DNA的结构课件 高一下学期生物人教版必修2.pptx

第三章基因的本质第三章基因的本质第第2节节DNA的结构的结构温故知新细菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验证明了细菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验证明了_是遗传物质。是遗传物质。DNA脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧（核糖）核苷酸脱氧（核糖）核苷酸复习：复习：DNADNA的结构层次的结构层次基本单位基本单位OC C1 1C C2 2C C3 3C C4 4C C5 5ATCG中文全称中文全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸结构简式结构简式组成元素组成元素 C C、H H、O O、N N、P P脱氧核苷酸的种类：脱氧核苷酸的种类：AGCT脱氧核苷酸之间如何连接？脱氧核苷酸之间如何连接？35多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸单链单链磷酸二酯键磷酸二酯键当时科学界对当时科学界对DNA的认识的认识PAPTPGPCPAPTPGPC对对DNADNA的空间结构一无所知的空间结构一无所知一、一、DNA双螺旋双螺旋结构模型的构建过程结构模型的构建过程20世纪世纪50年代，伦敦大学物理学家年代，伦敦大学物理学家威尔金斯威尔金斯和化学家和化学家富兰克林富兰克林得到了得到了DNA的的X射线晶体衍射图像。射线晶体衍射图像。威尔金斯威尔金斯富兰克林富兰克林DNA衍射图谱衍射图谱X衍射技术衍射技术是用是用X光透过光透过物质的结晶体，使其在物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分可以用来推测晶体的分子排列。子排列。沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，直跳，从图上他断定从图上他断定DNA的结构是一个规则的螺旋体的结构是一个规则的螺旋体。你第一眼看到此图认为你第一眼看到此图认为DNA应该是怎样的结应该是怎样的结构？构？根据数据推算出根据数据推算出DNA是是螺旋螺旋结构！结构！ 沃森和克里克脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷酸交替排列交替排列在在内侧内侧，碱基碱基排在排在外侧外侧CATCGCATCGCA后来发现后来发现磷酸与磷酸与脱氧脱氧核糖核糖亲水，碱基疏水亲水，碱基疏水，大家有，大家有何联想？何联想？尝试多种不同的双螺旋、三螺旋结构尝试多种不同的双螺旋、三螺旋结构碱基外侧排列模型磷酸磷酸-脱氧核糖脱氧核糖骨架安排在骨架安排在螺旋螺旋外部外部，碱基碱基在在内内的双螺的双螺旋结构旋结构ATCGATCGGGAA类比推理类比推理碱基内侧同型配对模型碱基同型配对，即碱基同型配对，即A与与A，T与与T，C与与C，G与与G配对配对u配对违反了化学规律配对违反了化学规律u 查哥夫 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A的量等于T的量，G的量等于C的量 。化学家的帮助化学家的帮助A的量的量=T的量的量 C的量的量=G的量的量据此，你认为据此，你认为DNA的结构该如何修正？的结构该如何修正？A与与T配对，配对，C与与G配对的双链结构配对的双链结构磷酸磷酸-脱氧核糖脱氧核糖骨架在骨架在外外碱基碱基在在内内A-T , G-CDNADNA模型模型平面结构平面结构2.0nm3.4nmDNADNA双螺旋模型双螺旋模型1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人获得诺贝尔奖沃森、克里克和威尔金斯三人获得诺贝尔奖 要善于利用他人的研究成果和经验；要善于利用他人的研究成果和经验； 要善于与他人要善于与他人 交流和沟通，闪光的思想是在交交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；流与撞击中获得的； 研究小组成员在知识背景上最好是互补的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的； 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。2.沃森和克里克默契配合，发现沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的双螺旋结构的过程，作为科学家合作的研究的典范，在科学界传过程，作为科学家合作的研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的反向平行的脱氧核苷酸长脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。二、二、DNA分子的结构特点分子的结构特点DNADNA平面结构平面结构3535两条链的方向具两条链的方向具有什么关系？有什么关系？DNADNA平面结构平面结构磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖交替交替连接构成基本骨架连接构成基本骨架 - -“扶手扶手” 外侧：外侧：碱基碱基“阶梯阶梯”内侧内侧: :（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向反向平行的脱氧核苷酸长平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。DNADNA平面结构平面结构3535（2）DNA分子中的分子中的脱氧核脱氧核糖和磷酸交替糖和磷酸交替连接，排列连接，排列在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧碱基在内侧。二、二、DNA分子的结构特点分子的结构特点DNADNA平面结构平面结构碱基对碱基对两条链上的碱基通两条链上的碱基通过过_连接成连接成碱基对碱基对氢键氢键A只和只和T配对、配对、C只和只和G配配对对，这种碱基之间的一一，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做对应的关系就叫做碱基互碱基互补配对原则补配对原则。氢键氢键 A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键，所以G-C对比A-T对更稳定。 所以G-C碱基对含量高的DNA更加稳定（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向反向平行的脱氧核苷酸长平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。DNADNA平面结构平面结构3535（2）DNA分子中的分子中的脱氧核脱氧核糖和磷酸交替糖和磷酸交替连接，排列连接，排列在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧碱基在内侧。（3 3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过氢键氢键连结起来，形成碱基连结起来，形成碱基对，且遵循对，且遵循碱基互补配对碱基互补配对原则原则。二、二、DNA分子的结构特点分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC脱氧核糖与磷酸交替脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是排列的顺序是稳定稳定不不变的。变的。内侧内侧碱基互补配对原碱基互补配对原则则不变不变（1 1）稳定性）稳定性三、三、DNADNA分子的特性分子的特性具有具有规则、稳定规则、稳定的的双螺旋结构双螺旋结构 两个符号牌的排列方式，这两个符号牌可以写出两个符号牌的排列方式，这两个符号牌可以写出相同符号相同符号A A或或B B，又可以写成，又可以写成A A和和B B，它们由左向右的书，它们由左向右的书写类型有多少种？写类型有多少种？四种：四种：AAAA、BBBB、ABAB、BABA 在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个碱个碱基对，碱基对有：基对，碱基对有：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。计算。计算DNADNA分子有多少种？分子有多少种？ 4 种种 4n(n表示碱基对数表示碱基对数)4000AAATTTGGGGCCCATC（2 2）多样性）多样性三、三、DNADNA分子的特性分子的特性碱基对的排列顺序的千变碱基对的排列顺序的千变万化，构成了万化，构成了DNADNA分子的分子的多多样性样性。碱基对的特定排列顺序，碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个又构成了每一个DNADNA分子分子的的特异性特异性。（3 3）特异性）特异性1.1.下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，请用文字写出的分子结构模式图，请用文字写出图中图中1 11010的名称。的名称。 12345678109GTCA1. 1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 3. 鸟嘌呤鸟嘌呤4. 4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 5. 脱氧核糖脱氧核糖6. 6. 磷酸磷酸7. 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 8. 碱基对碱基对9. 9. 氢键氢键10.10.一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段拓展题：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？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。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 + G T C （ ） （ ） 50也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A + GT + C1（ ）（ ）（ ）（ ）1.1.规律概括：在规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之双链中，任意两个不互补碱基之和和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等相等50A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链设设DNA一条链为一条链为1链，互补链为链，互补链为2链。链。根据碱基互补配对原则可知：根据碱基互补配对原则可知： A1 = T2 T1 = A2 G1 = C2 C1= G2且在且在DNA双链中：双链中： A = T ， G = CA+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=c%c%c%1链中：链中：2链中：链中：整个整个DNA中：中：2.规律概括：双链规律概括：双链DNA分子中分子中A+T/G+C 其中任何一条链的其中任何一条链的 A+T/G+C。等于等于A1T2T1A2G1C2C1G21链中：链中：T1+C1=b A1+G12链中：链中：1bA2+G2T2+C2=3.规律概括：双链规律概括：双链DNA分子中互补分子中互补的两条链中的两条链中A+G/T+C互为互为 。倒数倒数A+TG+CA2 +T2G2 +C2A1+T1G1+C1=a=aA1T2T1A2G1C2C1G2=a1链中：链中：2链中：链中：整个整个DNA中：中：等于等于4.规律概括：在双链规律概括：在双链DNA分子中，分子中，任意任意两个互补碱基之和两个互补碱基之和的比例，的比例，在单条链中和整个在单条链中和整个DNA分子中所分子中所占比例占比例_。A总总A2总总2A1总总1=a%=b%5.规律概括：双链规律概括：双链DNA分子中，分子中，某一碱基所占比例，等于该碱基某一碱基所占比例，等于该碱基在每一条单链中所占比例之和的在每一条单链中所占比例之和的平均值。平均值。A1T2T1A2G1C2C1G2=1链中：链中：2链中：链中：整个整个DNA中：中：a+b2%A1T2T1A2G1C2C1G2判断单双链判断单双链DNA（2）如果）如果A+G=T+C则很则很可能可能是双链是双链DNA（1）如果）如果A+GT+C则是一定单链则是一定单链DNA某核酸水解后，某核酸水解后， 1. 1.已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有40004000个碱基对，其中个碱基对，其中胞嘧啶有胞嘧啶有22002200个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（ ）A A40004000个和个和900900个个 B B40004000个和个和l800l800个个C C80008000个和个和18001800个个 D D80008000个和个和36003600个个C2.DNA2.DNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求，求整个整个DNADNA分子中分子中G = _G = _。 29%29%