教學(xué)課件第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)

1、長(zhǎng)涇中學(xué)高一生物長(zhǎng)涇中學(xué)高一生物教師教師:陳小清陳小清 組成dna的基本單位：脫氧核苷酸組成dna的堿基堿基：胞嘧啶（胞嘧啶（c）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（t）腺嘌呤（腺嘌呤（a）鳥(niǎo)嘌呤（）鳥(niǎo)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(niǎo)瞟呤脫氧核苷酸鳥(niǎo)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 這是20世紀(jì)繼愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)相對(duì)論之后的又一劃時(shí)代發(fā)現(xiàn)，它標(biāo)志著生物學(xué)的研究進(jìn)入分子的層次。因?yàn)檫@項(xiàng)“生物科學(xué)中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學(xué)家獲得了1962年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1953年，美國(guó)生物學(xué)家沃森（

2、jd.watson，1928）和英國(guó)物理學(xué)家克里克（f.crick，19162004），共同提出了dna分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。在生命的旋梯上沃森和克里克.沃森和克里克在構(gòu)建沃森和克里克在構(gòu)建dna模型過(guò)程中，利用了他人模型過(guò)程中，利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？又涉及到哪些學(xué)科的知識(shí)和的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？又涉及到哪些學(xué)科的知識(shí)和方法？而這些，對(duì)你理解生物科學(xué)的發(fā)展以及和方法？而這些，對(duì)你理解生物科學(xué)的發(fā)展以及和各學(xué)科的聯(lián)系有什么啟示？各學(xué)科的聯(lián)系有什么啟示？ 2. 沃森和克里克在構(gòu)建模型的過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)哪些沃森和克里克在構(gòu)建模型的過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)哪些錯(cuò)誤？他們是如何對(duì)待和糾正這些錯(cuò)誤的？錯(cuò)誤？他們是如

3、何對(duì)待和糾正這些錯(cuò)誤的？3. 沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳過(guò)程，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話(huà)。他們這種工作方式給予你哪些啟示？為佳話(huà)。他們這種工作方式給予你哪些啟示？x衍射技術(shù)是用x光透過(guò)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(shù)。這個(gè)方法可以用來(lái)推測(cè)晶體的分子排列。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)。dna的的x射線(xiàn)衍射圖射線(xiàn)衍射圖富蘭克林拍攝的富蘭克林拍攝的dna的的x射線(xiàn)衍射圖射線(xiàn)衍射圖 a與與t配對(duì)；配對(duì)；g與與c配對(duì)配對(duì)aaccggatttgg

4、cctaat之間形成之間形成2個(gè)氫鍵個(gè)氫鍵cg之間形成之間形成3個(gè)氫鍵個(gè)氫鍵dna堿基互補(bǔ)配對(duì)情況圖解討論討論2：1. dna是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)？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(duì)的？它們位于中的堿基是如何配對(duì)的？它們位于dna的什么部位？的什么部位？磷酸、脫氧核糖磷酸、脫氧核糖 交交替連接替連接 構(gòu)成基構(gòu)成基本骨架；本骨架；堿基；堿基；2條鏈上的條鏈上的堿基通過(guò)堿基通過(guò)氫鍵氫鍵形成形成堿基對(duì)堿基對(duì)3.內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)

5、:2.外側(cè)：外側(cè)：1.由由2條鏈按條鏈按反向平行方反向平行方式式盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)；盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)；答：答：dna通過(guò)通過(guò)堿基對(duì)的排列順序堿基對(duì)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(chǔ)存大量的遺傳信息儲(chǔ)存大量的遺傳信息思考題：思考題：dna是遺傳物質(zhì)，儲(chǔ)存著大是遺傳物質(zhì)，儲(chǔ)存著大量的遺傳信息，那么量的遺傳信息，那么dna是通過(guò)什么儲(chǔ)是通過(guò)什么儲(chǔ)存大量的遺傳信息？存大量的遺傳信息？dnadna分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)小結(jié)小結(jié)化學(xué)組成：化學(xué)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

6、子磷酸空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu)兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈堿基對(duì)堿基對(duì)氫鍵氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則c h o n p 你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。括出一些規(guī)律。 a t ，g c a + g t + c a + g t c （ ） （ ） 50也可以寫(xiě)成以下形式：也可以寫(xiě)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(gè)不互補(bǔ)堿基之雙鏈中，任

7、意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和和 ，并為堿基總數(shù)的，并為堿基總數(shù)的 。a+t+c+ga+t+c+ga + c t + ga + c t + g相等相等50a，若一條鏈中的（a1+g1）/（t1+c1）= ，如果一條鏈中的（a1+t1）/（g1+c1）= 則另一條鏈中（a2+t2）/（g2+c2）也等于:a;b1/b則另一條鏈中的（a2+g2）/（t2+c2）=雙鏈雙鏈dna分子中：分子中：若甲鏈a+t/c+g=1/2,則在互補(bǔ)的乙鏈中a+t/c+g= 在整個(gè) dna分子中, a+t/c+g=若甲鏈a+g/c+t=1/2,則在互補(bǔ)的乙鏈中a+g/c+t= 在整個(gè) dna分子中, a+g/c+t=1/2(對(duì)

8、等關(guān)系),1/22(倒數(shù)關(guān)系),1即：（即：（a1+t1）%=（a2+t2）%=總（總（a+t）%，同理同理（g1+c1）%=（g2+c2）%=總（總（g+c）%重要公式：重要公式： 在雙鏈dna分子的一條鏈中，a+t的和占該鏈的堿基比率等于另一條鏈中a+t的和占該鏈的堿基比率，還等于雙鏈dna分子中a+t的和占整個(gè)dna分子的堿基比率。1、某生物細(xì)胞、某生物細(xì)胞dna分子的堿基中，腺嘌呤的分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占分子數(shù)占18%，則鳥(niǎo)嘌呤的分子數(shù)占，則鳥(niǎo)嘌呤的分子數(shù)占 32%或者：a+g=t+c=50% 結(jié)論：兩個(gè)非互補(bǔ)配對(duì)堿基之和占結(jié)論：兩個(gè)非互補(bǔ)配對(duì)堿基之和占dna堿基總數(shù)的堿基總數(shù)

9、的50%因?yàn)閍=t=18%， 所以g+c=答：又因?yàn)間=c，a=18%，所以g=50%-18%=32%所以a+t=36%；100%-36%=64%因此g=c=32%2、構(gòu)成雙鏈、構(gòu)成雙鏈dna分子的四種堿基之間分子的四種堿基之間的關(guān)系，下列哪項(xiàng)因物種而異（的關(guān)系，下列哪項(xiàng)因物種而異（ ）a、（、（a+c）/（t+g） b、（、（a+g）/（t+c）c、（、（a+t）/（g+c） d、a/t或或g/cc3.有兩對(duì)通過(guò)氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查有兩對(duì)通過(guò)氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有明它的結(jié)構(gòu)有1個(gè)腺嘌呤，個(gè)腺嘌呤，1個(gè)胞嘧啶，則它個(gè)胞嘧啶，則它的其它組成應(yīng)是的其它組成應(yīng)是 ( ) a3個(gè)

10、磷酸、個(gè)磷酸、3個(gè)脫氧核糖、個(gè)脫氧核糖、1個(gè)胸腺嘧啶、個(gè)胸腺嘧啶、一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤 b2個(gè)磷酸、個(gè)磷酸、2個(gè)脫氧核糖和個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胞嘧啶、一個(gè)胞嘧啶、一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤個(gè)鳥(niǎo)嘌呤c4個(gè)磷酸、個(gè)磷酸、4個(gè)脫氧核糖、個(gè)脫氧核糖、1個(gè)胸腺嘧啶、個(gè)胸腺嘧啶、一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤 d4個(gè)磷酸、個(gè)磷酸、4個(gè)脫氧核糖、個(gè)脫氧核糖、1個(gè)尿嘧啶、一個(gè)尿嘧啶、一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤個(gè)鳥(niǎo)嘌呤4.若在一雙鏈若在一雙鏈dna分子中鳥(niǎo)嘌呤和胞分子中鳥(niǎo)嘌呤和胞嘧啶之和占?jí)A基總和的嘧啶之和占?jí)A基總和的44，在其中，在其中的一條鏈中的一條鏈中a和和c分別占該鏈堿基數(shù)的分別占該鏈堿基數(shù)的22和和30，那么在另一條鏈中腺嘌，那么在另一條鏈中腺嘌

11、呤和胞嘧啶分別占該鏈堿基數(shù)的比值呤和胞嘧啶分別占該鏈堿基數(shù)的比值為：為： ( ) a34、14 b. 22、30 c14、34 d20、28dna分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系 ： 在整個(gè)在整個(gè)dna分子中，分子中，a=t、g=c； a+g=t+c，a+c=t+g； (a+g）/（t+c）=1 dna分子的分子的一條鏈中的一條鏈中的a+t=另一條鏈的另一條鏈的t + a ； 同理，同理，g+c = c+g如果一條鏈中的如果一條鏈中的(a+t) / (g+c)=a，則另一條鏈中的，則另一條鏈中的(a+t) / (g+c)比例也是比例也是a；如果一條鏈中的；如果一條鏈中的(a+g) / (t+c)=b,則另一條鏈中則另一條鏈中(a+g) / (t+c)的比例是的比例是1/b兩個(gè)非配對(duì)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的兩個(gè)非配對(duì)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的50%。即。即 a+c=t+g=50%，a+g=t+c=50%在在dna分子中一條鏈中分子中一條鏈中a+t的和占