【課件】3.2DNA的結(jié)構(gòu)（課件）--2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

1、1肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲斯肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗艾弗里噬菌體侵染大腸桿菌實驗赫爾希、蔡斯2雅典奧運會開幕式中關(guān)村DNA雕塑感受螺旋美感受螺旋美DNA結(jié)構(gòu)模型閱讀閱讀教材教材P48P48“思考思考. .討論討論”3沃森4沃森克里克我能幫你理解生物學(xué)內(nèi)容我能幫你理解晶體學(xué)原理5一、一、DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含氮堿基A( () )GG( () )C C( () )T T( () )注：腺苷=+脫氧核糖 1234含堿基含堿基脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸5A G C T模型建構(gòu)模型建構(gòu)1: 資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識到：組成DNA

2、的基本單位是_，其化學(xué)組成包括_。脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸、堿基和脫氧核糖磷酸、堿基和脫氧核糖6OHP OOHO=OP OOHO=HHOH2OOHH磷酸二酯鍵H355C35T3A35模型建構(gòu)模型建構(gòu)2:2:一條一條脫氧核苷酸鏈 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵ATGC535G37威爾金斯富蘭克林DNA衍射圖譜（X意味著DNA分子是螺旋的）8DNA是螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋？三螺旋？搭建的多種模型都被否定一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建9NPNPNPNPNPNPNPNPNPNP模型一沃森和克里克嘗試了堿基位于螺旋外部，磷酸位于內(nèi)部的雙螺旋結(jié)構(gòu)，你覺得合理嗎？為什么？親水疏水（已知堿基疏水，磷酸基團親水）推測：

3、推測：堿基堿基在在DNADNA螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu)的的內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)，磷酸磷酸在在外側(cè)外側(cè)NPNPNPNPNP模型一親水疏水NPNPNPNPNP堿基如何配對？10沃森克里克查哥夫我給你們帶來一條重要信息DNA中，A的量總是等于T的量；G的量總是等于C的量。太感謝了，我想我知道DNA的結(jié)構(gòu)了！11CTTGACAG模型：A與T配對C與G配對如何連接？氫鍵一個堿基上的H原子和與之配對的堿基上的電負(fù)性強的N原子或O原子間存在一定的吸引力，形成氫鍵。直徑恒定A與T之間有幾個氫鍵？C與G之間有幾個氫鍵？2個氫鍵3個氫鍵12a.這是DNA的最終結(jié)構(gòu)嗎？不是，因為它還是平面結(jié)構(gòu)b.它的立體結(jié)構(gòu)是？雙螺旋c.變成雙螺旋結(jié)

4、構(gòu)后會是怎樣的？1314二.DNA的結(jié)構(gòu)對DNA結(jié)構(gòu)特點，我們從三個關(guān)鍵詞來分析：兩條單鏈反向平行雙螺旋結(jié)構(gòu)鏈數(shù)：方向：結(jié)構(gòu)：OCH2OHH磷酸基團磷酸基團堿堿基基32HH145HH355315二.DNA的結(jié)構(gòu)脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架堿基外側(cè)：內(nèi)側(cè)：355316二.DNA的結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵：（2根氫鍵）3553氫鍵ATGC（3根氫鍵）堿基互補配對原則聯(lián)系：核苷酸之間連接的化學(xué)鍵是？3,5-磷酸二酯鍵G與C越多，DNA的熱穩(wěn)定性越大17（1）DNA是由 條單鏈按_方式盤旋成_結(jié)構(gòu)反向平行雙螺旋25353二.DNA的結(jié)構(gòu)磷酸 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)

5、堿基互補配對原則 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堿基互補配對原則堿基互補配對原則堿基對堿基對18三.DNA的結(jié)構(gòu)特性5353兩條鏈反向平行反向平行盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接成內(nèi)側(cè)：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對， 遵循堿基互補配對原則堿基互補配對原則。1、穩(wěn)定性：、穩(wěn)定性：嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵氫鍵配對，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(yīng)的關(guān)系。G.C比例越高，DNA的熱穩(wěn)定性越高堿基對堿基對種類（種類（4種）：種）：A-T；T-A

6、；C-G；G-C195353三.DNA的結(jié)構(gòu)特性脫氧核苷酸數(shù)量不同，堿基的排列順序千變?nèi)f化?；蚧?種脫氧核苷酸的排列順序種脫氧核苷酸的排列順序或堿基（對）的排列順序或堿基（對）的排列順序在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，請計算DNA分子有多少種？44000數(shù)目數(shù)目（課本（課本P59）205353三.DNA的結(jié)構(gòu)特性每個 DNA分子都有特定的堿基排序，儲存儲存了特定的遺傳信息。DNA分子的多樣性多樣性和特異性特異性均體現(xiàn)在堿基（對）排序中。因此，多樣性使得DNA能攜帶大量不同的遺傳信息， 特異性確保了不同個體的性狀具明顯的差異(獨特性), 穩(wěn)定性以及嚴(yán)格的堿基互補配對原則確

7、保了遺傳的精確和穩(wěn)定21某同學(xué)想制作一段具有10對堿基對的DNA片段模型，他在準(zhǔn)備材料時至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片幾個？(2)代表四種堿基的長方形塑料片幾個？(3)代表脫氧核糖的五邊形塑料片幾個？ (4)可組裝出幾種該DNA片段模型？ 202020410探究實踐：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型22NoImageNoImage探究實踐：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型23堿基互補配對原則 A A T T G G C C T T A A C C G GNoImage探究實踐：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型24NoImage探究實踐：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型25例1.用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片

8、類型和數(shù)量如表所示,下列說法正確的是()A.最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,5個脫氧核苷酸對B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵C.DNA中每個脫氧核糖均與1分子磷酸相連D.最多可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA卡片類型脫氧核糖磷酸堿基ATGC卡片數(shù)量10102332B探究實踐：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型26四.DNA分子中有關(guān)堿基數(shù)量的計算27設(shè)設(shè)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)堿基互補配對原則則在則在DNADNA雙鏈雙鏈中：中： ( (雙鏈中雙鏈中) )：A = T A = T ， G = CG = C公式變形：公式變形：規(guī)律規(guī)律1

9、 1：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)（雙鏈）（雙鏈）A AG=TG=TC AC AC=TC=TGG雙鏈中（雙鏈中（A AGG）（）（T TC C） 1由此可以得出：由此可以得出：四.DNA分子中有關(guān)堿基數(shù)量的計算28規(guī)律規(guī)律2 2：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堿基之和 ， 并為堿基總數(shù)并為堿基總數(shù) 。A=T G=CA=T G=CA+G=T+CA+G=T+C 也可以寫成以下形式：也可以寫成以下形式：A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等相等一半一半A A T T T T A AG G C C C C G G

10、DNADNA雙鏈雙鏈四.DNA分子中有關(guān)堿基數(shù)量的計算29在DNA的兩條單鏈之間一條鏈中互補堿基的和等于另一條鏈中相同堿基的和。（A1+T1）=（G1+C1）=（A2+T2）（G2+C2）規(guī)律規(guī)律3 3：一條鏈中兩組互補堿基的和之比為：一條鏈中兩組互補堿基的和之比為a a，則：在另一條鏈中該比值，則：在另一條鏈中該比值 也為也為a a，在雙鏈中該比值也為，在雙鏈中該比值也為a a 規(guī)律4：一條鏈中兩組非互補堿基的和之比為b，則： 在另一條鏈中該比值為1/b若（A1+G1）/（T1+C1）=b則（A2+G2） （T2+C2）=1/b根據(jù)堿基比例對核酸樣品進(jìn)行判定是否含有U是否則含有RNA為DNA

11、A+CT+G是否=1是否可能是雙鏈DNA可能是單鏈DNA 則為單鏈DNA30DNA中兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，AT含2個氫鍵，GC含3個氫鍵。DNA中并不是所有的脫氧核糖都連著兩個磷酸基團，兩條鏈各有一個脫氧核糖連著一個磷酸基團。雙鏈DNA中A與T分子數(shù)相等，G與C分子數(shù)相等，但AT的量不一定等于GC的量。DNA中，當(dāng)(AG)/(TC)1時，可能是雙鏈DNA，也可能是單鏈DNA。特別提醒：有關(guān)有關(guān)DNADNA結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的7 7點提醒點提醒31并非所有的DNA分子均具“雙鏈”，有的DNA分子為單鏈。DNA的特異性是由堿基的排列順序決定的，而不是由配對方式?jīng)Q定的，配對方式只有四種：AT、

12、CG、TA、GC。并非所有DNA片段都是基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將不同的基因分隔開。特別提醒：有關(guān)有關(guān)DNADNA結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的7 7點提醒點提醒32例1：據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)特點，DNA中的堿基數(shù)量之間有哪些是相等的呢？A=T G=C 嘌呤=嘧啶 （2）從某生物組織提取DNA進(jìn)行分析,鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%,又知該DNA的一條鏈(H鏈)中,腺嘌呤占該鏈全部堿基的28%,問與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的 。ATGC TACG10010046%100=28個H28%？28個200=92個100-28-46=26100=

13、26%26%4633例2：在一個雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為m，腺嘌呤堿基數(shù)為n，則下列有關(guān)敘述正確的是( ) 脫氧核苷酸數(shù)磷酸數(shù)堿基總數(shù)m 堿基之間的氫鍵數(shù)為 (3m2n)/2 一個鏈中AT的數(shù)量為n G的數(shù)量為mn A B C D 思路點撥：A AAT TT TGC CATGCDA TT AG CC GA=T=nG=C=（m-2n）/2n氫鍵數(shù)23堿基對數(shù)G、C對數(shù)越多，熱穩(wěn)定性強堿基個數(shù)34例3：某雙鏈DNA分子中AT占整個DNA分子堿基總數(shù)的38%，其中一條a鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應(yīng)的另一條互補鏈b上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是()A41% B38%C28% D21%A

14、ATGC TACG10010038%200=76個a100=21個21%？21100-21-38=41個 100=41%38個35變式：某雙鏈DNA分子一條鏈上(AT)/(GC)的值為0.3，則在整個DNA分子中A:T:G:C為() A1:1:1:1 B2:2:3:3 C3:3:10:10 D10:10:3:3CATGC TACG3010030100整個DNA中：A=T=30個 G=C=100個36練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.DNA兩條單鏈的堿基數(shù)量關(guān)系是構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）DNA兩條單鏈不僅堿基數(shù)量相等，而且都有A、T、G、C四種堿基（ ）（2）在DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)中，堿基的比例總是（A+G）/（T+C）=1。 （ ）372.下面是DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，請寫出圖中的名稱。1 23 45 67 89 10胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶