第2節(jié)--DNA的分子結(jié)構(gòu)上課課件

1、 1951年年 威爾金威爾金斯斯 DNA的的X射射線衍射圖線衍射圖沃森、克里克和英國物理學(xué)家威爾金斯因發(fā)現(xiàn)生命的雙螺旋而榮獲1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。左一：威爾金斯 左三：克里克 左五：沃森1.核酸的分子組成核苷酸核苷酸是由哪幾種分子結(jié)合而成的？構(gòu)成核酸的結(jié)構(gòu)單體是（基本單位）核苷酸和核酸的關(guān)系是什么？ 多個核苷酸互相連接成長鏈 核酸核苷酸的組成：一分子五碳糖、一分子磷酸基、一分子含氮堿基五碳糖磷酸含N堿基P、H、OC、H、OC、H、O、N構(gòu)成核酸的基本元素？C、H、O、N、P思考： 五碳糖 脫氧核糖 核糖：構(gòu)成脫氧核糖核苷酸：構(gòu)成核糖核苷酸含N堿基 脫氧核糖核苷酸：A、G、C、T 核糖核

2、苷酸: A、G、C、U堿基共五種核苷酸 脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸4種4種8種2條條脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸鏈 脫氧核糖核酸 即DNA 核糖核苷酸核糖核苷酸鏈 1條四種四種（雙螺旋結(jié)構(gòu)）（單鏈結(jié)構(gòu)） 核糖核酸 即RNA 雖然組成DNA和RNA的核苷酸單體只有8種，但是由許多的單體互相連接時，排列順序就是極其多樣化的。因此，核酸所儲存的遺傳信息容量很大。核酸種類資料資料1：20世紀(jì)世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成DNA分子的分子的基本單位是基本單位是 。脫氧核苷酸脫氧核苷酸1分子磷酸分子磷酸1分子脫氧核糖分子脫氧核糖1分子含氮堿基分子含氮堿基二、二、DNADNA模型建

3、構(gòu)模型建構(gòu)1分子脫氧核苷酸分子脫氧核苷酸 = + + .【模型建構(gòu)模型建構(gòu)1】: 脫氧核苷酸脫氧核苷酸堿堿 基基A GC T磷酸磷酸脫氧脫氧核糖核糖ACT腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸G脫氧核苷酸的種類脫氧核苷酸的種類資料資料1：20世紀(jì)世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成DNA分子的分子的基本單位是基本單位是 。脫氧核苷酸脫氧核苷酸資料資料2：DNA是由許多個脫氧核苷酸連接而成的長鏈。是由許多個脫氧核苷酸連接而成的長鏈。【模型建構(gòu)模型建構(gòu)2】一條脫氧核苷酸鏈一條脫氧核苷

4、酸鏈二、二、DNADNA模型建構(gòu)模型建構(gòu)資料資料1：20世紀(jì)世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成DNA分子的分子的基本單位是基本單位是 。脫氧核苷酸脫氧核苷酸資料資料2：DNA是由許多個脫氧核苷酸連接而成的長鏈。是由許多個脫氧核苷酸連接而成的長鏈。資料資料3： 1951年，英國科學(xué)家年，英國科學(xué)家(威爾金斯和富蘭克林威爾金斯和富蘭克林)提供提供了了DNA的的X射線衍射圖譜射線衍射圖譜 。一、一、DNADNA模型建構(gòu)模型建構(gòu)【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)分子呈螺旋結(jié)構(gòu)資料資料4 4：奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出得出：（1）腺嘌呤

5、（腺嘌呤（A）的量總是等于）的量總是等于胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）的量）的量(A=T)，鳥嘌，鳥嘌呤（呤（G）的量總是等于胞嘧啶（）的量總是等于胞嘧啶（C）的量的量(G=C)。（2）同種生物體細(xì)胞中）同種生物體細(xì)胞中DNA的含的含量是相同的，不同種生物的堿基量是相同的，不同種生物的堿基含量是不同的含量是不同的; 【模型建構(gòu)模型建構(gòu)4】DNA分子呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，分子呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，A與與T、G與與C配對配對連接方式：聚合 磷酸二酯鍵多個脫氧核苷酸磷酸二酯鍵脫氧核苷酸鏈AP脫氧脫氧核糖核糖GP脫氧脫氧核糖核糖CP脫氧脫氧核糖核糖TP脫氧脫氧核糖核糖脫氧脫氧核糖核糖APGPCPTP脫氧脫氧 核核糖糖脫氧脫

6、氧 核核糖糖脫氧核脫氧核糖糖AT、GC（更穩(wěn)定）DNA分子的特性 多樣性:堿基對排序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA分子的多樣性. 是生物多樣性的原因如果有4000個堿基對，堿基可能排列方式44000種 特異性:堿基對的特定排序,又構(gòu)成了DNA分子的特異性. 區(qū)分物種的一個標(biāo)準(zhǔn)整體：直徑約為2nm、螺距約為3.4nm ，每個螺距內(nèi)有10對堿基對。 主鏈：磷酸與脫氧核糖交替 排列穩(wěn)定不變。 堿基對：嚴(yán)格遵循堿基配對原則。穩(wěn)定性DNA與RNA分子結(jié)構(gòu)的比較【課堂反饋課堂反饋】下面是下面是DNADNA的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中1 11010的名稱。的名稱。 12345678109G

7、TCA1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鳥嘌呤鳥嘌呤4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脫氧核糖脫氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸8. 堿基對堿基對9. 氫鍵氫鍵10. 一條脫氧核苷酸鏈的片段一條脫氧核苷酸鏈的片段 AT，GC， (A+G)/(A+C)=(A+C)/(T+G)=1 二個互補堿基相等，二個不互補的堿基之和的比值相等，且等于1. AGTCACTG50% 任意兩個不互補堿基之和相等，嘌呤總數(shù)等于嘧啶總數(shù)，且各占堿基總數(shù)50%。 DNA的一個單鏈中（A+G）/（T+C）0.4，上述比例在其互補鏈和整個DNA子中分別是A、0.4和0.6 B、2.5和1.0

8、C、0.4和0.4 D、0.6和1.0 1鏈中A+T/C+G等于2鏈中該比值等于整個DNA中該比值。 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整個占整個DNADNA分子分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A+TA+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈條鏈A+TA+T是整個是整個DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。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 +

9、G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A A1 1 +T +T1 1（A+TA+T）1 12 2= = =A A2 2 +T +T2 2分析某生物的雙鏈DNA，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的64，其中一條鏈上的腺嘌呤占該鏈全部堿基的30，則對應(yīng)鏈中腺嘌呤占整個DNA分子堿基的比例是 A、50% B、34% C、32% D、17%同理：同理：G+CG+CA+T+G+CA+T+G+C= = =A A1 1 + +T T1 1 + +G G1 1 + +C C1 1GG1 1 + +C C 1 1A A2 2 + +T T2 2 + +GG2 2 + +C C2 2GG

10、2 2 + +C C2 2（G+CG+C）1 12 2GG1 1 + +C C1 1 G G2 2 + +C C2 2= = = 在DNA分子中互補堿基含量之和所占比值與其每一條單鏈中這兩種堿基和與該單鏈堿基數(shù)的比值數(shù)相等。 一個DNA分子由N對堿基組成，則其組合方式有4的N次方種排列方式。1 1、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析： 因為因為DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%2 2、在、在DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+G/T+

11、C=0.4A+G/T+C=0.4，上，上述比例在其互補鏈和整個述比例在其互補鏈和整個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？若若DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比，上述比例在其互補鏈和整個例在其互補鏈和整個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？2.5 1 ; 2.5 1 ; 0.4 0.40.4 0.43 3、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，A A與與T T之和占整個之和占整個DNADNA堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的54%54%，其中一條鏈上，其中一條鏈上GG占該占該鏈堿基總數(shù)的鏈堿基總數(shù)的22%22%。求另一。求另

12、一條鏈上條鏈上G G占其所在鏈堿基總數(shù)占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。的百分含量。24%24%4 4、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整個占整個DNADNA分子堿基總數(shù)分子堿基總數(shù)的的34%34%，其中一條鏈上的，其中一條鏈上的C C占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的28%28%，那么，對應(yīng)的另一條互補鏈上的，那么，對應(yīng)的另一條互補鏈上的C C占該鏈占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少？堿基總數(shù)的比例是多少？38%38%5 5、在含有四種堿基的、在含有四種堿基的DNADNA區(qū)段中，有腺嘌呤區(qū)段中，有腺嘌呤a a個，占該區(qū)段全部堿基的比例為個，占該區(qū)段全部堿基的比例為b b，則，則 （ ) ) A

13、.A. b0.5 B. b0.5b0.5 B. b0.5C.C.胞嘧啶為胞嘧啶為a(1/2ba(1/2b1) D.1) D.胞嘧啶為胞嘧啶為b(1/2a b(1/2a 1)1)C C6 6、分析一個、分析一個DNADNA分子時，發(fā)現(xiàn)分子時，發(fā)現(xiàn)30%30%的脫氧核苷的脫氧核苷酸含有酸含有A A，由此可知，該分子中一條鏈上，由此可知，該分子中一條鏈上GG含量的含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？40%40% 1 1、一個、一個DNADNA分子中，有腺嘌呤分子中，有腺嘌呤15001500個，腺嘌呤與鳥嘌呤之比為個，腺嘌呤與鳥嘌呤之比為3 3：1 1，則，則這個這個DN

14、ADNA分子中脫氧核糖的分子數(shù)目分子中脫氧核糖的分子數(shù)目為為_個。個。解析：解析： 作業(yè)2 2、已知在、已知在DNADNA分子中的一條單鏈分子中的一條單鏈(A+G)/(T+C)= m(A+G)/(T+C)= m 時時, ,求求: :(1)(1)在另一互補鏈中這一比例是多少在另一互補鏈中這一比例是多少? ? (2) (2) 這個比例關(guān)系在整個分子中又是這個比例關(guān)系在整個分子中又是多少多少? ?(3)(3)在另一互補鏈中這一比例是多少在另一互補鏈中這一比例是多少? ?(4)(4)這個比例在整個這個比例在整個DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?當(dāng)在一單鏈中當(dāng)在一單鏈中, ,如果如果(A+T

15、)/(G+C)=n(A+T)/(G+C)=n 時時, ,求求: :3 3、從某生物組織中提取、從某生物組織中提取DNADNA進(jìn)行分析進(jìn)行分析, ,其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的之和占全部堿基數(shù)的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一的一條鏈條鏈(H(H鏈鏈) )所含的堿基中所含的堿基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,問與問與H H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的該鏈全部堿基數(shù)的 ( ) ( )、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%4 4、一個、一個DNADNA分子中，有腺嘌呤分子中，有腺嘌呤15001500個，腺嘌個，腺嘌呤與鳥嘌呤之比為呤與鳥嘌呤之比為3 3：1 1，則這個，則這個DNADNA分子分子中脫氧核糖的分子數(shù)目為中脫氧核糖的分子數(shù)目為_個。個。解析：解析： 3 3、甲、甲