生物：3.2《DNA分子的結構》課件(新人教版-必修2)

1、第二節(jié)?DNA分子的結構 ?第三章?基因的本質 ?返回 1、DNA全稱：脫氧核糖核酸，是主要的遺傳物質。2、組成元素:C、H、O、N、P3、根本組成單位:脫氧核苷酸。一、DNA分子化學組成脫氧核苷酸一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基腺嘌呤A鳥嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T脫氧核糖堿基磷酸AGCT脫氧核苷酸的結構和種類AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸的種類面對DNA雙螺旋模型的美國生物學家沃森左和英國生物物理學家克里克右。DNA雙螺旋結構模型的構建 這是20世紀繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標志著生物學的研究進入分子的層次。因為這

2、項“生物科學中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學家獲得了1962年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。 1953年，美國科學家沃森J，1928和英國科學家克里克，19162004，共同提出了DNA分子的雙螺旋結構模型?；仨鴼v史 1、沃森和克里克在構建模型的過程中，利用了他人的哪些經驗和成果？思考1英國科學家威爾金斯和富蘭克林2奧地利著名生物化學家查哥夫早凋的“科學玫瑰 富蘭克林 她和同事威爾金斯在1951年率先采用X射線衍射技術拍攝到D晶體照片， 但“科學玫瑰沒等到分享榮耀，在研究成果被成認之前就已凋謝。(英，R.E.Franklin, 19201958 為推算出DNA分子呈螺旋結構的結論，提供了決定性的實驗

3、依據(jù)。DNA衍射圖譜1同一生物的不同組織的DNA堿基組成相同；2幾乎所有生物的DNA，腺嘌呤A的量總是等于胸腺嘧啶T的量(A=T)，鳥嘌呤G的量總是等于胞嘧啶C的量(G=C)。3不同生物來源的DNA堿基組成不同，表現(xiàn)為A+T/G+C的比值不同。奧地利著名生物化學家查哥夫研究成果：在生命的旋梯上 沃森和克里克1953年4月25日，克里克和沃森在?自然?雜志上發(fā)表了DNA的雙螺旋結構，從而帶來了遺傳學的徹底變革，更宣告了分子生物學的誕生。沃森、克里克和英國物理學家威爾金斯因發(fā)現(xiàn)生命的雙螺旋而榮獲1962年諾貝爾醫(yī)學生理學獎。左一：威爾金斯 左三：克里克 左五：沃森DNA的空間結構圖的上半局部是以超

4、高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的照片。圖的下半局部是DNA的人工模型。從圖上可識別出DNA是由兩條鏈交纏在一起的螺旋結構DNA的結構模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)那么的雙螺旋空間結構放大DNA的空間結構AGCT氫鍵ATGC平面結構立體結構二、DNA分子的空間結構：規(guī)那么的雙螺旋結構堿基對另一堿基對 嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對，且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應的關系就叫做堿基互補配對原那么。ATGC氫鍵AAATTTGGGGCCCATC1DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。2DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成根本骨架；堿基在內側。3

5、兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結起來，形成堿基對，且遵循堿基互補配對原那么。DNA雙螺旋結構的主要特點AAATTTGGGGCCCATC你注意到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順序是千變萬化的。你注意到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順序是千變萬化的。 DNA分子的特異性就表達在特定的堿基對排列順序中。1多樣性：堿基對的排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性。 在生物體內，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，請同學們計算DNA分子有多少種？4 種40002特異性：堿基對的特定排列順序，又構成了

6、每一 個DNA分子的特異性.堿基對的排列順序就代表了遺傳信息DNA的多樣性和特異性從分子水平上說明了生物體具有多樣性和特異性的原因。三、DNA分子的結構特性3) 穩(wěn)定性DNA分子中在外側脫氧核糖和磷酸交替連接排列不變，內側堿基互補配對原那么不變。12345678109GTCA1. 胞嘧啶2. 腺嘌呤3. 鳥嘌呤4. 胸腺嘧啶5. 脫氧核糖6. 磷酸7. 胸腺嘧啶脫氧核苷酸8. 堿基對9. 氫鍵10. 一條脫氧核苷酸鏈的片段1下面是DNA的分子的結構模式圖，說出圖中110的名稱。 【課堂反響】21個DNA分子中有4000個堿基對，其中胞嘧啶有2200個，這個DNA分子中應含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和

7、腺嘌呤的數(shù)目分別是 A4000個和900個 B4000個和l800個C8000個和1800個D8000個和3600個C3. 拓展題你能根據(jù)堿基互補配對原則，推導出相關的數(shù)學公式嗎？推導后，嘗試進一步總結這些公式，從中概括出一些規(guī)律。A=T G=C A+G=T+C 也可以寫成以下形式： 規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基之和 ，并為堿基總數(shù)的 。A+G( )=T+C( )=50%A+G T+C =( ( )=( ） ( )=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+G )A+G恒等一半雙鏈DNA分子中：( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+

8、G)/(A+C)=1A=T， G=C A+G=T+C =A+C=T+G= 50%兩個互補堿基相等任意兩個不互補堿基之和恒等且各占DNA總堿基數(shù)的50不互補堿基之和的比值等于1 A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈四、利用堿基互補配原那么的計算規(guī)律1、在一條雙鏈DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的胞嘧啶應占 A、 15% B、 30% C 、35% D 、70%2、在雙鏈DNA中有鳥嘌呤P個，占全部堿基的比例為N / M M2N，那么該DNA分子中腺嘌呤的數(shù)目是 A 、 P B、PM / N + P C、PM / 2NP D 、 PM / 2NAC雙鏈DNA分子中A+T/G

9、+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A+TG+CA 2 +T 2G 2 +C 2A 1+T1G 1+C1=n= n= nA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈在DNA分子中一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率等于另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率，還等于雙鏈DNA分子中A+T的和占整個DNA分子的堿基比率。A+TA+T+G+CA 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C 1A 1 +T 1=3、某雙鏈DNA片段中，A占23%，其中一條鏈中的C占該單鏈的24%，問另一條鏈中的C占多少？30%兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。即兩不互補堿基

10、之和的比值等于另一互補鏈中這一 比值的倒數(shù).1nA 2+G 2T 2 +C2=T 1 +C 1=nA1+G 1不同生物的DNA分子中，其互補配對的堿基之和的比值不同，代表了每種生物DNA分子的特異性。 A+C：T+G=1不能反映種間差異。A+T：C+G不同生物一般不同， 反映種間差異。4、在DNA的一個單鏈中，上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少？5假設DNA的一個單鏈中，上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少？2.5 10.4 練習： 1、 某雙鏈DNA分子中，A+T/G+C那么它的C占全部堿基的： A.20% B.25% C. 30% D.35%A 練 習2：3、測的DN

11、A分子一條單鏈中A+T/G+C ，在整個DNA分子中這種比例是B 4、 根據(jù)堿基互補配對原則，且在數(shù)量上C=A，那么下列的四個式子中，正確的是 A.（C+T ） / （ G+A ） =1 B. （ A+C ） / （ T+G ）=1 C. （ G+C ） / （ A+T ） =1 D. （ T+A ） / （ C+G ） =1A5、假設DNA分子的一條鏈中(AT)/(CG)=a，那么和該DNA單鏈互補的單鏈片段中 (AT)/(CG)的比值為 Aa B1/a C1 D1-1/a6、一段多核苷酸鏈中的堿基組成為：35的A、20的C、35的G、10的T。它是一段 A雙鏈DNA B單鏈DNA C雙鏈R

12、NA D單鏈RNA AB7、 在雙鏈DNA分子中，當(A+G)/(T +C)在一條多脫氧核苷酸鏈上的比例為0.4時，那么在另一互補鏈和整個DNA中，這種比例分別是 ，1 B. 1 ，1 ，18、由120個堿基對組成的DNA分子片段，可因其堿基對組成和序列不同攜帶不同的遺傳信息，其種類最多可達 120 B. 1204 C. 460 D. 4120DDDNA 的 復 制課 前 提 問1. 2. DNA雙螺旋結構的特點5個1. 穩(wěn)定性： 雙螺旋結構；氫鍵聯(lián)結2. 方向性： 極性反向平行；3. 專一性：堿基互補配對；4. 多樣性： 堿基對排列序列無窮；5. 特異性：特定DNA分子有特定 的堿基對數(shù)目和

13、排列組合順序DNA 復 制 的 發(fā) 現(xiàn)： 沃森和克里克在提出DNA雙螺旋結構之后，又提出了DNA復制的假說：DNA半保存復制模型； 1958年，米西爾森和斯坦爾采用含15N同位素的NH4Cl培養(yǎng)大腸桿菌，放在正常的培養(yǎng)液里繁殖，然后用梯度離心技術測定分裂時DNA復制時的密度變化，證實了DNA的半保存復制。DNA的半保存復制 是指在DNA解旋酶的作用下，以一個親代DNA分子的兩條鏈為模板，合成兩個結構上完全相同的子代DNA分子的過程。復 制 時 間 體細胞有絲分裂的間期、有性生殖細胞減數(shù)分裂第一次分裂的間期。復 制 過 程 1. 解 旋； DNA分子利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使得DN

14、A雙鏈的氫鍵斷裂，這樣使得螺旋結構的DNA雙鏈解開。 DNA分子的雙鏈象拉鏈一樣被拉開2. 復 制 以解開的每段DNA鏈母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的脫氧核苷酸為原料，在相關酶的作用下，按照堿基互補配對原那么，合成與母鏈互補的子鏈。3. 分 配 復制出來的子代DNA分子，通過細胞的分裂，被分配到子代細胞中。DNA復制過程： 1. 破壞氫鍵，翻開DNA雙鏈2. 游離核苷酸與母鏈堿基互補配對3. 配對的游離核苷酸聯(lián)結為子鏈4. 子鏈與模板母鏈盤繞成雙螺旋結構復制的特點：1. DNA分子是邊解旋邊復制的；多個位點同時復制2. 半保存復制；復制的條件：1. 模板： 解旋的DNA分子； 原料： 細胞中游

15、離的脫氧核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、聚合酶等可以進行人工模擬復制(PCR技術)復制的意義 通過DNA分子的復制，把親代的遺傳信息傳給子代，從而使得前后代保持了一定的連續(xù)性。 復制的分子根底 1. DNA分子具有獨特的雙螺旋結構； 2. 連接兩條鏈的堿基有互補配對能力。 在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為l4N-DNA(對照);在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15N-DNA(親代)。將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代(I和II),用某種離心方法別離得到的結果如右圖所示。請分析:(1)由實驗結果可以推測第一代(I)細菌DNA分子中一條鏈是 ，另一條鏈是 。(2)將第一代(I)細菌轉移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代,將所得到的細菌的DNA用同樣的方法別離。請參照上圖,將DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在上圖中標出。2. 一個噬菌體侵染細菌后，形成了200個子代噬菌體，子代DNA中含最初DNA鏈的DNA占 A. 1% B. 2% C. 25% D. 50%A4. 某雙鏈DNA分子帶有15N同位素標記，在試管中以該DNA為模板進行復制實驗，連續(xù)復制4代之后，試管中帶有15N同位素標記的DNA占總量的 A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 100%A以下圖是有關DNA復制的