《高中生物 第三章 基因的本质 3.2 DNA分子的结构课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 第三章 基因的本质 3.2 DNA分子的结构课件 新人教版必修2（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、问题探讨问题探讨2020世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNADNA组成组成19281928年格里菲思的肺炎双球菌实验。年格里菲思的肺炎双球菌实验。19441944年艾弗里用纯化因子研究肺炎双球菌的转化的实验。年艾弗里用纯化因子研究肺炎双球菌的转化的实验。19521952年赫尔希和蔡斯的年赫尔希和蔡斯的T2T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。噬菌体侵染大肠杆菌的实验。最终确认最终确认DNADNA是遗传物质。是遗传物质。思考：思考：DNA分子具有什么样的结构？是怎样存储遗传信息的呢？分子具有什么样的结构？是怎样存储遗传信息的呢？第第2节节 DNA分子
2、的结构分子的结构第3章中关村的中关村的DNADNA标志标志在生命的旋梯上在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 沃森和克里克沃森和克里克 DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 阅读沃森和克里克构建阅读沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的故事，双螺旋结构模型的故事，想一想：想一想：DNA具有怎样的分子结构？具有怎样的分子结构？一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A G C T一、一、DNADNA模型建构模型建构资料资料1 1：2020世纪世纪3030年代，科学家认识到：组成年
3、代，科学家认识到：组成DNADNA分子分子的基本单位是的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸1 1分子脱氧核苷酸分子脱氧核苷酸= = + + + + . .1 1分子磷酸分子磷酸1 1分子脱氧核糖分子脱氧核糖1 1分子含氮碱基分子含氮碱基【模型建构模型建构1 1】脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（4 4种）种）资料资料1 1：2020世纪世纪3030年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNADNA分子分子的基本单位是的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2 2：DNADNA是由许多个脱氧是由许多个脱氧核苷酸连接而成的核苷酸连接而成的长链长链。【模型建构模型建构2 2】一条脱氧核苷酸链一条
4、脱氧核苷酸链一、一、DNADNA模型建构模型建构资料资料1 1：2020世纪世纪3030年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNADNA分子的基本单位是分子的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2 2：DNADNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。【模型建构模型建构3 3】 DNADNA双链双链资料资料3 3：奥地利著名生物化学家奥地利著名生物化学家查哥夫查哥夫研究得出研究得出：腺嘌呤（：腺嘌呤（A A）的量总是等）的量总是等于胸腺嘧啶（于胸腺嘧啶（T T）的量）的量(A=T)(A=T)，鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）的量总是等于胞嘧啶（）的量
5、总是等于胞嘧啶（C C）的量）的量(G=C)(G=C)。 一、一、DNADNA模型建构模型建构【模型建构模型建构4 4】DNADNA双螺旋双螺旋资料资料4 4： 19511951年，英国科学家年，英国科学家威尔金斯威尔金斯和和富兰克林富兰克林提提供了供了DNADNA的的X X射线衍射图谱射线衍射图谱 。一、一、DNADNA模型建构模型建构沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发沃森、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现生命的双螺旋而荣获19621962年诺贝尔医学生年诺贝尔医学生理学奖。理学奖。左一：威尔金斯左一：威尔金斯 左三：克里克左三：克里克 左五：沃森左五：沃森早凋的早
6、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19511951年率先采用年率先采用X X射线射线衍射技术拍摄到衍射技术拍摄到D D晶晶体照片，体照片， 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） 为推算出为推算出DNADNA分分子呈螺旋结构的结论，子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依提供了决定性的实验依据。据。二、二、DNADNA模型分析模型分析DNADNA分子中，外侧由什么连接而成？分子中，外侧由
7、什么连接而成？ 内侧是什么？内侧是什么？两条链之间碱基的连接有什么规律？两条链之间碱基的连接有什么规律？构成构成DNADNA的两条链有怎样的关系？的两条链有怎样的关系？【思考思考】PPPPA AT TC CG GP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPA AC CT TG G磷酸脱氧核糖反向平行反向平行含氮碱基DNA的平面结构的平面结构DNADNA平面结构平面结构DNADNA立体结构立体结构双螺旋结构双螺旋结构碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤嘌呤和和嘧啶嘧啶之间通过之间通过氢键氢键配对，形成配对，形成碱基碱基对对，且，且A只和只和T配对、配对、C只和只和G
8、配对，这种碱配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配碱基互补配对原则对原则。ATGC氢键氢键A与与T之间有两个氢键，之间有两个氢键，G与与C之间有三个氢键，因此之间有三个氢键，因此G-C碱基对越多，碱基对越多，DNA分子越稳定。分子越稳定。A AA AA AT TT TT TGGGGGGGGC CC CC CA AT TC Cn n（1 1）DNADNA分子是由两分子是由两分子是由两分子是由两条条条条反向平行反向平行反向平行反向平行的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成长链盘旋成长链盘旋成双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋结构结构结构结
9、构。n nDNA分子的结构特分子的结构特点点A AA AA AT TT TT TGGGGGGGGC CC CC CA AT TC Cn n（1 1）DNADNA分子是由两分子是由两分子是由两分子是由两条条条条反向平行反向平行反向平行反向平行的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成长链盘旋成长链盘旋成双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋结构结构结构结构。n n（2 2）DNADNA分子中的分子中的分子中的分子中的脱氧脱氧脱氧脱氧核糖和磷酸核糖和磷酸核糖和磷酸核糖和磷酸交替连接，排交替连接，排交替连接，排交替连接，排列在外侧，构成列在外侧，构成列在外侧，构成列在外侧，构成基本骨架基
10、本骨架基本骨架基本骨架；碱基碱基碱基碱基在在在在内侧内侧内侧内侧。n nDNA分子的结构特分子的结构特点点A AA AA AT TT TT TGGGGGGGGC CC CC CA AT TC Cn n（1 1）DNADNA分子是由两分子是由两分子是由两分子是由两条条条条反向平行反向平行反向平行反向平行的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成长链盘旋成长链盘旋成双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋结构结构结构结构。n n（2 2）DNADNA分子中的分子中的分子中的分子中的脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖和和和和磷酸磷酸磷酸磷酸交替连接，排交替连接，排交替连接，排交替连接，排列在
11、列在列在列在外侧外侧外侧外侧，构成，构成，构成，构成基本骨架基本骨架基本骨架基本骨架；碱基碱基碱基碱基在在在在内侧内侧内侧内侧。n n（3 3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过过过过氢键氢键氢键氢键连结起来，形成连结起来，形成连结起来，形成连结起来，形成碱碱碱碱基对基对基对基对，且遵循，且遵循，且遵循，且遵循碱基互补配碱基互补配碱基互补配碱基互补配对原则对原则对原则对原则。n nDNA分子的结构特点A AA AA AT TT TT TGGGGGGGGC CC CC CA AT TC Cn你注意到了吗你注意到了吗？n n两条长链上的两条长链上的脱氧核糖与磷
12、酸脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序交替排列的顺序是稳定不变的是稳定不变的。n n长链中的长链中的碱基对碱基对的排列顺序是千的排列顺序是千变万化的。碱基变万化的。碱基对的排列顺序蕴对的排列顺序蕴含着遗传信息含着遗传信息下图是下图是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 45 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DN
13、A分子结构主要特点DNADNA分子是有分子是有 条链组成，条链组成， 盘旋成盘旋成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，构成交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则。原则。反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2 2A与与T之间有两个氢键，之间有两个氢键，G与与C之间有三个氢键，因此之间有三个氢键，因此G-C碱基对碱基对越多，越多，DNA分子越稳定分子越稳定即即A与与T配对，配对，G与与C配对配对设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，
14、互补链为链，互补链为2 2链链( (互补链互补链) )。根据碱基互补配对。根据碱基互补配对原则原则 可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， G G2 2 =C =C1 1。则则在在DNADNA双链双链中：中： A = T A = T ， G = CG = C可引申为：可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+CA+G=T+C=A+C=T+G=DNA=A+C=T+G=DNA分子总碱基分子总碱基 数的一半数的一半 互补碱基和之比互补碱基和之比相等关系相等关系A A 1 1T T 2 2T
15、 T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链若（若（A A1 1+ T+ T1 1）/ /（G G1 1+ C+ C1 1）= a= a则则互补链互补链（A A2 2+ T+ T2 2）/ /（G G2 2 + C + C2 2）= a= a双链中双链中（A+ TA+ T）/ /（G + CG + C）= a= a 非互补碱基和之比非互补碱基和之比倒数关系倒数关系若（若（A1+ C1）/（G1+ T1） = b 则（则（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/b1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求
16、，求A A占多少？占多少？解析：解析： 因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%A=50%23%=27%23%=27%2 2、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比，上述比例在其互补链和整个例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比例在，上述比例在其互补链和整个其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 1 ; 2.5 1 ; 0.4 0.4
17、 0.40.43.3.某某DNADNA分子碱基中，鸟嘌呤分子数占分子碱基中，鸟嘌呤分子数占22%22%，那么胸腺嘧，那么胸腺嘧啶分子数占（啶分子数占（ ）A.11%A.11% B.22% B.22% C.28% C.28% D.44%D.44%4.4.双链双链DNADNA分子的碱基组成中，在分子的碱基组成中，在ACAC的情况下，下列的情况下，下列 哪组分式会随生物的种类不同而不同？（哪组分式会随生物的种类不同而不同？（ ）A.C/GA.C/GB.(A+T)/(C+G)B.(A+T)/(C+G)C.(A+C)/(G+T)C.(A+C)/(G+T)D.(A+G)/(T+C)D.(A+G)/(T+C
18、)CB双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中总数的百分比等于其中任何一条链中A+TA+T占占该链碱基总数的百分比。该链碱基总数的百分比。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =G+C同理同理你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学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
19、式，从公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。中概括出一些规律。A=T G=C A+G=T+CA=T G=C A+G=T+C 也可以写成以下形式：也可以写成以下形式： 规律概括：在规律概括：在DNADNA双链中，任意两个不互补碱基之双链中，任意两个不互补碱基之和和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+GA+G( )=T+GT+G( )=50%A+GA+G T+C T+C =( )( )( )=( )( )( )=1A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等相等一半一半5.5.某某DNADNA中中鸟鸟嘌嘌呤呤和和胞胞嘧嘧啶啶之之和和占占全全部部碱碱基基含含量
20、量的的46%46%，已已知知其其中中一一条条链链的的碱碱基基中中28%28%是是腺腺嘌嘌呤呤，22%22%是是胞胞嘧嘧啶啶，求求：与与已已知知链链相相对对应应的的链链中中腺腺嘌嘌呤占该链全部碱基的（呤占该链全部碱基的（ ）。）。26%26%6 6、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占占该链碱基总数的该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占占其所在链碱基总数的百分含量。其所在链碱基总数的百分含量。24%24%7 7、某、某DNADNA分子中分子中A+TA
21、+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的34%34%，其中一条链上的，其中一条链上的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%28%，那么，对应的另一条互补链上的那么，对应的另一条互补链上的C C占该链碱基总占该链碱基总数的比例是多少？数的比例是多少？38%38%8 8、在含有四种碱基的、在含有四种碱基的DNADNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a a个，占该区段全部碱基的比例为个，占该区段全部碱基的比例为b b，则，则 （ ) ) A.A.b0.5 B. b0.5b0.5 B. b0.5C.C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2ba(1/2b1) D.1) D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a b(1/2a 1)1)C C9 9、分析一个、分析一个DNADNA分子时，发现分子时，发现30%30%的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸含有含有A A，由此可知，该分子中一条链上，由此可知，该分子中一条链上G G含量的最含量的最大值可占此链碱基总数的多少？大值可占此链碱基总数的多少？40%40%
