万化的？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。\n基本规律：在DNA双链中A=T，G=CA+G+T+C=1(总数）A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链三、碱基互补配对原则的应用\n例：某DNA分子，共有碱基2000个，其中A有400个，则T有（）个，C和G各有（）个400600延伸：A＋G=T＋C=A＋C=T＋G不互补的碱基之和为总数的50%\n【课堂反馈】下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。12345678109GTCA1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鸟嘌呤4.胸腺嘧啶5.脱氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对9.氢键10.一条脱氧核苷酸链的片段\n.DNA的一条单链中A＋T/G＋C＝0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是（　　）A、0.4和0.6B、2.5和1C、0.4和0.4D、0.6和1C.DNA的一条单链中A＋C/G＋T＝0.4，上述比例在其补单链和整个DNA分子中分别是（　　）A、0.4和0.6B、2.5和1C、0.4和0.4D、0.6和1B\nATGC四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链\nAGCT2、DNA分子的平面结构氢键ATGC\n3、DNA的双螺旋结构构成方式位置双螺旋外侧双螺旋内侧碱基对主链1）脱氧核糖与磷酸交替排列；2）两条主链呈反向平行；3）盘绕成规则的双螺旋。1）主链上对应碱基以氢键连结成对；2）碱基互补配对（A—T，G—C）；\n4、DNA多样性和特异性1）多样性同学们尝试两个符号牌的排列方式，这两个符号牌可以写出相同符号A或B，又可以写成A和B，它们由左向右的书写类型有多少种？四种：AA、BB、AB、BA在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？4种4000碱基对的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排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。3)稳定性\n5、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可引申为：①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C即A+G/T+C=1②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链\n③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。A1+G1T1+C1T2+C2A2+G2=A1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=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。同理：A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=G+CA+T+G+C==A1+T1+G1+C1G1+C1A2+T2+G2+C2G2+C2（G+C）12G1+C1G2+C2==A1+T1（A+T）12==A2+T2\n有关DNA中的碱基计算1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？2.51;0.40.4\n3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。解析一：设DNA分子碱基总数为100.已知：A+T=54，则G+C=46所以，G1+C1=G2+C2=23已知：G1=×100×22%=1112所以,C2=G1=11则:G2=23–11=12G2A2+T2+G2+C2=1212×100=24%解析二:已知A+T总=54%,则=46%G+C总所以G1+C11/2总=46%.已知1/2总G1=22%所以1/2总C1=46%–22%=24%因为G2=C1所以1/2总G2=24%24%\n4、某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的34%，其中一条链上的C占该链碱基总数的28%，那么，对应的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少？38%5、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（）b≤0.5B.b≥0.5C.胞嘧啶为a(1/2b－1)D.胞嘧啶为b(1/2a－1)C6、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？40%\n化学组成单位双螺旋结构基本单位——脱氧核苷酸种类四种主要特点碱基互补配对原则DNA分子的多样性和特异性①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧。③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同—A—A—C—C—G—G—A—T——T—T—G—G—C—C—T—A—结构\n1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____2、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____3、DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G=_____20%60个29%4、（2000上海）由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达（）A、4120B、1204C、460D、604C练习：\n基础知识简答1、沃森和克里克于年提出了著名的模型，为合理地解释遗传物质的奠定了基础。2、DNA又称，组成它的基本单位是（由一分子、一分子、一分子组成）。组成DNA的碱基共有种（符号表示为），脱氧核苷共有种（名称是①、②、③、④）。1953DNA双螺旋各种功能脱氧核糖核酸脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖含氮碱基4ATGC4胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸\n3、DNA的双螺旋结构是由平行的长链而成，排在外侧的和交替连接构成基本骨架，通过连接起来的排列在内侧。碱基对的组成规律是与配对，（A）一定与（T）配对，（G）一定与（C）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫做原则。4、DNA的碱基只有种，碱基对只有种，而分子结构具有性，这完全是碱基对的千变万化的结果。两条脱氧核糖核酸盘旋脱氧核糖磷酸氢键碱基对嘌呤嘧啶腺嘌呤胸腺嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶碱基互补配对4两多样排列次序\n5、DNA的复制是在细胞的分裂和第一次分裂前的期进行的。复制是指以为模板来合成的过程。复制特点是。复制过程必需以为模板、为原料、提供能量、的催化等条件，为DNA的复制提供精确的模板、并有能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个，新形成的DNA分子都是既含一条链、又含一条链，因此，称DNA的复制为“”。有丝减数间亲代DNA分子子代DNA分子边解旋边亲代DNA分子一条链脱氧核苷酸ATP酶DNA分子双螺旋结构碱基互补配对结构完全相同的子代DNA分子母子半保留复制\n6、下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。PPPPACTG1234567891012345678910胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段\n有关DNA中的碱基计算1、与DNA结构有关的碱基计算（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=11①两条链不互补的碱基之和相等。（A+G）/（A+T+G+C）=1/2②两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等于50%（1/2）。\n（A1+T1）/（A2+T2）=（G1+C1）/（G2+C2）=（A1+G1）/（T1+C1）=a，则（A2+G2）/（T2+C2）=111/a③④一条链中互补碱基的和等于另一条链中互补碱基的和。一条链中不互补碱基的和之比等于另一条链中这种比值的倒数。（A+T）/（A+T+G+C）=a，则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=a⑤两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。\nAGATTCTCTTAAGAGC（一）DNA分子的结构1、1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构\n2004年7月28日，“分子生物学之父”克里克在圣地牙哥加州大学医院与世长辞，享年88岁。1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告了分子生物学的诞生。种瓜为什么能得瓜，就是遗传物质由亲代传给子代的结果。遗传物质为什么能自我复制呢？它是怎样复制的呢？这些机理都蕴藏在克里克和沃森的DNA双螺旋结构模型的伟大发现之中。\n讨论1：沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？又涉及到哪些学科的知识和方法？而这些，对你理解生物科学的发展以及和各学科的联系有什么启示？沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启示？\n讨论2：DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？\nDNA的结构模式图从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大DNA的空间结构\nAAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基\n碱基对另一碱基对嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键\nAAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。DNA分子的结构特点\nAAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA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；碱基在内侧。DNA分子的结构特点\nAAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA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；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。DNA分子的结构特点\nAAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。\n你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。\nDNA分子的特异性：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：特定的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遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。\nDNA分子的结构小结★化学组成：基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子磷酸★空间结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链碱基对氢键碱基互补配对原则★分子结构的多样性和特异性\n拓展题：你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。∵A＝T，G＝C∴A+G＝T+C∴A+GT＋C（）（）50％也可以写成以下形式：A+GT＋C1（）（）（）（）……规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和，并为碱基总数的。A+T+C+GA+T+C+GA+CT+GA+CT+G相等50％\nDNA分子各种碱基的数量关系：①在整个DNA分子中，A=T、G=C；A+G=T+C，A+C=T+G；(A+G）/（T+C）=1②DNA分子的一条链中的A+T=另一条链的T+A；同理，G+C=C+G④如果一条链中的(A+T)/(G+C)=a，则另一条链中的(A+T)/(G+C)比例也是a；如果一条链中的(A+G)/(T+C)=b,则另一条链中(A+G)/(T+C)的比例是1/b③两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%⑤在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。即：(A1+T1)%=(A2+T2)%=总(A+T)%同理：(G1+C1)%=(G2+C2)%=总(G+C)%\n谢谢！