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1、,第2节DNA分子的结构,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,活动一：组装脱氧核苷酸,O,1,3,4,5,2,A,G,C,T,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.
2、脱氧核苷酸的种类,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,年美国科学家沃森（atson)和 英国科学家克里克（rick)提出分子的双螺旋结构模型。,氢键,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、P,A、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
3、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,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。,DNA分子的结构特点,5,3,3,5,“反向平行”怎么理解？,5,3,3,5,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
4、，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。,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,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,两条
5、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2 DNA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
6、是特定的吗？,小结,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、P,DNA分子的特性：稳定性、多样性和特异性,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。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。 DNA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,分子的结构 P49,10. 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110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
7、成以下形式：,A + G,T C,1,（ ）,（ ）,（ ）,（ ）,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+G,A+T+C+G,A + C,T + G,A + C,T + 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+GT+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 =C
8、1。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/T+C=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G%,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？,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，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=1,例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.
9、4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？,2.5 1 ;,=,n,互补的两碱基之和在单、双链中所占比例相等,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。,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。,AT=54% G+C=46%,24%,C,2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（
10、 ） A 1800个和800个 B 1800个和l800个 C 3600个和800个 D 3600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( ),( ).,2.5,1,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%,
11、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
12、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？,谢谢！,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,1,2,3,4,5,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
13、酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。,1,2,3,4,5,1952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).,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：AT、TA、GC、CG,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,
