使用DNA分子的結(jié)構(gòu)

1、DNA分子的結(jié)構(gòu)1一、DNA模型建構(gòu)資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNA分子的基本單位是_。一、DNA模型建構(gòu)資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNA分子的基本單位是_。脫氧核苷酸1分子脫氧核苷酸 =_+_ +_.一、DNA模型建構(gòu)資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNA分子的基本單位是_。脫氧核苷酸1分子脫氧核苷酸 =_+_ +_.一、DNA模型建構(gòu)資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNA分子的基本單位是_。脫氧核苷酸1分子磷酸1分子脫氧核糖1分子含氮堿基代表磷酸 代表脫氧核糖 代表4種堿基 代表連接各組分的化學(xué)鍵 堿 基 脫氧 核糖 磷酸 【模型

2、建構(gòu)1】: 脫氧核苷酸DNA的基本單位：脫氧核苷酸含N堿基磷 酸 脫氧核糖7鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 腺嘌呤脫氧核苷酸 AGCT四種脫氧核苷酸8DNA分子結(jié)構(gòu)研究競(jìng)賽英國(guó)皇家學(xué)院美國(guó)加州理工大學(xué)英國(guó)劍橋大學(xué)威爾金斯富蘭克林 沃 森 克 里 克主要用模型建構(gòu)法研究物質(zhì)結(jié)構(gòu) 主要用X射線衍射來(lái)研究DNA結(jié)構(gòu)DNA分子X(jué)射線衍射圖發(fā)現(xiàn)化學(xué)鍵的本質(zhì),發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)a螺旋 DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu) 兼 收 并 蓄博 采 眾 長(zhǎng) 鮑 林 1954年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者9沃森DNA之父回眸歷史10在生命的旋梯上沃森（左）和克里克（右）回眸歷史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

3、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。1951年威爾金斯和富蘭克林展示了一張DNA的X射線衍射圖沃森看到這張圖時(shí)激動(dòng)得話也說(shuō)不出來(lái)，他的心怦怦直跳，從圖上他斷定DNA的結(jié)構(gòu)是一個(gè)規(guī)則的螺旋體。他打定主意要制作一個(gè)DNA模型。他的這種想法得到了他的合作伙伴克里克的認(rèn)可。于是他們兩人便采用當(dāng)時(shí)著名的化學(xué)家鮑林研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型構(gòu)建法，用紙和鐵絲制作模型。你第一眼看到此圖認(rèn)為DNA應(yīng)該是怎樣的結(jié)構(gòu)？12模型構(gòu)建法 就是搭建模型,也就是拼湊。就像小孩擺積木一樣，在實(shí)驗(yàn)室里，用一些圓球木棍等來(lái)構(gòu)建分子結(jié)構(gòu)模型。 這種方法在科學(xué)上發(fā)揮著重要的作用。二十世紀(jì)的四大發(fā)現(xiàn)：宇觀世界的宇宙

4、大爆炸模型、宏觀世界的大地構(gòu)造板塊模型、微觀世界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)夸克模型和DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型都是通過(guò)模型構(gòu)建法得到的 。13脫氧核糖和磷酸交替排列在內(nèi)堿基排在外 GATCGCCATCGCA14脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè)，堿基排在內(nèi)部,且同型堿基配對(duì)A與A配對(duì),T與T配對(duì)，C與C配對(duì),G與G配對(duì).ATCGATCGGGAA堿基同型配對(duì)模型151952年，奧地利的著名生物化學(xué)家查哥夫訪問(wèn)了劍橋大學(xué)，沃森和克里克從他那里得到一個(gè)重要的信息。腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量。鳥(niǎo)嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量。鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸GC 胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸T

5、A16ATCGATGC堿基互補(bǔ)配對(duì)模型17DNA 分 子 的 立 體 結(jié) 構(gòu)18DNA分子模型是否與DNA的X射線衍射圖相符用金屬制作DNA分子模型與DNA衍射圖對(duì)照，發(fā)現(xiàn)兩者完全相符怎么驗(yàn)證沃森和克里克提出的雙螺旋結(jié)構(gòu)是否正確？19DNA分子的特性1）多樣性：堿基對(duì)的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。 在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算DNA分子有多少種？4 種40002）特異性：堿基對(duì)的特定排列順序，又構(gòu)成了每一 個(gè)DNA分子的特異性.堿基對(duì)的排列順序就代表了遺傳信息DNA的多樣性和特異性從分子水平上說(shuō)明了生物體具有多樣性和特異性的原因。203

6、) 穩(wěn)定性DNA分子中在外側(cè)脫氧核糖和磷酸交替連接排列不變，內(nèi)側(cè)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則不變。你知道為什么通過(guò)DNA鑒定可以確定人的身份嗎?21 1953年，沃森和克里克撰寫(xiě)的論文核酸的分子結(jié)構(gòu)-的一種可能結(jié)構(gòu)在自然雜志上刊載，引起了極大的轟動(dòng)。這篇文章被認(rèn)為是“生物學(xué)的一個(gè)標(biāo)志，開(kāi)創(chuàng)了新的時(shí)代” 。 221962年 威爾金斯 沃森和克里克獲諾貝爾獎(jiǎng)23早凋的“科學(xué)玫瑰” 富蘭克林（ R.E.Franklin） 她在1951年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到 晶體照片，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)。 但“科學(xué)玫瑰”沒(méi)等到分享榮耀，在研究成果被承認(rèn)之前就已凋謝。(英，R.E.Fr

7、anklin, 19201958）24思考討論：1、在發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的過(guò)程中涉及哪些學(xué)科的知識(shí)與方法? 物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等2、通過(guò)DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的學(xué)習(xí)，你學(xué)到哪些科學(xué)精神? 敢想敢做，謙虛勤奮，團(tuán)結(jié)合作，持之以恒251.兩條長(zhǎng)鏈反向平行2.脫氧核糖與磷酸交替排列，成為DNA分子的基本骨架。3.利用氫鍵連接成堿基對(duì)，A=T C=G 堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則ACAGTCATTGAATDNA分子的結(jié)構(gòu)：26DNA分子的結(jié)構(gòu)小結(jié)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 二、DNA分子的結(jié)構(gòu) 兩條長(zhǎng)鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) 脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在DNA分子的外 側(cè)，構(gòu)成

8、基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 AT、GC 271、沃森和克里克于 年提出了著名的 模型，2、DNA又稱(chēng) ，組成它的基本單位是 （由一分子 、一分子 、一分子 組成）。組成DNA的堿基共有 種（符號(hào)表示為 ），脫氧核苷共有 種（名稱(chēng)是 、 、 、 。基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)答1953 DNA雙螺旋脫氧核糖核酸脫氧核苷酸磷酸含氮堿基脫氧核糖4A T G C4胞嘧啶脫氧核苷酸鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸281 23 45 67 89 10胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對(duì)氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段29雙鏈DNA分子中：( A

9、+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1規(guī)律總結(jié)：A=T， G=C A+G=T+C=A+C=T+G= 50%兩個(gè)互補(bǔ)堿基相等任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等且各占DNA總堿基數(shù)的50不互補(bǔ)堿基之和的比值等于1 A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈 A+G T+C+A+G= 50%= T+C T+C+A+G30鞏固提高1. 已知一段雙鏈DNA有100個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤有60個(gè),請(qǐng)問(wèn)鳥(niǎo)嘌呤的數(shù)量是_，(A+G):(T+C)的值是_。A+T+C+G=200 A=T C=G100401=1A+G=G=40A+CT+G31雙鏈DNA中

10、A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A1+T1 G 1+C1 =n A 2 +T 2 G 2 +C 2 = nA+TG+C= nA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA雙鏈在DNA分子一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率等于另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率，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。A+TA+T+G+CA 2 +T 2 +G 2 +C2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C1A 1 +T 1=（A 1 +T 1）%=（A 2 +T 2）%=（A+T）%323、某雙鏈DNA片段中，A占23%，其中一條鏈中的C占該單鏈的24%，

11、問(wèn)另一條鏈中的C占多少？30%（A 1 +T 1）%=（A 2 +T 2）%=（A+T）%=46%(C 1+G 1)%=54%C1=24% G 1=30%C 2=30%33兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。即兩不互補(bǔ)堿基之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一 比值的倒數(shù).1nA 2+G 2T 2 +C2=T 1 +C 1=nA1+G 1不同生物的DNA分子中，其互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值不同，代表了每種生物DNA分子的特異性。 （A+C）：（T+G）=1不能反映種間差異。（A+T）：（C+G）不同生物一般不同， 反映種間差異。T +C =1 A+G 344、在DNA的一個(gè)單鏈中，A+G/T+C=0.4，上

12、述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少？5若DNA的一個(gè)單鏈中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少？2.5 10.4 0.435 對(duì)一個(gè)DNA進(jìn)行分析，其中鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46，又知該DNA分子的一條鏈（1鏈）所含的堿基中28是腺嘌呤，24是胞嘧啶，則與1鏈相對(duì)應(yīng)的2鏈中，腺嘌呤、胞嘧啶分別占該鏈堿基數(shù)的（ ） A26、22 B24、28 C14、11 D11、14A36 解析：由DNA分子中G與C之和占全部堿基的46，可知DNA分子中A與T之和占全部堿基的54，則在DNA分子雙鏈中A=T=27，G=C=23，1鏈中A占28，C占24，

13、則與1鏈相對(duì)應(yīng)的2鏈，A占22728=26，C占2232422。 答案： A37 DNA分子中堿基的計(jì)算方法與規(guī)律 一個(gè)DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥(niǎo)嘌呤多40%，兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%，則該DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的（ ）A.44% B.24%C.14% D.28% 解析：畫(huà)出草圖，依題意，列出等量關(guān)系：38 （ A1-G 1 ）/G 1 =40% （A1+G1）/ 200 =24%解出A1=28，再依等量代換：T2=A1=28，即胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的28。 答案：D 39精題演習(xí) 1從DNA的組成成分的分析表明下列的堿基相關(guān)比值中，可變的是（ ）

14、AA/T B.G/C C.(A+T)/(G+C) D.(A+G)/(T+C) 解析：A/T1，G/C1，(A+G)/(T+C)1 ,而(A+T)/(G+C)的比值是可變的。 答案： C40 2某DNA分子中，GC之和占全部堿基的35.8%，一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（ ） A32.9和17.l B31.3和18.7 C18.7和31.3 D17.l和32.941 解析：由于DNA分子中（GC）之和在雙鏈中的比例與一條鏈中的G+C占該鏈的比例相等，可推出該已知鏈中GC358%，又因T與C各占32.9%與171%，可求出該鏈

15、中的A為1(GCT)1(35.8%32.9%)31.3%，G35.8%17.1%18.7%。其互補(bǔ)鏈中T和C分別與該鏈中A與G含量相等。 答案： B423、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%434、某DNA分子中A+T占整個(gè)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(duì)應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的C占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少？38%5、在含有四種堿基的DNA區(qū)段中，有腺嘌呤a個(gè)，占該區(qū)段全部堿基的比例為b，則 （ ) b0.5 B. b0.5C.胞嘧啶為a(1

16、/2b1) D.胞嘧啶為b(1/2a 1)C6、分析一個(gè)DNA分子時(shí)，發(fā)現(xiàn)30%的脫氧核苷酸含有A，由此可知，該分子中一條鏈上G含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？40%441、某雙鏈DNA分子的堿基中，鳥(niǎo)嘌呤占30%，則胸腺嘧啶為_(kāi)2、一個(gè)DNA分子的堿基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子中，胞嘧啶應(yīng)是_3、 DNA分子的一條單鏈中，A=20%，T=22%，求整個(gè)DNA分子中G= _ 20% 60個(gè)29%練習(xí)：455.已知在DNA分子中的一條單鏈(A+G)/(T+C)= m 時(shí),求:(1)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少? 1/m(2) 這個(gè)比例關(guān)系在整個(gè)分子中又是多少?1

17、(3)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少?n(4)這個(gè)比例在整個(gè)DNA分子中又是多少?n當(dāng)在一單鏈中,如果(A+T)/(G+C)=n 時(shí),求:466:從某生物組織中提取DNA進(jìn)行分析,其四種堿基數(shù)的比例是鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46% ,又知DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,問(wèn)與H鏈相對(duì)應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的 ( )、26% 、24% 、14% 、11%A47吉林連環(huán)錯(cuò)子案 趙盛強(qiáng)是吉林通化市奧林匹克商店總經(jīng)理，他兒子趙達(dá)在吉林大學(xué)念書(shū)。2001年趙達(dá)在學(xué)校獻(xiàn)血，血型鑒定是型，而趙盛強(qiáng)和愛(ài)人宮克的血型都是型。為此，人又分別做了一回血型鑒定，結(jié)果仍是對(duì)不上。夫妻二人因此懷疑是在醫(yī)院抱錯(cuò)了孩子，決定背著趙達(dá)找一找當(dāng)日同院的其他產(chǎn)婦。 由于醫(yī)院醫(yī)療檔案被一場(chǎng)洪水沖得蕩然無(wú)存，最后按照公安機(jī)關(guān)提供的地址，他們走遍了通化的大街小