人教必修二DNA分子結構PPT課件

1、 一、對一、對DNADNA分子雙螺旋結構分子雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)和認識過程的發(fā)現(xiàn)和認識過程1 1、1919世紀世紀5050年代科學界認識到年代科學界認識到DNADNA的化學組成。的化學組成。DNADNA的基本組成元素有哪些？的基本組成元素有哪些？C C、 H H、 O O、 N N、 P PDNADNA的基本組成單位是什么？由哪幾種物質組成？的基本組成單位是什么？由哪幾種物質組成？脫氧核苷酸脫氧核苷酸 = = 含氮堿基含氮堿基 + + 脫氧核糖脫氧核糖 + + 磷酸磷酸含氮堿基：含氮堿基：A A（腺嘌呤腺嘌呤）、）、T T（胸腺嘧啶胸腺嘧啶） G G（鳥嘌呤鳥嘌呤）、）、C C（胞嘧啶胞嘧啶）第1

2、頁/共30頁DNADNA的基本單位的基本單位脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基磷酸磷酸A G C T腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶1 1、DNADNA的化學組成的化學組成第2頁/共30頁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A腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸GCT第3頁/共30頁ATGC磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵第4頁/共30頁 2 2、19511951年威爾金斯展示了年威爾金斯展示了DNADNA的的X X射線的射線的衍射圖譜，并且獲得相關其數(shù)據(jù)。衍射圖譜，并且獲得相關其數(shù)據(jù)。第5頁/共30頁3 3、沃森和克里克提出

3、、沃森和克里克提出DNADNA雙螺旋結構的初步構想。雙螺旋結構的初步構想。4 4、19521952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)(A)的量總是等于胸的量總是等于胸腺嘧啶腺嘧啶(T)(T)的量（的量（A=TA=T），鳥嘌呤），鳥嘌呤(G)(G)的量總是等的量總是等于胞嘧啶于胞嘧啶(C)(C)的量的量(G=C)(G=C)。5 5、19531953年沃森和克年沃森和克里克發(fā)表論文里克發(fā)表論文核核酸的分子結構模型酸的分子結構模型脫氧核糖核酸的脫氧核糖核酸的一個結構模型一個結構模型。第6頁/共30頁AATTGGGCCATC磷酸脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸氫鍵氫鍵 嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵氫鍵

4、配對，形成堿基對堿基對，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堿基互補配對原則。第7頁/共30頁AAATTTGGGGCCCATC你注意到了嗎？你注意到了嗎？外側的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。內(nèi)側的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。DNA分子的分子的多樣多樣性性和和特異性特異性就體現(xiàn)就體現(xiàn)在堿基（對）排列在堿基（對）排列順序中。順序中。第8頁/共30頁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。第9頁/共30頁DNA的結構模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結構放大DNADNA空間空間結構結

5、構第10頁/共30頁閱讀P48，回答P49思考與討論： 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構？體結構？ DNA的基本骨架是由哪些物質組成的？它的基本骨架是由哪些物質組成的？它們分別位于們分別位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？ 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11頁/共30頁第12頁/共30頁DNA分子的結構特點分子的結構特點（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構雙螺旋結構。（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸

6、交替連接，核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成排列在外側，構成基本基本骨架骨架；堿基在內(nèi)側。；堿基在內(nèi)側。（3）兩條鏈上的堿基通）兩條鏈上的堿基通過過氫鍵氫鍵連結起來，形成連結起來，形成堿基對，且遵循堿基對，且遵循堿基互堿基互補配對原則補配對原則。第13頁/共30頁DNADNA的雙螺旋結構的雙螺旋結構構構成成方方式式位置位置雙螺旋雙螺旋外外側側雙螺旋雙螺旋內(nèi)內(nèi)側側堿基對堿基對主鏈主鏈(骨架骨架)1 1）脫氧核糖脫氧核糖與與磷酸磷酸交替排列；交替排列；2）兩條主鏈）兩條主鏈呈呈反向平行反向平行；3）盤繞成）盤繞成規(guī)規(guī)則的雙螺旋則的雙螺旋。1 1）主鏈上對應堿）主鏈上對應堿基以基以氫鍵氫鍵連結成連

7、結成對；對；2 2）堿基互補配對）堿基互補配對（A A T T，G G C C）第14頁/共30頁4 4、DNADNA多樣性和特異性多樣性和特異性1 1）多樣性）多樣性 同學們嘗試兩個符號牌的排列方式，這兩個符號牌可以寫同學們嘗試兩個符號牌的排列方式，這兩個符號牌可以寫出相同符號出相同符號A A或或B B，又可以寫成，又可以寫成A A和和B B，它們由左向右的書寫類型，它們由左向右的書寫類型有多少種？有多少種？四種：四種：AAAA、BBBB、ABAB、BABA 在生物體內(nèi)，一個最短在生物體內(nèi)，一個最短DNADNA分子也大約有分子也大約有40004000個堿基對，個堿基對，堿基對有：堿基對有：A

8、TAT、TATA、GCGC、CGCG。請同學們計算。請同學們計算DNADNA分子分子有多少種？有多少種？ 4 種種 4n(n表示堿基對數(shù)表示堿基對數(shù))4000 堿基對堿基對排列順序的千變?nèi)f化，構成了排列順序的千變?nèi)f化，構成了DNADNA分分子的多樣性，從而能夠儲存了大量的遺傳信息。子的多樣性，從而能夠儲存了大量的遺傳信息。第15頁/共30頁2 2）特異性）特異性 每個每個DNADNA分子中的堿基對都有分子中的堿基對都有特定排列順序特定排列順序，又構成了每一個又構成了每一個DNADNA分子的特異性。分子的特異性。3) 3) 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 DNADNA分子中的分子中的脫氧核糖脫氧核糖和和磷酸基團磷

9、酸基團交替連接的交替連接的方式不變，兩條鏈之間堿基互補配對的方式不變。方式不變，兩條鏈之間堿基互補配對的方式不變。第16頁/共30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， GG1 1 = C = C2 2 ， GG2 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+G/T+

10、C=1A+G/T+C=1雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任等于其中任何一條鏈的何一條鏈的A+T/G+CA+T/G+C。A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA雙鏈雙鏈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= = =例題例題1 1、某雙、某雙鏈鏈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+

11、G=T+C。所以，。所以，A=50%A=50%23%=27%23%=27%第17頁/共30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)?；榈箶?shù)。A A1 1+G+G1 1T T1 1 +C +C1 1 = a= aT T2 2 +C +C2 2A A2 2 +G +G2 2 = 1/a= 1/aA A 1 1+C1+C1T T 1 1 +G +G1 1T T2 2 +G +G2 2A A2 2 +C +C2 2= = 例題例題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，上述比例

12、在其互補，上述比例在其互補鏈和整個鏈和整個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？2.5 1 2.5 1 A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A 2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA雙鏈雙鏈第18頁/共30頁 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整個占整個DNADNA分分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中鏈中A+TA+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈任何一條鏈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

13、+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 +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 2A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA雙鏈雙鏈 例題例題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堿基總數(shù)堿基總數(shù)的的54%54%，其中一條鏈上

14、，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占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%24%（G+CG+C）1 12 2G G1 1 +C +C1 1GG2 2 +C +C2 2= = =A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% 第19頁/共30頁 例題例題 4 4、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，占個，占該區(qū)段全部堿基的比例為該區(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.

15、胞嘧啶為胞嘧啶為a(1/2a(1/2b) D.b) D.胞嘧啶為胞嘧啶為b(1/2 b(1/2 a)a)C C 例題例題5 5、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G G含量的最大值可占此鏈堿基總含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？數(shù)的多少？40%40%第20頁/共30頁 例題6、某DNA分子中A+T占整個DNA分子堿基總數(shù)的34%，其中一條鏈上的C占該鏈堿基總數(shù)的28%，那么，對應的另一條互補鏈上的C占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少？38%38%第21頁/共30頁規(guī)律概括：1.

16、1.在在DNADNA雙鏈中，任意兩個雙鏈中，任意兩個不互補不互補堿基之和相等，并堿基之和相等，并為堿基總數(shù)的為堿基總數(shù)的50%50%。2.2.DNADNA分子的一條鏈中的分子的一條鏈中的A+TA+T（或（或G+CG+C）= =另一條鏈的另一條鏈的T T + A+ A（或（或C+GC+G）3 3、如果一條鏈中的、如果一條鏈中的(A+T) / (G+C)=a(A+T) / (G+C)=a，則另一條鏈中，則另一條鏈中的的(A+T) / (G+C)(A+T) / (G+C)比例也是比例也是a a；如果一條鏈中的；如果一條鏈中的(A+G) (A+G) / (T+C)=b,/ (T+C)=b,則另一條鏈中

17、則另一條鏈中(A+G) / (T+C)(A+G) / (T+C)的比例是的比例是1/b1/b4 4、在、在DNADNA分子中一條鏈中分子中一條鏈中A+TA+T的和占該鏈堿基比率等的和占該鏈堿基比率等于另一條鏈中于另一條鏈中A+TA+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DNADNA分子中分子中A+TA+T的和占整個的和占整個DNADNA分子的堿基比率。分子的堿基比率。第22頁/共30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%，則胸腺嘧啶為，則胸腺嘧啶為_ 2 2、一個、一個DNADNA分子的堿基中，腺嘌呤占分子的堿基中

18、，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有100100個堿基對的個堿基對的DNADNA分子中，分子中，胞嘧啶應是胞嘧啶應是_ 3 3、 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%，求整個，求整個DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 20% 6060個個29%29%第23頁/共30頁 4.4.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/m1/m(2) (2) 這個比

19、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 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 n(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? ?n 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24頁/共30頁 5:5: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, ,其其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的全部堿基數(shù)的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一

20、條鏈的一條鏈(H(H鏈鏈) )所所含的堿基中含的堿基中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)的一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的 ( )( ) 、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A A第25頁/共30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 模模型，為合理地解釋遺傳物質的型，為合理地解釋遺傳物質的 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，組成它的基本單位是是 （由一分子（由一分子 、一分子、一分子 、一分子一分子

21、組成）。組成組成）。組成DNADNA的堿基共有的堿基共有 種種（符號表示為（符號表示為 ），脫氧核苷共有），脫氧核苷共有 種種（名稱是（名稱是 、 、 、 ）。）。1953 1953 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26頁/共30頁3 3、下圖是、下圖是DNADNA分子結構模式圖，用文字填出分子結構模式圖，用文字填出110110的名稱。的名稱。PPPPA AC CT TG G1 12 23 34