《3.2 遺傳信息編碼在DNA分子上》教學課件1

遺傳信息編碼在DNA分子上DNA指紋技術有哪些用途？下圖懷疑對象中，誰最可能是嫌疑犯？DNA指紋圖用于刑偵領域、親子鑒定、死者遺骸的鑒定受害者從受害者體內分離的精液樣品懷疑對象123結構功能在確信DNA是遺傳物質之后，人們更迫切的想知道：DNA是怎樣儲存遺傳信息的？又是怎樣決定生物性狀的？答案就隱藏在DNA的結構中

科學家的實驗研究揭示了染色體是遺傳物質的載體，DNA是主要的遺傳物質。作為主要遺傳物質的DNA，在分子結構和生物合成的方式上，滿足了遺傳物質多樣化和基本恒定的雙重要求。DNA是如何存儲遺傳信息的呢？道爾頓OPCH2

OHOOHHOHHHHH堿基

磷酸

1.DNA的基本單位：脫氧核苷酸3.脫氧核苷酸的組成2.元素組成：一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基C、H、O、N、PA腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶4.含氮堿基回顧對DNA的認識OPCH2

OHOOHHOHHHHHA磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHT磷酸

腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸OPCH2

OHOOHHOHHHHHC磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHG磷酸

胞嘧啶脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

在多年的觀察和研究中，人們發(fā)現DNA在細胞內含量穩(wěn)定，并且在代謝上不活躍，因此設想，DNA只是為代謝提供模板，即指導代謝過程的進行。那么，必須弄清楚DNA的分子結構才能知道它們是如何發(fā)揮遺傳功能的。有些學者推測，DNA必定具有線性縱向結構，由脫氧核糖和磷酸（堿基以某種方式與其相連）的骨架構成。雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

隨著各個實驗室的研究推進，人們根據DNA的X射線衍射圖像的照片提出了若干問題，如DNA分子的骨架是直的還是扭曲成螺旋狀？只有一條螺旋還是兩條或三條？如果是兩條或三條螺旋，堿基是像刷子毛那樣排列在骨架的外面還是位于骨架的里面？雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

研究發(fā)現構成DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，DNA分子是脫氧核苷酸的多聚體。組成脫氧核苷酸的堿基只有4種：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。與之對應，脫氧核苷酸也有4種，即腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

簡而言之，DNA分子是長鏈狀結構，由許多的脫氧核苷酸連接形成。脫氧核苷酸由脫氧核苷和磷酸連接形成，其中的脫氧核苷由含氮堿基與脫氧核糖組成。雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

1951年，奧地利生化學家卡伽夫對各種不同來源的DNA堿基成分進行了精密的分析，發(fā)現在多種生物的DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶的含量相等，鳥嘌呤和胞嘧啶的含量相等。沃森克里克我能幫你理解生物學內容我能幫你理解晶體學原理合作

1953年，沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結構模型。沃森和克里克認為：

1.DNA分子是由兩條長鏈組成的，這兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。其中，每條鏈上的一個核苷酸以脫氧核糖與另一個核苷酸上的磷酸基團結合，即脫氧核糖和磷酸基團交替連接形成主鏈的基本骨架，排列在主鏈的外側，堿基則位于主鏈內側。雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

2.DNA分子一條鏈上的核苷酸堿基總是跟另一條鏈上的核苷酸堿基互補配對，由氫鍵連接。其中，腺嘌呤與胸腺嘧啶通過2個氫鍵相連，鳥嘌呤與胞嘧啶通過3個氫鍵相連，這就是堿基互補配對原則。雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

3.在DNA分子中，A（腺嘌呤）和T（胸腺嘧啶）的數目相等，G（鳥嘌呤）和C（胞嘧啶）的數目相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，這就是DNA中堿基含量的卡伽夫法則。雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構

DNA是細長的多核苷酸鏈。如果把人的一個體細胞中的全部DNA分子連起來，其總長可達2m。DNA分子在細胞中被有秩序地包裝成染色體，發(fā)揮遺傳物質的作用。雙螺旋結構模型揭示了DNA分子的結構總結：“54321”氫鍵ATATTAGGGCCATC堿基對五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、T、C、G三種物質：兩條長鏈：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結構磷酸、脫氧核糖、含氮堿基反向平行的脫氧核苷酸鏈胞嘧啶（C）12345678910下圖是DNA分子結構模式圖，用文字填出1—10的名稱。腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段612345678109GTCA

DNA分子具有特殊的空間結構——規(guī)則的雙螺旋結構。根據DNA分子的空間結構特點，可以制作出DNA分子的雙螺旋結構模型，加深對DNA分子結構特點的理解和認識。活動·制作DNA雙螺旋結構模型活動·制作DNA雙螺旋結構模型目的要求制作DNA雙螺旋結構模型，加深對DNA分子結構特點的理解和認識。材料用具自選材料和用具。選取材料時，注意用不同形狀和顏色的材料分別代表脫氧核糖、磷酸和不同的堿基，注意選取作為支架和連接的材料要有一定的強度和韌性，注意選取合適的工具。方法步驟1.用自己選取的實驗材料，制作成不同形狀、不同大小和不同顏色的物體，用來代表脫氧核糖、磷酸和不同的堿基。2.選取作為支架和連接的材料，將代表不同化合物的物體連接、組裝在一起。3.向全班同學展示自己制作的DNA雙螺旋結構模型，并做簡單的介紹和說明?；顒印ぶ谱鱀NA雙螺旋結構模型討論1.制作DNA雙螺旋結構模型過程中，如何準確把握各種化合物之間的位置關系和連接方式？2.評選出你認為制作得最好的DNA雙螺旋結構模型，并說明理由?；顒印ぶ谱鱀NA雙螺旋結構模型磷酸脫氧核糖四種堿基1.制作脫氧核苷酸模型：磷酸和堿基分別連接在脫氧核糖的幾號碳上？2.制作脫氧核苷酸長鏈模型：兩個脫氧核苷酸之間是在什么部位相互連接的？3.DNA一條單鏈的兩個末端分別是什么？如何分辨？4.制作DNA平面結構模型：DNA兩條鏈之間什么關系？兩條鏈之間靠什么鍵連接起來？探究?實踐：制作DNA雙螺旋結構模型OCH2OHH磷酸基團堿基3′2′HH1′4′5′HH磷酸二酯鍵5′3′DNA的一條單鏈具有兩個末端，磷酸基團端稱作：5’-端。羥基(-OH)端稱作3’-端。3′5′5′3′2個氫鍵3個氫鍵立體結構平面結構一個DNA片段有4個游離的磷酸基團。一條脫氧核苷酸鏈中相鄰脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵相連×2√DNA分子的一條單鏈中，相鄰堿基通過氫鍵相連。DNA分子的一條單鏈中，相鄰堿基通過“脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖”相連。雙鏈DNA分子中，相鄰堿基通過氫鍵相連。根據圖中左邊鏈的序列：5’-TGCAGTC-3‘，寫出互補鏈的序列。3’-ACGTCAG-5’×

組成DNA的脫氧核苷酸雖然只有4種，但是不同的DNA分子可以由不同數量的脫氧核苷酸組成。DNA中的各種堿基數目不同，排列方式也不同。例如，有100個堿基對的脫氧核苷酸鏈，便有4100種排列方式，而在自然界，每個DNA分子的堿基有成千上萬個，它們的排列方式就構成了巨大的數字，因而表現出DNA的多樣性。來自同一個體、不同器官的DNA的基本組成是一致的，而且具有本物種特性，即每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序，這就構成了DNA分子的特異性。堿基排列順序編碼了遺傳信息

在生物體內，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對。該DNA分子的堿基排列方式有多少種可能？

人的遺傳信息主要分布于染色體的DNA中。兩個隨機個體具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指紋一樣用來識別身份，這種方法就是DNA指紋技術。

應用DNA指紋技術時，首先需要用合適的酶將待檢測的樣品DNA切成片段，然后用電泳的方法將這些片段按大小分開，再經過一系列步驟，最后形成DNA指紋圖。DNA指紋技術DNA指紋技術

DNA雙螺旋結構的問世揭開了基因的神秘面紗，基因不再是一個抽象的因子，而是一個信息分子，DNA中堿基的不同排列順序可以存儲不同的遺傳信息。DNA內存儲的遺傳信息就像是書中的文字，翻開不同的頁碼，文字的排列不同，就代表了不同的含義。不同染色體中的DNA不同，除了核苷酸的數量不同之外，堿基的排列順序也不同，核苷酸的不同序列形成了生物獨特的遺傳信息。堿基排列順序編碼了遺傳信息

在自然界，之所以“種瓜得瓜，種豆得豆”，是因為同一種生物DNA的核苷酸序列極為接近。另外，兩種生物的親緣關系越近，它們細胞內DNA的核苷酸序列也越相似，例如，類人猿與人的DNA序列相似程度比較高，而與酵母菌的DNA序列差別比較大。

通過對DNA中核苷酸的序列分析，科學家可以判斷各種生物在進化中的親緣關系，醫(yī)生可以對兩個人的血緣關系做出參考性的結論，警察可以對案件中人物的身份進行鑒定。堿基排列順序編碼了遺傳信息活動·收集DNA分子結構模型建立過程的資料并進行討論和交流

科學家利用構建模型的方法研究DNA分子的結構，其中經歷了曲折的過程，逐步揭示了DNA分子的雙螺旋結構。目的要求

收集DNA分子結構模型建立過程的資料，理解生命科學的發(fā)展是循序漸進的，是眾多科學家不懈努力的結果。材料用具

與互聯網相連的計算機、《生命科學史》等書籍?；顒印な占疍NA分子結構模型建立過程的資料并進行討論和交流方法步驟1.個人利用網絡或者有關生命科學史的書籍查找相關資料，按照時間順序將過程記錄下來。2.各小組匯總。完善收集的資料，充實細節(jié)內容。3.各小組選派代表在全班展示本組的成果，可以是演講，也可以做成墻報。討論1.通過收集DNA分子模型建立過程的資料，你對于DNA分子及其結構模型有哪些新的認識？對于科學家的工作有什么感悟？2.評選出你認為比較好的作品，并說明理由；評選出班級中最好的作品。③研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對所從事的研究要有興趣和激情等。①要善于利用他人的研究成果和經驗；②要善于與他人交流、合作，閃光的思想是在交流與碰撞中獲得的；

DNA雙螺旋結構是基于眾多科學家的生化和X射線晶體衍射圖像等研究而提出的，闡明了長期以來困擾人們的遺傳物質和DNA結構之間的邏輯關系，被認為是20世紀生物學最偉大的成就之一。課外讀·DNA雙螺旋結構模型的發(fā)現

1953年，年輕的美國學者沃森和英國學者克里克在英國《自然》雜志上發(fā)表了DNA分子雙螺旋結構模型。這一發(fā)現標志著分子生物學真正意義上的誕生。

DNA具有晶體結構這一發(fā)現，加速了DNA結構研究的進程。1950年年初，三個研究組展開了圍繞DNA結構的“螺旋競賽”。課外讀·DNA雙螺旋結構模型的發(fā)現1.美國化學家鮑林小組。鮑林在DNA纖維的X射線衍射分析的基礎上，提出了DNA的三股螺旋模型。2.英國物理學家威爾金斯、英國化學家富蘭克林小組。其中，富蘭克林用改進的技術獲得了較好的DNA衍射圖像，并指出了DNA雙鏈的同軸排列模式，確定了螺旋的螺距和直徑，還發(fā)現堿基在螺旋結構的內側、磷酸基團在外側。早凋的“玫瑰”——人類不能忘記富蘭克林偉大而無聲的貢獻。1951年11月，富蘭克林提出了A型DNA的X射線衍射圖，并進行了一場演講。X射線衍射技術的原理課外讀·DNA雙螺旋結構模型的發(fā)現3.沃森、克里克小組。通過總結經驗教訓，他們發(fā)現DNA分子中各種不同直徑的堿基以不規(guī)則的方式沿多核苷酸鏈排列；類比生物體結構上的成對性和X衍射照片上的反射交叉，估計出DNA分子是結合成雙鏈的；根據古倫德于1948年得出的堿基間以氫鍵相連的結論，著手建立氫鍵結合模型；獲得了富蘭克林實驗的關鍵性資料，建立了一個堿基在內側、糖-磷酸骨架在外側的模型；根據堿基比和衍射圖等資料推測DNA的復制具有互補性，利用結晶學等思路解決了堿基互補問題。課外讀·DNA雙螺旋結構模型的發(fā)現

1953年4月25日，沃森和克里克的《核酸的分子結構》一文終于發(fā)表，真正意義上的分子生物學誕生了，他們和威爾金斯于1962年共同榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。遺憾的是，在這項發(fā)現中做出杰出貢獻的富蘭克林在這一獎項產生的前幾年因癌癥去世。一、選擇題1.染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間具有一定的邏輯關系，下列敘述錯誤的是（

）A.在DNA分子結構中，一個脫氧核苷酸中的磷酸與脫氧核糖之間是以磷酸二酯鍵相連B.基因是具有遺傳效應的DNA片段，一個DNA分子上可含有成百上千個基因C.一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸排列順序和數量決定的D.染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有1個或2個DNA分子A思考與練習2.卡伽夫對于多種