新教材人教版高中生物必修二 3.2 DNA的結(jié)構(gòu) 教學(xué)課件

1、第三章 基因的本質(zhì)3.2 DNA的結(jié)構(gòu)回顧對DNA的認(rèn)識(shí)O PCH2 OH O OH H OH H H H H 堿基 磷酸 1.DNA的基本單位：脫氧核苷酸3.核苷酸的組成2.元素組成：一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基C、H、O、N、PA腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶4.含氮堿基O PCH2 OH O OH H OH H H H H A 磷酸 O PCH2 OH O OH H OH H H H H C 磷酸 O PCH2 OH O OH H OH H H H H T磷酸 O PCH2 OH O OH H OH H H H H G 磷酸 腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

2、鳥嘌呤脫氧核苷酸脫氧核苷酸如何形成DNA分子？DNA的結(jié)構(gòu)又是如何的呢？年美國科學(xué)家沃森（atson)和英國科學(xué)家克里克（rick)提出分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)。20世紀(jì)初1951-19521952年1951年DNA的結(jié)構(gòu)單位:四種脫氧核苷酸 沃森和克里克推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，嘗試建構(gòu)模型：雙螺旋、三螺旋失?。ㄅ鋵`反化學(xué)規(guī)律）物理模型X射線衍射技術(shù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建（X說明DNA是螺旋的）雙螺旋結(jié)構(gòu)早凋的“科學(xué)玫瑰” 富蘭克林（ R.E.Frankl

3、in） 她和同事威爾金斯在1951年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到DNA衍射圖譜。但“科學(xué)玫瑰”沒等到分享榮耀， 在研究成果被承認(rèn)之前就已凋謝。(英，R.E.Franklin, 19201958） 為推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。1962年03DNA的結(jié)構(gòu)（1）DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。立體結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)5ATGCTACG353（1）由 條單鏈按_方式盤旋成_結(jié)構(gòu)反向平行雙螺旋25353CH2 H OH H H H H 堿基 磷酸 54321DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端：一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，這一端稱作5-端；另一端有一個(gè)羥基

4、，稱作3-端。磷酸二酯鍵氫鍵磷酸ATATTAGGGCCATC 和 交替連接，構(gòu)成基本骨架；(2) 外側(cè)：堿基內(nèi)側(cè):脫氧核糖(3)堿基互補(bǔ)配對原則 兩條鏈上的堿基通過 連接形成 ，且A只和 配對、G只和 配對，堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系，就叫作 。氫鍵氫鍵TC堿基互補(bǔ)配對原則堿基對堿基對DNA的結(jié)構(gòu)腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含G、C堿基對比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。A-T堿基對由2個(gè)氫鍵連接G-C堿基對由3個(gè)氫鍵連接DNA的結(jié)構(gòu)（1）DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋 結(jié)構(gòu)。（2）DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成

5、基本骨架； 堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對具有一定的 規(guī)律：A(腺嘌呤）一定與T(胸腺嘧啶）配對；G(鳥嘌呤）一定與 C(胞嘧啶）配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫作堿基互補(bǔ) 配對原則。DNA的結(jié)構(gòu)(4) 總結(jié)：氫鍵ATATTAGGGCCATC堿基對五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、T、C、G三種物質(zhì)：兩條長鏈：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈氫鍵關(guān)系:A=T GC151.穩(wěn)定性：外部穩(wěn)定的基本骨架:磷酸和脫氧核糖交替連接形成；內(nèi)部堿基對穩(wěn)定:通過氫鍵連接，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則A-T，G-C，加

6、強(qiáng)穩(wěn)定性；空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定:規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA的結(jié)構(gòu)特性163.特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。2.多樣性：DNA的結(jié)構(gòu)特性堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。 以1，2，3，4四個(gè)數(shù)字排列成四位數(shù)，有多少種組合方式？4 種400044種 在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對，堿基對有（4種）：AT、TA、GC、CG。請同學(xué)們計(jì)算DNA分子上的堿基對有多少種排列方式？如果排列成四位數(shù)，有多少種組合方式？遺傳信息：DNA分子中的堿基對排列順序就代表了遺傳信息。提示：2個(gè)；1：1：1提示：G與C之間有三個(gè)氫鍵，而A與T之間只有兩

7、個(gè)氫鍵。因此G與C所占比例越大，DNA分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強(qiáng)。AGCT下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出110的名稱。胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸堿基對氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段、練一練：設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知：A1=T2 ， A2=T1 ， G1 = C2 ， G2 = C1 。則在DNA雙鏈中： A = T ， G = C嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù) A+G=T+C A 1T 2T 1A 2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈例題1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？因?yàn)镈NA分子中，A+G=

8、T+C。所以，A=50%23%=27%堿基互補(bǔ)配對原則應(yīng)用A+GT+CA+GA+T+G+CA%=50%-G%變式：= 1；= 50% ；任意兩個(gè)非互補(bǔ)堿基之和占?jí)A基總量的50% (A+G)%=(T+C)%=50% 設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知：A1=T2 ， A2=T1 ， G1 = C2 ， G2 = C1 。則在DNA雙鏈中： A = T ， G = C 雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。A 1T 2T 1A 2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈堿基互補(bǔ)配對原則應(yīng)用A1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=A1+G1T1+C1 =aT2

9、+C2A2+G2 =1/a 例題2、在DNA的一個(gè)單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少？2.5 ; 1 “互補(bǔ)堿基之和”的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同A+TA+T+G+CA1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1（A+T）12=A2 +T2 例題3、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%（G+C）12G1 +C1G2 +C2=AT=54% , G+C=46% , G=23% A

10、1T 2T 1A 2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈任何一條鏈A+T是整個(gè)DNA分子A+T的一半A%=(A1% +A2%)/2設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知：A1=T2 ， A2=T1 ， G1 = C2 ， G2 = C1 。則在DNA雙鏈中： A = T ， G = C雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A 1T 2T 1A 2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈堿基互補(bǔ)配對原則應(yīng)用A+TG+CA1+T1G1+C1A2 +T2G2 +C2=變式：1.若DNA分子中一條鏈的堿基A:C:T:G=1:2:3:4，則另一條鏈上的A:C:T

11、:G=3:4:1:22.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？A+C=50%,C=27%,(C1+C2)/2=27%,已知C1=24%,所以C2=30%因?yàn)锳1=15%,G1=40%,C1=25%,所以T1=20%根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，T2=15%,C2=40%,G2=25%,A2=20%A%=(A1%+A2%)/2=(15+20)/2=17.5%G%=(G1%+G2%)/2=(40+25)/2=32.5%或G%=50-17.5=32.5%C%=G%=32.5%3.在一個(gè)DNA分子中，一條鏈中腺嘌呤占15%，鳥嘌呤占40%，胞嘧啶占25%。則互補(bǔ)鏈中的腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶分別是多少？在整個(gè)DNA分子中又是多少？如圖：設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則（1）1鏈和2鏈上的哪些堿基數(shù)量總是相等的？兩條鏈的堿基數(shù)目是否相等？ （2）在DNA雙鏈中，哪些堿基數(shù)量總是相等的？（3）在1鏈上，A1等于T1嗎？G1和C1的數(shù)量一樣嗎？(4)已知：1鏈上堿基共有100個(gè)，其中A1+A2共30個(gè)問：這個(gè)DNA分子