高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)課件

1、高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)必修必修2 2 第第3 3章章 第第2 2節(jié)節(jié)高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu) v 2004 2004年年7 7月月2828日，日，“分子分子生物學(xué)之父生物學(xué)之父”克里克在圣地克里克在圣地牙哥加州大學(xué)醫(yī)院與世長(zhǎng)辭，牙哥加州大學(xué)醫(yī)院與世長(zhǎng)辭，享年享年8888歲。歲。v 19531953年年4 4月月2525日，日，克里克克里克和和沃森沃森在在自然自然雜志上發(fā)雜志上發(fā)表了表了DNADNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而，從而帶來(lái)了遺傳學(xué)的徹底變革帶來(lái)了遺傳學(xué)的徹底變革，更宣告了分子生物學(xué)的誕生。更宣告了分子生物學(xué)的誕生。v 種瓜為什么能得瓜，就是種瓜為什么能得瓜，

2、就是遺傳物質(zhì)由親代傳給子代的遺傳物質(zhì)由親代傳給子代的結(jié)果。遺傳物質(zhì)為什么能自結(jié)果。遺傳物質(zhì)為什么能自我復(fù)制呢？它是怎樣復(fù)制的我復(fù)制呢？它是怎樣復(fù)制的呢？這些機(jī)理都蘊(yùn)藏在克里呢？這些機(jī)理都蘊(yùn)藏在克里克和沃森的克和沃森的DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的偉大發(fā)現(xiàn)之中。型的偉大發(fā)現(xiàn)之中。 高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)v20世紀(jì)初，世紀(jì)初，摩爾根摩爾根通過(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明通過(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上基因位于染色體上。v1943年，年，艾弗里艾弗里證明了證明了DNA攜帶有遺傳信息，并認(rèn)為攜帶有遺傳信息，并認(rèn)為DNA可能就是基因可能就是基因。v1951年，生物物理學(xué)家年，生物物理學(xué)家威

3、爾金斯威爾金斯用用X射線衍射技術(shù)射線衍射技術(shù)對(duì)對(duì)DNA結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)構(gòu)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)DNA是一種螺旋結(jié)構(gòu)是一種螺旋結(jié)構(gòu)。v女物理學(xué)家女物理學(xué)家富蘭克林富蘭克林在在1951年底拍到了一張十分清晰的年底拍到了一張十分清晰的DNA的的X射線衍射照片射線衍射照片。一、一、DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)討論討論1：沃森和克里克在構(gòu)建沃森和克里克在構(gòu)建DNA模型過(guò)程中，利用了他人的模型過(guò)程中，利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？又涉及到哪些學(xué)科的知識(shí)和方法？而哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？又涉及到哪些學(xué)科的知識(shí)和方法？而這些，對(duì)你理解生物科學(xué)的發(fā)展以及和各學(xué)科的聯(lián)系

4、有這些，對(duì)你理解生物科學(xué)的發(fā)展以及和各學(xué)科的聯(lián)系有什么啟示？什么啟示？沃森和克里克在構(gòu)建模型的過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)哪些錯(cuò)誤？沃森和克里克在構(gòu)建模型的過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)哪些錯(cuò)誤？他們是如何對(duì)待和糾正這些錯(cuò)誤的？他們是如何對(duì)待和糾正這些錯(cuò)誤的？沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程，雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們這種工作方式給予你哪些啟示？這種工作方式給予你哪些啟示？高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)討論討論2：DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)

5、構(gòu)？構(gòu)？DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于別位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？DNA中的堿基是如何配對(duì)的？它們位于中的堿基是如何配對(duì)的？它們位于DNA的的什么部位？什么部位？高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)DNADNA的結(jié)構(gòu)模式圖的結(jié)構(gòu)模式圖二、二、DNADNA的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu) 以超高分辨率掃描式電子以超高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的顯微鏡拍到的DNADNA照片。照片。 從圖上可辨認(rèn)出從圖上可辨認(rèn)出DNADNA是由是由兩條鏈交纏在一起的螺旋結(jié)構(gòu)兩條鏈交纏在一起的螺旋結(jié)構(gòu)高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)A腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷

6、酸G鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸C胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸T 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸1、DNA的基本單位的基本單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧脫氧核糖核糖堿基堿基磷酸磷酸A GCT高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)AAATTTGGGGCCCATC磷酸脫氧核糖含氮堿基磷酸二酯鍵脫氧核苷酸脫氧核苷酸2、多脫氧核苷酸鏈、多脫氧核苷酸鏈高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)堿基對(duì)堿基對(duì)另一堿基對(duì)另一堿基對(duì) 嘌呤和嘧啶之間通過(guò)氫鍵配對(duì)，形成堿基對(duì)，且A只和T配對(duì)、C只和G配對(duì)，這種堿基之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。ATGC氫鍵氫鍵高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)AAAT

7、TTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由分子是由兩條兩條反向反向平行平行的脫氧核苷酸的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈長(zhǎng)鏈盤旋盤旋成成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。3、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由分子是由兩條兩條反向反向平行平行的脫氧核苷酸的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈長(zhǎng)鏈盤旋盤旋成成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接，排列在排列在外側(cè)外側(cè)，構(gòu)成，構(gòu)成基本基本骨架骨架；堿基在；堿基在內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)。3、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)AAATTTG

8、GGGCCCATC（1）DNA分子是由分子是由兩條兩條反向反向平行平行的脫氧核苷酸的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈長(zhǎng)鏈盤旋盤旋成成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接，排列在排列在外側(cè)外側(cè)，構(gòu)成，構(gòu)成基本基本骨架骨架；堿基在；堿基在內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通）兩條鏈上的堿基通過(guò)過(guò)氫鍵氫鍵連接起來(lái)，形成連接起來(lái)，形成堿基對(duì)堿基對(duì)，且遵循，且遵循堿基互堿基互補(bǔ)配對(duì)原則補(bǔ)配對(duì)原則。 A-T, C-G 3、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)AAATTTGGGGCCCATC你注意到了嗎？?jī)蓷l長(zhǎng)鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列

9、的順序是穩(wěn)定不變的。長(zhǎng)鏈中的堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)你注意到了嗎？ 兩條長(zhǎng)鏈上的 脫氧核糖與磷酸交替排列的順序及 堿基配對(duì)原則是穩(wěn)定不變的。 長(zhǎng)鏈中的堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。（儲(chǔ)存大量遺傳信息）（儲(chǔ)存大量遺傳信息） DNA分子的分子的特特異性異性就體現(xiàn)在特定就體現(xiàn)在特定的堿基（對(duì)）排列的堿基（對(duì)）排列順序中。順序中。( (結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性）結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性）高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)4、DNA分子的特異性：分子的特異性： 多樣性：多樣性：DNA分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化。分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化。 一個(gè)最短的DNA分子也有4000個(gè)堿

10、基對(duì)，可能的排列方式就有44000種。 特異性：特定的特異性：特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序。分子具有特定的堿基排列順序。 不同的生物，堿基對(duì)的數(shù)目可能不同，堿基對(duì)的排列順序肯定不同。 遺傳信息：遺傳信息： DNA分子中的堿基對(duì)排列順序就代表了遺傳信息。分子中的堿基對(duì)排列順序就代表了遺傳信息。高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)DNADNA分子的結(jié)構(gòu)小結(jié)分子的結(jié)構(gòu)小結(jié) 化學(xué)組成：化學(xué)組成：基本組成單位：四種脫氧核苷酸基本組成單位：四種脫氧核苷酸一分子含氮堿基一分子含氮堿基一分子脫氧核糖一分子脫氧核糖一分子磷酸一分子磷酸 空間結(jié)構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)

11、鏈兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈堿基對(duì)堿基對(duì)氫鍵氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)的多樣性多樣性和和特異性特異性高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)拓展題：拓展題： 你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ） 50也可以寫成以下形式：也可以寫成以下形式：A + GT C1（ ）（ ）（ ）（ ） 規(guī)律概括：規(guī)律概括：在在DNA雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿

12、基雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和之和 ，并為堿基總數(shù)的，并為堿基總數(shù)的 。A+T+C+GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等相等50高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)DNA分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系 ： 在整個(gè)在整個(gè)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分子的分子的一條鏈中的一條鏈中的 A + T = 另一條鏈的另一條鏈的 T + A ；同理，同理， G + C = C + G 如果一條鏈中的如果一條鏈中的 (A+T) / (G+C) = a，則另一條鏈

13、中的，則另一條鏈中的(A+T) / (G+C) 比例也是比例也是a；如果一條鏈中的；如果一條鏈中的 (A+G) / (T+C) = b,則另一條鏈中則另一條鏈中 (A+G) / (T+C)的比例是的比例是 1/b 兩個(gè)非配對(duì)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的兩個(gè)非配對(duì)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的50%。即：。即：A + C = T + G = 50 %， A + G = T + C = 50 % 在在DNA分子中一條鏈中分子中一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率等于的和占該鏈堿基比率等于另一條鏈中另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率，還等于雙鏈的和占該鏈堿基比率，還等于雙鏈DNA分子分子中中A+T的和占整個(gè)的和占整個(gè)DNA分子的堿基比率。分子的堿基比率。即：即： (A1+T1)% = ( A2+T2 )% = 總總 ( A + T )%同理：同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 總總 ( G + C)% m （2 n 1）x高中生物人教版必修二DNA分子結(jié)構(gòu)需記憶的幾個(gè)重要公式：需記憶的幾個(gè)重要公式：（1）A = T C = G A + G = C + T = A + C = T + G （嘌呤（嘌呤 = 嘧啶）嘧啶）（2）A1 + T1 A2 + T2 A + T （互補(bǔ)堿基之和之比相等）（互補(bǔ)堿基之和之比相等） C1 + G1 C