必修二32DNA分子的結構課件

1、第二節(jié)第二節(jié) DNA分子的結構分子的結構脫氧核苷酸脫氧核苷酸1、DNA的化學組成 基本單位：基本單位：P脫氧核糖含氮堿基磷酸脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸脫氧核苷酸元素組成：元素組成：C H O N P2、組成脫氧核苷酸的堿基堿基：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在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克 1953年，美國科學家沃森年，美國科學家沃森（JD.Wa

2、tson，1928）和英國科學）和英國科學家克里克（家克里克（F.Crick，19162004），共），共同提出了同提出了DNA分子的雙螺旋結構模型。分子的雙螺旋結構模型。這這是是20世紀繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又世紀繼愛因斯坦發(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。因為這項入分子的層次。因為這項“生物科學中最生物科學中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)具有革命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學家獲得了，兩位科學家獲得了1962年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。早凋的早凋的“科學玫瑰科學玫瑰” 富蘭克林富蘭克林 （ R.E.Franklin

3、） 她和同事威爾金斯在她和同事威爾金斯在1951年率先采用年率先采用X射線衍射技射線衍射技術拍攝到術拍攝到DNA晶體照片，晶體照片，為推算出為推算出DNA分子呈螺旋分子呈螺旋結構的結論，提供了決定結構的結論，提供了決定性的實驗依據(jù)。性的實驗依據(jù)。(英，英，R.E.Franklin, 19201958） 但但“科學玫瑰科學玫瑰”沒等到分沒等到分享榮耀，在研究成果被承享榮耀，在研究成果被承認之前就已凋謝。認之前就已凋謝。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 X衍射技術是用衍射技術是用X光光透過物質的結晶體，透過物質的結晶體，使其在照片底片上使其在照片底片上衍射出晶體圖案的衍

4、射出晶體圖案的技術。這個方法可技術。這個方法可以用來推測晶體的以用來推測晶體的分子排列。分子排列。DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖資料資料1 1：2020世紀世紀3030年代，科學家認識到：組成年代，科學家認識到：組成DNADNA分子的基本單分子的基本單位是位是脫氧核苷酸脫氧核苷酸。資料資料2 2：DNADNA是由是由4 4種脫氧核苷酸連接而成的長鏈，這種脫氧核苷酸連接而成的長鏈，這4種脫氧核種脫氧核苷酸分別含有苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基四種堿基。資料資料4 4：奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A A）的量總是等于胸腺嘧啶（的量總

5、是等于胸腺嘧啶（T T）的量）的量(A=T)(A=T)，鳥嘌呤（，鳥嘌呤（G G）的量總）的量總是等于胞嘧啶（是等于胞嘧啶（C C）的量）的量(G=C)(G=C)。 一、一、DNADNA雙螺旋結構模型的建構雙螺旋結構模型的建構資料資料3： 1951年，英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供了年，英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的的X射線衍射圖譜射線衍射圖譜 ，沃森和克里克推算出，沃森和克里克推算出DNA分子呈螺分子呈螺旋結構，隨后構建出磷酸旋結構，隨后構建出磷酸脫氧核糖骨架在外部，堿基在螺脫氧核糖骨架在外部，堿基在螺旋內部雙鏈螺旋。旋內部雙鏈螺旋。DAN模型構建A脫氧核苷酸脫氧核苷酸一條脫氧

6、核苷酸鏈一條脫氧核苷酸鏈DNA雙鏈雙鏈二、二、DNADNA模型分析模型分析 DNADNA分子中，外側由什么連接而成？分子中，外側由什么連接而成？ 內側是什么？內側是什么？ 兩條鏈之間堿基的連接有什么規(guī)律？兩條鏈之間堿基的連接有什么規(guī)律？ 構成構成DNADNA的兩條鏈有怎樣的關系？的兩條鏈有怎樣的關系？【思考思考】3 3、DNADNA的雙螺旋結構的雙螺旋結構構成構成方式方式位置位置 雙螺旋外側雙螺旋外側雙螺旋內側雙螺旋內側堿基對堿基對主鏈主鏈1）脫氧核糖與磷）脫氧核糖與磷酸交替排列酸交替排列；2）兩條主鏈呈）兩條主鏈呈反向平行；反向平行；3）盤繞成規(guī)則）盤繞成規(guī)則的雙螺旋。的雙螺旋。1）主鏈上對

7、應堿基）主鏈上對應堿基以氫鍵連結成對以氫鍵連結成對；2）堿基互補配對）堿基互補配對（AT，GC）；DNADNA平面結構平面結構DNADNA立體結構立體結構(1) DNA分子是由分子是由兩條鏈兩條鏈組成的，這兩條鏈按組成的，這兩條鏈按反向平行方式反向平行方式盤旋成雙螺旋結構盤旋成雙螺旋結構.(2) DNA分子中的分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接脫氧核糖和磷酸交替連接，排列，排列在外側在外側，構成構成基本骨架基本骨架；堿基排列；堿基排列在內側在內側。(3) 兩條鏈上的堿基通過兩條鏈上的堿基通過氫鍵氫鍵連接成堿基對，并且堿基連接成堿基對，并且堿基的配對有一定的規(guī)律：的配對有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤腺嘌呤

8、)一定與一定與T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)配配對；對；G(鳥嘌呤鳥嘌呤)一定與一定與C(胞嘧啶胞嘧啶)配對。配對。二、二、DNADNA分子的結構分子的結構DNA雙螺旋結構模型4 4、DNADNA分子的結構特性分子的結構特性1）多樣性：）多樣性：堿基對的排列順序的千變萬化，構堿基對的排列順序的千變萬化，構成了成了DNADNA分子的多樣性。分子的多樣性。 在生物體內，一個最短在生物體內，一個最短DNA分子也大約有分子也大約有4000個堿基對，個堿基對，堿基對有：堿基對有：AT、TA、GC、CG。請同學們計算。請同學們計算DNA分子有多少種？分子有多少種？4 種40002）特異性）特異性堿基對的特定排列順

9、序，又構成了每一個堿基對的特定排列順序，又構成了每一個DNADNA分子的分子的特異性。特異性。3) 穩(wěn)定性穩(wěn)定性具有規(guī)則的雙螺旋結構具有規(guī)則的雙螺旋結構答：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，儲存著大是遺傳物質，儲存著大量的遺傳信息，那么量的遺傳信息，那么DNA是通過什么儲是通過什么儲存大量的遺傳信息？存大量的遺傳信息？基礎知識簡答基礎知識簡答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，為模型，為合理地解釋遺傳物質的合理地解

10、釋遺傳物質的 奠定了基礎。奠定了基礎。2、DNA又稱又稱 ，組成它的基本單位是，組成它的基本單位是 （由（由一分子一分子 、一分子、一分子 、一分子、一分子 組成）。組成）。組成組成DNA的堿基共有的堿基共有 種（符號表示為種（符號表示為 ），脫氧核苷），脫氧核苷共有共有 種（名稱是種（名稱是 、 、 、 ）。）。1953 DNA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4A T G C4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3、

11、DNA的雙螺旋結構是由的雙螺旋結構是由 平行的平行的 長鏈長鏈 而成，而成，排在外側的排在外側的 和和 交替連接構成基本骨架，通過交替連接構成基本骨架，通過 連連接起來的接起來的 排列在內側。堿基對的組成規(guī)律是排列在內側。堿基對的組成規(guī)律是 與與 配配對，對， （A）一定與）一定與 （T）配對，）配對， （G）一定與一定與 （C）配對，反之亦然，這種一一對應的關系叫）配對，反之亦然，這種一一對應的關系叫做做 原則。原則。4、 DNA的堿基只有的堿基只有 種，堿基對只有種，堿基對只有 種，而分子結構具種，而分子結構具有有 性，這完全是堿基對的性，這完全是堿基對的 千變萬化的結果。千變萬化的結果。兩條兩條脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸盤旋盤旋脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸氫鍵氫鍵堿基對堿基對嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶鳥嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胞嘧啶堿基互補配對堿基互補配對4兩兩多樣多樣排列次序排列次序4 4、下圖是、下圖是DNADNA