高一生物《DNA分子的结构》PPT课件.ppt

《高一生物《DNA分子的结构》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一生物《DNA分子的结构》PPT课件.ppt（31页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 呼兰区第九中学呼兰区第九中学 靖红霞靖红霞第二节第二节 DNA分子的结构分子的结构在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克这是这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革生物科学中最具有革命性的发现命性的发现”，两位科学家获得了，两位科学家获得了1962年度诺年度诺贝尔生理学或医学奖。贝尔生理学或医学奖。1953年，年，美国生物家沃森美国生物家沃森（JD.Watson，1928）和英国物理学和英国物理学家克里克（家克里克（F.Cr

2、ick，19162004），），共共同提出了同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。分子的双螺旋结构模型。沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建答：（答：（答：（答：（1 1）当时科学界已经发现的证据有：组成）当时科学界已经发现的证据有：组成N N分子的单位是脱氧分子的单位是脱氧 核苷酸；核苷酸；N N分子是由含分子是由含4 4种碱基的脱氧核苷酸

3、长链构成的；种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2 2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的射线衍射图）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的射线衍射图 谱；谱；（3 3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（19501950年），年），即按照射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大即按照射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制硬纸板构建此，沃森和克里克像摆积木一

4、样，用自制硬纸板构建N N结构模型；结构模型；（4 4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（）的量腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量。的量。请阅读教材请阅读教材请阅读教材请阅读教材P4748P4748相关资料，讨论回答下列问题相关资料，讨论回答下列问题相关资料，讨论回答下列问题相关资料，讨论回答下列问题沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些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？错误？他们是如何对待和纠正

5、这些错误的？沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他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？们是如何对待和纠正这些错误的？答答答答：沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了

6、一个将前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸磷酸核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。的双链螺旋。沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即基之间是以相同碱基进行配对的，即A A与与A A、T T与与T T配对。配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。19521952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（）的量

7、总是等于胸得到了一个重要的信息：腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方（）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让式，让A A与与T T配对，配对，GG与与C C配对，最终，构建出了正确的配对，最终，构建出了正确的DNADNA模型。模型。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。DNA的的X射线衍

8、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早凋的早凋的“科学玫瑰科学玫瑰”富兰克林富兰克林（R.E.Franklin）她和同事威尔金斯她和同事威尔金斯在在1951年率先采用年率先采用X射线射线衍射技术拍摄到衍射技术拍摄到D晶晶体照片，为推算出体照片，为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验提供了决定性的实验依据依据。但但“科学玫瑰科学玫瑰”没等到没等到分享荣耀，在研究成果被分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。承认之前就已凋谢。(英，英，R.E.Franklin,19201958）请根据教材请根据教材P4748相关资料，相关

9、资料，讨论回答下列问题讨论回答下列问题1、请你根据资料回答有关、请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题？结构方面的问题？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？DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于于DNA的什么部位？的什么部位？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的什么的什么部部 位？位？2、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对你、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？理解生物科学的发展有什么启示？3、沃森和克里克默契

10、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，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？2 2、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对 你理解生物科学的发展有什么启示？你理解生物科学的发展有什么启示？n n 主要涉及物理学（主要是晶体学）、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。n n涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；建构模型的方法等。n n 现代科学技术中许多成果的取得，

11、都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。请根据教材请根据教材P4748相关资料，相关资料，讨论回答下列问题讨论回答下列问题1、请你根据资料回答有关、请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题？结构方面的问题？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？DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于于DNA的什么部位？的什么部位？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的什么的什么部部 位？位？2、上述资料中

12、涉及到哪些学科的知识和方法？这对你、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？理解生物科学的发展有什么启示？3、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，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？3 3、沃森和克里克默契配合，发现、沃森和克里克默契配合，发现、沃森和克里克默契配合，发现、沃森和克里克默契配合，发现DNADNA双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，

13、在科学界传的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的；对所从事的研究要有兴趣和激情等。脱氧核苷酸脱氧核苷酸二、DNA分子的结构2、基本单位：、基本单位：P脱氧核糖含氮碱基磷酸脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸 1、

14、元素组成：、元素组成：C H O N P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧核苷脱氧核苷脱氧核苷酸脱氧核苷酸n n组成脱氧核苷酸的碱基组成脱氧核苷酸的碱基：胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（）鸟嘌呤（G）因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4种种腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸(1)DNA分子是由分子是由两条链两条链组成的，这两条链按组成的，这两条链按反向反向平行方式平行方式 盘旋成双螺旋结盘旋成双螺旋结构构.(2)DNA分子中的分子中

15、的脱氧核糖脱氧核糖和磷酸交替连接和磷酸交替连接，排列，排列在在外侧外侧，构成，构成基本骨架基本骨架；碱；碱基排列基排列在在内侧内侧。(3)两条链上的碱基通过两条链上的碱基通过氢氢键键连接成碱基对，并且碱基连接成碱基对，并且碱基的配对有一定的规律：的配对有一定的规律：A(腺嘌呤腺嘌呤)一定与一定与T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)配对；配对；G(鸟嘌呤鸟嘌呤)一一定与定与C(胞嘧啶胞嘧啶)配对配对。3 3、DNADNA的双螺旋结构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）盘旋成规则的双螺旋。1）主链上对应碱基以氢键连结成对；2）碱基互补配对

16、（AT，GC）；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。多样性多样性稳定性稳定性4 4、DNADNA分子的特性分子的特性1）多样性：）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构碱基对的排列顺序的千变万化，构成了成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNA分子也大约有分子也大约有4000个碱基对，个碱基对，碱基对有：碱基对有：AT、TA、GC、CG。请同学们计算请同学们计算DNA分子有多少种？分子有多少种？4 种40002）特异性）特异

17、性碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的分子的特异性。特异性。3)稳定性稳定性具有规则的双螺旋结构具有规则的双螺旋结构答：答：DNA通过通过碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序 （即为脱氧核苷酸的排列顺序）（即为脱氧核苷酸的排列顺序）储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息 DNA是遗传物质，储存着大量的是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么遗传信息，那么DNA是通过什么储存大是通过什么储存大量的遗传信息？量的遗传信息？一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建二、二、DNA分子的结构分子的结构1、元素组成、元素组成2、基本单位、基本单位

18、3、DNA的双螺旋结构的双螺旋结构 多样性多样性4、DNA分子的结构特性分子的结构特性 特异性特异性 稳定性稳定性基础知识简答基础知识简答1、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 模型，为模型，为合理地解释遗传物质的合理地解释遗传物质的 奠定了基础。奠定了基础。2、DNA又称又称 ，组成它的基本单位是，组成它的基本单位是 （由（由一分子一分子 、一分子、一分子 、一分子、一分子 组成）。组成）。组成组成DNA的碱基共有的碱基共有 种（符号表示为种（符号表示为 ），脱氧核苷），脱氧核苷共有共有 种（名称是种（名称是 、）。）。1953 DNA双螺旋双螺旋各种功能各种功能脱

19、氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基4A T G C4胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸3、DNA的双螺旋结构是由的双螺旋结构是由 平行的平行的 长链长链 而成，而成，排在外侧的排在外侧的 和和 交替连接构成基本骨架，通过交替连接构成基本骨架，通过 连连接起来的接起来的 排列在内侧。碱基对的组成规律是排列在内侧。碱基对的组成规律是 与与 配配对，对，（A）一定与一定与 （T）配对，配对，（G）一定与一定与 （C）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫配对

20、，反之亦然，这种一一对应的关系叫做做 原则。原则。4、DNA的碱基只有的碱基只有 种，碱基对只有种，碱基对只有 种，而分子结构具种，而分子结构具有有 性，这完全是碱基对的性，这完全是碱基对的 千变万化的结果。千变万化的结果。两条两条脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸盘旋盘旋脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸氢键氢键碱基对碱基对嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶碱基互补配对碱基互补配对4两两多样多样排列次序排列次序5 5、下图是、下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出1 11010的名称。的名称。PPPPACTG123456789101 23 4

21、5 67 89 10胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段PPPPACTG12345678910 1 1、（、（20072007上海）由上海）由120120个碱基组成的个碱基组成的DNADNA分子片段，分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携可因其碱基对组成和序列的不同而携 带不同带不同 的遗传信息，其种类数最多可达的遗传信息，其种类数最多可达 （）A A、4 4120 120 B B、1201204 4 C C、4 460 60 D D、60604 4C2 2、.已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链(A+G)/(T+C)=m 时时,求求:(1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少?1/m(2)(2)这个比例关系在整个分子中又是多少这个比例关系在整个分子中又是多少?1(3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少?n(4)(4)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少?n当在一单链中当在一单链中,如果如果(A+T)/(G+C)=nA+T)/(G+C)=n 时时,求求:DNA双螺旋结构模型