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1、第二节第二节 DNA分子的结构分子的结构长泾中学高一生物长泾中学高一生物教师教师:陈小清陈小清组成DNA的基本单位：脱氧核苷酸组成DNA的碱基碱基：胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（）鸟嘌呤（G）因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4种种腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革命性的发现”，两位科学家获得了1962年度诺贝尔生理学或医学
2、奖。 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。在生命的旋梯上沃森和克里克讨论讨论1：.沃森和克里克在构建沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人模型过程中，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？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，出现过哪些错沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错
3、误？他们是如何对待和纠正这些错误的？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，发现沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过双螺旋结构的过程，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？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的的X射线衍射图射线衍射图富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA的的X射线衍射图射线衍射图碱基互补配对原则
4、：碱基互补配对原则：碱基之间一一对应的关系碱基之间一一对应的关系A与与T配对；配对；G与与C配对配对AACCGGATTTGG CCTAAT之间形成之间形成2个氢键个氢键CG之间形成之间形成3个氢键个氢键DNA碱基互补配对情况图解讨论讨论2：1. DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？结构？2. DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于们分别位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？3. DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？的什么部位？2、DNA的立体结构特点磷酸、脱氧核
5、糖磷酸、脱氧核糖 交交替连接替连接 构成基构成基本骨架；本骨架；碱基；碱基；2条链上的条链上的碱基通过碱基通过氢键氢键形成形成碱基对碱基对3.内侧内侧:2.外侧：外侧：1.由由2条链按条链按反向平行方反向平行方式式盘绕成双螺旋结构；盘绕成双螺旋结构；答：答：DNA通过通过碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序 （即为脱氧核苷酸的排列顺序）（即为脱氧核苷酸的排列顺序） 储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息思考题：思考题：DNA是遗传物质，储存着大是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么量的遗传信息，那么DNA是通过什么储是通过什么储存大量的遗传信息？存大量的遗传信息？DNADNA分子的结构分子的结构小结
6、小结化学组成：化学组成：基本组成单位：四种脱氧核苷酸基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸空间结构空间结构规则的双螺旋结规则的双螺旋结构构两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则C H O N PDNA分子中各种碱基的数量关系 你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公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。括出一些规律。 A T ，G C A + G T + C A + G
7、 T C （ ） （ ） 50也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A + GT C1（ ）（ ）（ ）（ ）规律概括：在规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等相等50a，若一条链中的（A1+G1）/（T1+C1）= ，如果一条链中的（A1+T1）/（G1+C1）= 则另一条链中（A2+T2）/（G2+C2）也等于:a;b1/b则另一条链中的（A2+G2）/（T2+C2）=双链双链DNA分子中：分子中：若甲链A+T/C+G=1/2,则在互补
8、的乙链中A+T/C+G= 在整个 DNA分子中, A+T/C+G=若甲链A+G/C+T=1/2,则在互补的乙链中A+G/C+T= 在整个 DNA分子中, A+G/C+T=1/2(对等关系),1/22(倒数关系),1即：（即：（A1+T1）%=（A2+T2）%=总（总（A+T）%，同理同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=总（总（G+C）%重要公式：重要公式： 在双链DNA分子的一条链中，A+T的和占该链的碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链的碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。思思 考考 题题1、某生物细胞、某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子的碱基
9、中，腺嘌呤的分子数占分子数占18%，则鸟嘌呤的分子数占，则鸟嘌呤的分子数占 32%或者：A+G=T+C=50% 结论：两个非互补配对碱基之和占结论：两个非互补配对碱基之和占DNA碱基总数的碱基总数的50%因为A=T=18%， 所以G+C=答：又因为G=C，A=18%，所以G=50%-18%=32%所以A+T=36%；100%-36%=64%因此G=C=32%2、构成双链、构成双链DNA分子的四种碱基之间分子的四种碱基之间的关系，下列哪项因物种而异（的关系，下列哪项因物种而异（ ）A、（、（A+C）/（T+G） B、（、（A+G）/（T+C）C、（、（A+T）/（G+C） D、A/T或或G/CC
10、3.有两对通过氢键连接的脱氧核苷酸，已查有两对通过氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有明它的结构有1个腺嘌呤，个腺嘌呤，1个胞嘧啶，则它个胞嘧啶，则它的其它组成应是的其它组成应是 ( ) A3个磷酸、个磷酸、3个脱氧核糖、个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤一个鸟嘌呤 B2个磷酸、个磷酸、2个脱氧核糖和个脱氧核糖和1个胞嘧啶、一个胞嘧啶、一个鸟嘌呤个鸟嘌呤C4个磷酸、个磷酸、4个脱氧核糖、个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤一个鸟嘌呤 D4个磷酸、个磷酸、4个脱氧核糖、个脱氧核糖、1个尿嘧啶、一个尿嘧啶、一个鸟嘌呤个鸟嘌呤4.若在一双链若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞
11、分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总和的嘧啶之和占碱基总和的44，在其中，在其中的一条链中的一条链中A和和C分别占该链碱基数的分别占该链碱基数的22和和30，那么在另一条链中腺嘌，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比值呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比值为：为： ( ) A34、14 B. 22、30 C14、34 D20、28DNA分子各种碱基的数量关系分子各种碱基的数量关系 ： 在整个在整个DNA分子中，分子中，A=T、G=C； A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1 DNA分子的分子的一条链中的一条链中的A+T=另一条链的另一条链的T + A ； 同理，同理，
12、G+C = C+G如果一条链中的如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例也是比例也是a；如果一条链中的；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是的比例是1/b两个非配对碱基之和占碱基总数的两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即。即 A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%在在DNA分子中一条链中分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率的和占该链碱基比率等于另一条链中等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双的和占该链碱基比率，还等于双链链DNA分子中分子中A+T的和占整个的和占整个DNA分子的碱基比率。分子的碱基比率。即：即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总总( A+T)%同理：同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总总( G+C)%
