第2节DNA分子的结构(33张)

沫若中学刘建英第三章基因的本质中关村高科技园区DNA雕塑雅典奥运会开幕式经典场景DNA的空间结构以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片。从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构放大DNA的空间结构从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构脱氧核糖含氮碱基磷酸1、构成的化学元素有几种？__________________。组成DNA的基本单位是：_____________。脱氧核苷酸C、H、O、N、P脱氧核苷酸一、DNA的分子结构ATCG活动一：组装脱氧核苷酸OHO13452AGCT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2.脱氧核苷酸的种类ATGCATGCATGC活动二：组装一条脱氧核苷酸链思考：上一个脱氧核苷酸与下一个脱氧核苷酸是怎样连接的？通过磷酸二酯键连接磷酸二酯键１９５３年美国科学家沃森（Ｊ．Ｄ．Ｗatson)和英国科学家克里克（Ｆ．Ｃrick)提出ＤＮＡ分子的双螺旋结构模型。AGCT氢键ATGC平面结构立体结构DNA的空间结构五种元素：四种碱基：三种物质：两条长链：一种螺旋：C、H、O、N、PA、G、C、T，相应的四种脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链规则的双螺旋结构DNA的结构和组成可用“五四三二一”表示分别表示的是什么？3、DNA中的碱基是靠什么连接起来的？遵循什么原则？2、DNA分子外侧排列的是什么？内侧排列的是什么？磷酸和脱氧核糖的排列有什么规律？哪一部分是DNA的基本骨架？1、DNA具有怎样的立体结构？它是由几条链构成的？两条链的方向如何？阅读教材49页，思考：探究活动1：DNA分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（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5335“反向平行”怎么理解？APGPCPTPAPGPCPTP5335AAATTTGGGGCCCATC（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AAATTTGGGGCCCATC（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AAATTTGGGGCCCATC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。探究活动2DNA分子的特性思考：不同DNA分子两条长链上的什么结构是稳定不变的？长链中的什么结构是千变万化的。稳定性多样性3、特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息.思考题：DNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么DNA是通过什么储存大量的遗传信息？答：DNA通过碱基对的排列顺序（即为脱氧核苷酸的排列顺序）储存大量的遗传信息不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对的排列顺序肯定不同。思考：每个DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？DNA化学组成DNA的双螺旋结构基本单位——脱氧核苷酸4种元素组成：C、H、O、N、PDNA分子的特性：稳定性、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。且遵循碱基互补配对原则12345678109GTCA10.一条脱氧核苷酸链的片段【课堂反馈】1．下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。1.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，任意两个非互补碱基之和，并为碱基总数的。A+T+C+GA+T+C+GA+CT+GA+CT+G相等50％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。拓展题：A+G∴T＋C=∵A＝T，G＝C∴A+G＝T+C=A+C=T+G=50%（）（）=（互补的碱基数相等）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=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链例题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%规律总结：思考：在双链DNA分子中，碱基之间有哪些等量关系？②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==③双链DNA分子中，非互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。在DNA分子中，A+G/C+T=1A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a例题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？2.51;=n互补的两碱基之和在单、双链中所占比例相等A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链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。A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1=A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2+T2（G+C）12G1+C1G2+C2==例题3、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。A＋T=54%G+C=46%24%C2．已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA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（）A1800个和800个B1800个和l800个C3600个和800个D3600个和3600个【课堂反馈】2.某DNA分子的一条单链中,A占20％,T占30％，则该DNA分子中的C占全部碱基的（）。25%1.DNA一条链中（A+G）/（T+C）＝0.4，上述比在其互补链和整个DNA分子中分别是(),().2.51练习解析:一条链上A占20％,T占30％，则A+T占50%,C+G占=50%;整个分子中该比值=50%,而C=G,故C占25%.3.双链DNA分子中，G占碱基总数的38％，其中一条链中的T占碱基总数的5％，那么另一条链中的T占碱基总数的（）。7%解析:双链DNA分子中，G占碱基总数的38％，C占38%,A、T各占12%；一条链上T占碱基总数的5％，另一条链上T占碱基总数的12%--5%=7%。26%24%解析:一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46％，A和T之和占全部碱基数的54%；每一条单链中G和C之和占全部碱基数的46％，A和T之和占全部碱基数的54%，而一条单链中，A和C分别占该单链的28％和22％，则G占该单链的46%--22%=24%，T占该单链的54%--28%=26%，则该DNA分子的另一条单链中，A和C分别占这一单链的百分比是26%、24%。4.一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46％，该DNA分子的一条单链中，A和C分别占该单链的28％和22％，则该DNA分子的另一条单链中，A和C分别占这一单链的百分比是多少？资料1：20世纪初，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成。与DNA模型构建的相关资料12345资料3：沃森和克里克根据富兰克林的DNA照片，认定DNA具有双链螺旋结构。资料4：威尔金斯和富兰克林通过照片和计算得出：DNA分子的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架；内侧是碱基对。资料5：科学家研究发现碱基之间通过氢键连结起来资料2:1951年，富兰克林通过数据计算，每个脱氧核苷酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。123451952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).磷酸二酯键1、稳定性：整体：直径约为2nm、螺距约为3.4nm，每个螺距内有10对碱基对碱基对：严格遵循碱基配对原则。主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。2、多样性：碱基有4种：A、T、G、C,碱基对有4种：A—T、T—A、G—C、C—G,而n个碱基对的组合方式有4n种.如: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。DNA分子的特性