《江苏省海头高级中学高中生物-3.2-dna分子的结构课件-必修2》由会员分享,可在线阅读,更多相关《江苏省海头高级中学高中生物-3.2-dna分子的结构课件-必修2(33页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、DNA分子的结构,海头高级中学高一生物备课组,组成DNA的基本单位:脱氧核苷酸组成DNA的碱基:,胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T),腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G),因此,脱氧核苷酸也有4种,1953年,美国生物学家沃森(JD.Watson,1928)和英国物理学家克里克(F.Crick,19162004),共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,在生命的旋梯上,沃森和克里克,回眸历史,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? 2. 沃森和克里克在构建模型的过程中,出现过哪
2、些错误?他们是如何对待和纠正这些错误的? 3. 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?,X衍射技术是用X光透过物质的结晶体,使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。 推算出DNA分子呈螺旋结构的结论,提供了决定性的实验依据。,DNA的X射线衍射图,回眸历史,富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图,碱基互补配对原则:碱基之间一一对应的关系,A与T配对;,G与C配对,AT之间形成2个氢键,CG之间形成3个氢键,DNA 碱 基 互 补 配 对 情 况 图 解,讨论2:,1. DNA是
3、由几条链构成的?它具有怎样的立体结构? 2. 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? 3. DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位?,DNA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,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,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。,A,T,G,C,氢键,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,(1)DNA分子
4、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,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,(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,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你知道右图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。,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
5、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。,DNA分子的特性:,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。,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。,稳定性:,2、DNA的立体结构特点,磷酸、脱氧核糖 交替连接 构成基本骨架;,碱基;2条链上的碱基通过氢键形成碱基对,3.内侧:,2.外侧:,1.由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构;,答:DNA通过碱基对的排列顺序 (即为脱氧核苷酸的排列顺
6、序) 储存大量的遗传信息,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?,DNA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,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:,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即A+G/
7、T+C=1,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,双链DNA分子中,互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。,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:,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
8、DNA分子中分别是多少?,2.5 1 ;,0.4 0.4,有关DNA中的碱基计算,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。,24%,4、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 ( ) b0.5 B. b0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b1) D.胞嘧啶为b(1/2a 1),C,6、分析一个D
9、NA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%,1、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%,练习:,5.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求: (1)在另一互补链中这一比例是多少?,1/m,(2) 这个比例关系在整个分子中又是多少?,1,(3)在另一互补链中这一比例是多少?,n,(
10、4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?,n,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求:,6:从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( ) 、26% 、24% 、14% 、11%,A,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
11、、 、 、 。,1953,DNA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,4,A T G C,4,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,1 _,3 _,4 _,5 _,6 _,7 _,8 _,9 _,2 _,10 _,胞嘧啶,腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶,脱氧核糖,磷酸,脱氧核糖核苷酸,碱基对,氢键,脱氧核苷酸链片段(DNA单链片段),写出图中1-10的名称,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 + G T C (
12、 ) ( ),也可以写成以下形式:,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+G,A+T+C+G,A + C,T + G,A + C,T + G,相等,50,DNA分子各种碱基的数量关系 :, 在整个DNA分子中,A=T、G=C; A+G=T+C,A+C=T+G; (A+G)/(T+C)=1, DNA分子的一条链中的A+T=另一条链的T + A ; 同理,G+C = C+G,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/b,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%,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)%,