江蘇省海頭高級中學高中生物DNA分子的結(jié)構必修PPT學習教案

1、會計學1江蘇省海頭高級中學高中生物江蘇省海頭高級中學高中生物DNA分子分子的結(jié)構必修的結(jié)構必修胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（）鳥嘌呤（G）因此，脫氧核苷酸也有因此，脫氧核苷酸也有4種種腺膘呤脫氧核苷酸腺膘呤脫氧核苷酸A胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸C鳥瞟呤脫氧核苷酸鳥瞟呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸第1頁/共33頁 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，美國生物學家沃森（

2、JD.Watson，1928）和英國物理學家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構模型。第2頁/共33頁在生命的旋梯上沃森和克里克第3頁/共33頁第4頁/共33頁X衍射技術是用X光透過物質(zhì)的結(jié)晶體，使其在照片底片上衍射出晶體圖案的技術。這個方法可以用來推測晶體的分子排列。推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構的結(jié)論，提供了決定性的實驗依據(jù)。DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖富蘭克林拍攝的富蘭克林拍攝的DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖第5頁/共33頁G與與C配對配對第6頁/共33頁AACCGGATTTGG CCTAAT之間形成之間形成2個氫鍵個氫鍵CG之間形成之間形成3個

3、氫鍵個氫鍵DNA堿基互補配對情況圖解第7頁/共33頁討論討論2：1. DNA是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立體結(jié)構？體結(jié)構？2. DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于們分別位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？3. DNA中的堿基是如何配對的？它們位于中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？的什么部位？第8頁/共33頁DNA的結(jié)構模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結(jié)構放大DNADNA的空間結(jié)構的空間結(jié)構第9頁/共33頁AAATTTGGGGCCCATC磷酸脫氧核糖含氮堿基第10頁/共33頁堿基對堿基對另一

4、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則。ATGC氫鍵氫鍵第11頁/共33頁AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構雙螺旋結(jié)構。DNA分子的結(jié)構特點分子的結(jié)構特點第12頁/共33頁AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構雙螺旋結(jié)構。（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

5、，排列在外側(cè)，構成排列在外側(cè)，構成基本基本骨架骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。；堿基在內(nèi)側(cè)。DNA分子的結(jié)構特點分子的結(jié)構特點第13頁/共33頁AAATTTGGGGCCCATC你知道右圖結(jié)構中的哪個結(jié)構是穩(wěn)定不變的哪個結(jié)構是千變?nèi)f化的？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?nèi)f化的。第14頁/共33頁你注意到了嗎？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?nèi)f化的。 DNA分子的分子的特異性就體現(xiàn)在特異性就體現(xiàn)在特定的堿基（對特定的堿基（對）排列順序中。）排列順序中。第15頁/共33頁DNA分子的特性：分子的特性：多樣性：多

6、樣性：DNA分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。一個最短的DNA分子也有4000個堿基對，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，堿基對的數(shù)目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：第16頁/共33頁磷酸、脫氧核糖磷酸、脫氧核糖 交替連接交替連接 構成基本骨架；構成基本骨架；堿基；堿基；2條鏈上的堿基通過條鏈上的堿基通過氫氫鍵鍵形成形成堿基對堿基對3.內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè):2.外側(cè)：外側(cè)：1.由由2條鏈按條鏈按反向平行方式反向平行方式盤繞成雙螺盤繞成雙螺旋結(jié)構；旋結(jié)構；第17頁

7、/共33頁答：答：DNA通過通過堿基對的排列順序堿基對的排列順序 （即為脫氧核苷酸的排列順序）（即為脫氧核苷酸的排列順序） 儲存大量的遺傳信息儲存大量的遺傳信息思考題：思考題：DNA是遺傳物質(zhì)，儲存著大是遺傳物質(zhì)，儲存著大量的遺傳信息，那么量的遺傳信息，那么DNA是通過什么是通過什么儲存大量的遺傳信息？儲存大量的遺傳信息？第18頁/共33頁DNADNA分子的結(jié)構分子的結(jié)構小結(jié)小結(jié)化學組成：化學組成：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)空間結(jié)構構規(guī)則的雙螺旋結(jié)構規(guī)則的雙螺旋結(jié)構兩條脫氧核苷酸長鏈

8、兩條脫氧核苷酸長鏈堿基對堿基對氫鍵氫鍵堿基互補配對原則堿基互補配對原則分子結(jié)構的多樣性和特異性分子結(jié)構的多樣性和特異性第19頁/共33頁設設DNADNA一條鏈為一條鏈為1 1鏈，互補鏈為鏈，互補鏈為2 2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， G G2 2 =C =C1 1。則在則在DNADNA雙鏈中：雙鏈中： A = T A = T ， G = CG = C可引申為：可引申為：嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)A+G=T+C A+G=T+C 即即A+

9、G/T+C=1A+G/T+C=1雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其等于其中任何一條鏈的中任何一條鏈的A+T/G+CA+T/G+C。A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A A2 2 +T+T2 2G G 2 2 +C +C2 2= = =A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA雙雙鏈鏈第20頁/共33頁雙鏈雙鏈DNADNA分子中，互補的兩條鏈中分子中，互補的兩條鏈中A+G/T+CA+G/T+C互為倒數(shù)。互為倒數(shù)。A A1 1+ +GG1 1T T

10、1 1 + +C C1 1T T2 2 + +C C2 2A A2 2 + +GG2 2= =A A 1 1+ +C C1 1T T1 1 + +GG1 1T T2 2 + +G G2 2A A2 2 + +C C2 2= =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，其中任何占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈一條鏈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 +

11、T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +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第21頁/共33頁同理：同理：G+CG+CA+T+G+CA+T+G+C= = =A A1 1 + +T T1 1 + +GG1 1 + +C C1 1GG1 1 + +C C 1 1A A2 2 + +T T2 2 + +GG2 2 + +C C2 2GG2 2 + +C C2 2（G+CG+C）1 12 2G G1

12、 1 + +C C1 1G G2 2 + +C C2 2= = =第22頁/共33頁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%A=50%23%=27%23%=27%2 2、在、在DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+G/T+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分子中分別是多分子中分別是多少？少？若若DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4A+T/G

13、+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 0.4第23頁/共33頁3 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堿基總堿基總數(shù)的數(shù)的54%54%，其中一條鏈上，其中一條鏈上G G占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的22%22%。求另一條鏈上。求另一條鏈上G G占其所在占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%24%第24頁/共33頁4 4、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整個占整個DNADNA分子

14、堿基總數(shù)的分子堿基總數(shù)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，那么，對應的另一條互補鏈上的么，對應的另一條互補鏈上的C C占該鏈堿基總數(shù)的比占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少？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.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)

15、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%的脫氧核苷酸含有的脫氧核苷酸含有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含量的最大值可占此鏈堿基含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？總數(shù)的多少？40%40%第25頁/共33頁1 1、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子的堿基中，鳥嘌呤占分子的堿基中，鳥嘌呤占30%30%，則，則胸腺嘧啶為胸腺嘧啶為_2 2、一個、一個DNADNA分子的堿基中，腺嘌呤占分子的堿基中，腺嘌呤占20%20%，那么，那么在含有在含有100100個堿基對的個堿基對的DNADNA分子中，胞嘧啶應是分子中，胞嘧啶應是_3 3

16、、 DNADNA分子的一條單鏈中，分子的一條單鏈中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求，求整個整個DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 60個個29%第26頁/共33頁5.5.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? ? 1/m(2) (2) 這個比例關系在整個分子中又是多少這個比例關系在整個分子中又是多少? ?1(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? ?n(4)(4)這個比

17、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? ?n當在一單鏈中當在一單鏈中, ,如果如果(A+T)/(G+C)=n (A+T)/(G+C)=n 時時, ,求求: :第27頁/共33頁6:6:從某生物組織中提取從某生物組織中提取DNADNA進行分析進行分析, ,其四種其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的堿基數(shù)的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一條鏈的一條鏈(H(H鏈鏈) )所含所含的堿基中的堿基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,問與問與H H鏈相對應的另鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的一條鏈中腺嘌呤

18、占該鏈全部堿基數(shù)的 ( )( )、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A第28頁/共33頁基礎知識簡答基礎知識簡答1 1、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的 奠定了基礎。奠定了基礎。2 2、DNADNA又稱又稱 ，組成它的基本單位是，組成它的基本單位是 （由一分子（由一分子 、一分子、一分子 、一、一分子分子 組成）。組成組成）。組成DNADNA的堿基共有的堿基共有 種（符種（符號表示為號表示為 ），脫氧核苷共有），脫氧核苷共有 種（名稱是種（名稱是 、 、 、 。1953 1953

19、 DNADNA雙螺旋雙螺旋各種功能各種功能脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含氮堿基4 4A T G CA T G C4 4胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸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胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸第29頁/共33頁1 _3 _4 _5 _6 _7 _8 _9 _2 _10 _胞嘧啶胞嘧啶腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸堿基對堿基對氫鍵氫鍵脫氧核苷酸鏈片段脫氧核苷酸鏈片段（DNADNA單鏈片段）單鏈片段）寫出圖中寫出圖中1-101-10的名稱的名稱第30頁/共33頁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：在規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個不