新第2节—DNA分子的结构322.ppt

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1、的分子结构的分子结构含氮碱基含氮碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸 一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸A腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸GCT阅读课本阅读课本47-48页，思考并讨论下列问题页，思考并讨论下列问题1、沃森和克里克在构建、沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？了他人的哪些经验和成果？2、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过、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哪些错误？他们是如何对待和

2、纠正这些错误的？误的？3、通过阅读沃森和克里克构建、通过阅读沃森和克里克构建DNA模型的故事，模型的故事，给你带来什么启示？给你带来什么启示？DNA衍射图谱 英国物理化学家英国物理化学家富兰克林富兰克林和和同事生物物理学家同事生物物理学家威尔金斯威尔金斯在在1951年率先采用年率先采用X射线衍射技术拍射线衍射技术拍摄到摄到D晶体照片晶体照片（英，（英，R.E.Franklin, 19201958）X衍射技术是用衍射技术是用X光透过光透过物质的结晶体，使其在照物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。来推测

3、晶体的分子排列。DNA的的X射线衍射图射线衍射图富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA的的X射线衍射图射线衍射图问题：沃森和克里克问题：沃森和克里克从衍射图谱中受到什从衍射图谱中受到什么启示？么启示？DNA分子呈分子呈螺旋结构螺旋结构DNA分子呈分子呈双双螺旋结构螺旋结构u 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 。u 有化学家指出：有化学家指出： A与与A配对，配对，T与与T配对违反了化学规律配对违反了化学规律化学家的帮助化学家的帮助19531953年月日，

4、英国年月日，英国的的自然自然杂志刊登了美国的杂志刊登了美国的沃沃森森和英国的和英国的克里克克里克在英国剑桥大在英国剑桥大学合作的成果，双螺旋学合作的成果，双螺旋结构的分子模型，这一成就后来结构的分子模型，这一成就后来被誉为世纪以来生物学方面被誉为世纪以来生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志年，生物学诞生的标志年，沃森、克里克和威尔金斯沃森、克里克和威尔金斯三人共三人共同获得了同获得了诺贝尔生理学和医学诺贝尔生理学和医学奖奖思考与讨论思考与讨论21、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？2、DNA的基本

5、骨架是由哪些物质组成的？它们分别的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什的什么部位？么部位？DNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点DNA分子是由分子是由 条链组成，条链组成， 盘旋盘旋成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则。原则。反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2

6、2.DNA双螺旋结构双螺旋结构（1）整体结构整体结构：DNA分子是由两条链组成的，分子是由两条链组成的，这两条链按这两条链按反向平行反向平行方式盘旋成双螺旋结构方式盘旋成双螺旋结构CTTGACAGDNA平面结构平面结构磷酸、脱氧核糖交替磷酸、脱氧核糖交替连接连接 构成基本构成基本骨架；骨架；（2 2）. .外侧外侧：碱基对；碱基对；（氢键连接）（氢键连接）（3 3）内侧）内侧: :AGCT氢键氢键ATGC（4）碱基互补配对原则）碱基互补配对原则脱氧核脱氧核苷酸苷酸碱基对碱基对思考：在一个思考：在一个DNA分子中，那些碱基比例分子中，那些碱基比例较高，则该较高，则该DNA分子就比较稳定？分子就比

7、较稳定？化学组化学组成单位成单位双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类：种类：四种四种主要主要特点特点碱基互补配对碱基互补配对原则：原则：由两条反向平行的脱氧核苷酸长链由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架成基本骨架 ，碱基排列在内侧。，碱基排列在内侧。DNADNA分子两条链上的碱基通过氢键分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。连接成碱基对。A A A A C C C C G G GGA A T TT T T T G G G G C C C C T T A ADNADNA的的结结构构DNA

8、DNA双螺旋结构的构建双螺旋结构的构建返回返回 (碱基互补配对原则碱基互补配对原则)【课堂反馈课堂反馈】1 1下面是下面是DNADNA的分子的结构模式图，说出图中的分子的结构模式图，说出图中1 11010的名称。的名称。 12345678109GTCA1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鸟嘌呤鸟嘌呤4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脱氧核糖脱氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对碱基对9. 氢键氢键10. 一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段思考思考 X链链 10A30G30C-20T Y链链 ？T？C？G-？A ？ X链（链（A+G）/（T+C）=

9、？ ？ Y链（链（A+G）/（T+C）=？ ？ DNA中（中（A+G）/（T+C）=？ ？ X链（链（A+T）/（G+C）=？ ？ Y链（链（A+T）/（G+C）=？ ？ DNA中（中（A+T）/（G+C）=？103030204/55/411/21/21/2你能从上述结果中总结出什么规律吗？你能从上述结果中总结出什么规律吗？成成倒倒数数关关系系比比值值相相等等设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， GG1 1 = C = C2 2 ， GG2 2

10、 =C =C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = C可引申为：可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？27%27%例例2 2已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有40004000个碱基对，其个碱基对，其中胞

11、嘧啶有中胞嘧啶有22002200个，这个个，这个DNADNA分子中应含有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的脱氧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C双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何等于其中任何一条链的一条链的A+T/G+CA+T/G+C。( (互补碱基之和的比互补碱基之和的比值值) )A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2

12、GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A A2 2 +T +T2 2G G 2 2 +C +C2 2= = = 双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互互为倒数。（不互补的碱基之和的比值）为倒数。（不互补的碱基之和的比值）A A1 1+G+G1 1T T1 1 +C +C1 1 = a = aT T2 2 +C +C2 2A A2 2 +G+G2 2 = 1/a = 1/a 例题例题3 3、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中

13、，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在其，上述比例在其互补链和整个互补链和整个DNADNA分子中分别是分子中分别是多少？多少？2.5 1 ; 2.5 1 ; A 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3. 3. 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。括出一些规律。A=T G=CA=T G=C A+G=T+C A+G=T+C 也可以

14、写成以下形式：也可以写成以下形式： 规律概括：在规律概括：在DNADNA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+GA+G( )=T+CT+C( )=50%A+GA+G T+C T+C =( )( )( )=( ( ） ( )=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+GA+G恒等恒等一半一半 1、组成核酸的核苷酸共有（、组成核酸的核苷酸共有（ ） A、4种种 B、5种种 C、8种种 D、20种种 2、在、在DNA的一个片段中、一条链上的的一个片段中、一条链上的G+A/C+T=0、4、那么它的互补链上那么它的互补链上G+A/C+T的值是的值是 . 3、若双链、若双链DNA分子的一条链的分子的一条链的A：T：C：G=1：4：3：6，那么其另一条链上同样的碱基那么其另一条链上同样的碱基比为比为 。 请绘出并试述请绘出并试述DNA的空间结构。的空间结构。复习与巩固复习与巩固