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1、,DNA分子的结构,鉴别真伪萨达姆可采用哪些方法?,在生命的旋梯上 沃森和克里克,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、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成。,一、DNA模型建构,A腺嘌呤 G鸟嘌呤 T胸腺嘧啶 C胞嘧啶,含氮碱基:,五碳糖氧 画图几号碳,DNA元素组成 脱氧核苷酸的组成,DNA分子的化学元素组成: DNA分子的基本单位是 。,脱氧核苷酸,1分子磷酸,1分子脱氧核糖,1分子含氮碱基,一、DNA模型建构,1分子脱氧核苷酸 = + + .,【模型建构1】: 脱氧核苷酸,碱 基,A,G,C,T,磷酸,脱氧 核糖,1,C H O N P
2、,形,许多个脱氧核苷酸可连接成长链。,【模型建构2】一条脱氧核苷酸链,一、DNA模型建构,资料2.1951年,科学家通过计算认识到:每个脱氧核苷酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。,键 位置 数目 游离 思考题,磷酸二酯键,资料4.科学研究发现,碱基之间是靠氢键连接的。 1952年,奥地利著名生物化学家查哥夫得出: 腺嘌呤(A)=胸腺嘧啶(T)的量, 鸟嘌呤(G)=胞嘧啶(C)的量。 资料5.得知查哥夫的研究,沃森和克里克又兴奋起来,他们让A与T配对、G与C配对,构建出新的DNA模型。该模型与DNA衍射图谱完全相符。,【模型建构3】 DNA双链,资料3.沃森和克里克依据威尔金斯及 其同事富兰克
3、林提供的DNA衍射图谱, 推算出DNA具有双螺旋结构。,注意哪几点,资料4.科学研究发现,碱基之间是靠氢键连接的。 1952年,奥地利著名生物化学家查哥夫得出: 腺嘌呤(A)=胸腺嘧啶(T)的量, 鸟嘌呤(G)=胞嘧啶(C)的量。 资料5.得知查哥夫的研究,沃森和克里克又兴奋起来,他们让A与T配对、G与C配对,构建出新的DNA模型。该模型与DNA衍射图谱完全相符。,资料3.沃森和克里克依据威尔金斯及 其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱, 推算出DNA具有双螺旋结构。,资料2.1951年,科学家通过计算认识到:每个脱氧核苷酸 之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。,资料1.20世纪初,科学家认识到:
4、组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成。,【模型建构3】DNA双链,平面结构,立体结构,形体 1分钟纠错 真正模型,沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔生理学或医学奖。,左一:威尔金斯 左三:克里克 左五:沃森,探讨1:DNA结构特点,1.DNA由几条链构成?两条链的方向如何?从整体上看DNA是一种什么结构? 2.DNA分子中,外侧由什么连接而成?内侧是什么?那一部分是DNA的基本骨架 3.两条链之间碱基的通过什么连接,有什么规律?遵循什么原则?,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T
5、,C,DNA分子是由两 条链组成,反向平行盘旋成 双螺旋 结构。,碱基通过氢键连接成碱基对,并且遵循 碱基互补配对原则,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,碱基排列在内侧。,游戏,拓展延伸:,在双链DNA分子中,碱基的数量关系是:,A=?,G=?,A+G=?,(A+G)/(T+C)=,(A+C)/(T+G)=,T,A的数量,T的数量,G的数量,C的数量,单链1,整个DNA,单链2,C,T+C,1,1,某生物细胞DNA分子的碱基中,腺嘌呤A的分子数占18%。则鸟嘌呤G的分子数占多少?,探究2:DNA分子的特性,(3)每个DNA分子各有得碱基排列顺序是特定不变的吗,(1
6、)不同的DNA分子两条链上的结构是稳定不变的吗?,(2)DNA分子的什么结构是千变万化的?,刚才,拿着自己制作,解说并板书关键词,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,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,内侧碱基互补配对原则不变 稳定性,长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的 多样性,三、DNA分子的结构特性,每个特定DNA分子有特定的碱基对数目和排列组合顺序 特异性,解决问题,DNA分子的结构小结,化学元素组成:,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,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
7、原则,分子结构的稳定性、多样性和特异性,C、H、O、N、P,三.DNA分子的特性,(3)稳定性,通过氢键形成碱基对,双螺旋结构,(1)多样性,(2)特异性,碱基对的排列顺序千变万化,构成DNA分子的多样性,碱基对的特定排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,二、DNA分子的结构特点,(1)由( )条链组成,这两条链按( )方式盘旋成双螺旋结构,(2( )交替连接,排列在外侧构成基本骨架;“扶手”( )排列在内侧“梯级”,(3)两条链上的碱基通过( )连接成碱基对: A T, C G 遵循:“ ”,两,反向平行,脱氧核糖、磷酸,
8、碱基,氢键,碱基互补配对原则,2.比较不同组的DNA模型有什么不同? 3.DNA中的遗传信息蕴藏在哪儿?,碱基对的排列顺序不同,碱基对的排列顺序中,【思考】,1.在生物体内,一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对,碱基对有:AT、TA、GC、CG。请同学们计算DNA分子有多少种?,四、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=50%,有关DNA中的碱基计算,1、与DNA结构有关
9、的碱基计算,(A+G)/(T+C)=,(A+C)/(T+G)=,1,1,(A+G)/(A+T+G+C)=,1 / 2,(A1+T1)/(A2+T2)=,(G1+C1)/(G2+C2)=,(A1+G1)/(T1+C1)=a, 则(A2+G2)/(T2+C2)=,1,1,1 / a,(A+T)/(A+T+G+C)=a, 则(A1+T1)/(A1+T1+G1+C1)=,a,化学组成单位,双螺旋结构,基本单位脱氧核苷酸,种类,四种,主要特点,碱基互补配对原则,DNA分子的多样性和特异性,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
10、条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。,碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同,结构,第3节 DNA分子的复制,DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合 成子代DNA的过程。 1DNA2DNA,1.概念:,体细胞:有丝分裂间期; 原始生殖细胞:减数分裂的第一次分裂间期,2、复制时期 :,3.DNA分子的复制过程:,1、解旋,2、以母链为模板进行碱基配对,3、形成两个新的DNA 分子,思考下列问题:,DNA复制的场所? DNA复制的时期? DNA复制的条件? DNA复制的特点? DNA复制的方式? DNA准确复制的原因? DNA复制的意义?,细胞核,细胞分裂间期(有丝分裂、减数分裂),模板: 原料: 能量
11、: 酶:,边解旋边复制,半保留复制,将遗传信息从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性,、线粒体、叶绿体,两条母链,游离的四种脱氧核苷酸,ATP,解旋酶、DNA聚合酶等,DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。,根据半保留复制和碱基互补配对原则,1、DNA复制有关的计算,一个DNA连续复制n次后,共有多少个DNA?多少条脱氧核苷酸链?母链多少条?子链多少条?如一个DNA含有A碱基的数目为a,则需该碱基多少?,DNA分子数=,2n,脱氧核苷酸链数=,2n+1,母链数=,子链数=,2,2n+1 2,解析:所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配
12、对原则”,并图示分析。,连续第一次复制,连续第二次复制,连续第n次复制,解:,所需要的碱基数=,a(2n -1),已知某一条全部N原子被15N标记的DNA分子(0代),转移到含14N的培养基上培养n代,其结果如下:,DNA分子总数_只含15N的DNA分子_含15N 14N的DNA分子_只含14N的DNA分子_脱氧核苷酸链总数_含15N的链为_含14N的链为_,2n,0,2,2n-2,2n+1,2,2n+1-2,第4节 基因是有遗传效应的DNA片段,一、说明基因与DNA关系的实例(见资料分析),1、大肠杆菌的DNA与基因 2、海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术 3、人类基因组计划(HGP计划):
13、测定24条染色体(22条常染色体+X+Y)上的碱基序列。 4、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关,基因是一段DNA。,基因具有遗传效应,它可以独立起作用。,基因是一段DNA,但是一段DNA不一定是基因。,基因能控制生物性状。,结论:基因是有遗传效应的DNA片段,它是生物体遗传的功能单位和结构单位.,综合上述资料,请你给基因下个定义?,遗传效应:,指具有复制、转录、翻译、重组突变及 调控等功能。,想一想,每个DNA分子上含有_个基因。 所有基因的碱基总数_DNA分子的碱基总数。,许多,小于,二、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,染色体是DNA的 主
14、要载体,每条染色体上有1个或2个DNA分子,基因是有遗传效应 的DNA片断,每个DNA分子 上有许多基因,基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,每个基因由许多脱氧核苷酸组成,DNA是主要的 遗传物质,(1)图中A是_C是_G是_ (2)B有_种,分别是_ (3)图中D和F的关系是_ (4)图中D和E的关系是_ (5)图中E和F的关系是_ (6)图中F和H的关系是_,F DNA,B 碱基,C,E 基因,A,H 染色体,D 脱氧核苷酸,G,磷酸,脱氧核糖,蛋白质,四,A、T、C、G,D是F 的基本组成单位,D也是E的基本组成单位,E是有遗传效应的F片段,H是F的主要载体,DNA分子中储存着足够量的遗传信息;遗传信息蕴藏在 之中; 构成了DNA分子的多样性,而 ,又构成了每一个DNA分子的特异性;DNA分子的多样性