10苏教版生物必修二 第四章遗传的分子基础第二节DNA分子的结构 (共29张ppt).ppt

1、4.2DNA分子结构与复制 第一课时DNA分子结构 DNA分子的结构：分子的结构： 知识回顾：知识回顾： 1.DNA1.DNA的组成元素有哪些？的组成元素有哪些？ 2.2.组成组成DNADNA的基本单位是什么？有几种？的基本单位是什么？有几种？ 3.DNA3.DNA的碱基种类有哪些？的碱基种类有哪些？ 4.4.画出画出DNADNA的基本组成单位示意图的基本组成单位示意图 一、DNA的化学组成 C H O N P 脱氧脱氧 核糖核糖 含氮碱基含氮碱基 磷酸磷酸 A G C T DNA的基本单位脱氧核苷酸 腺嘌呤腺嘌呤 鸟嘌呤鸟嘌呤 胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 组成脱氧核苷酸的碱基碱基： 胞嘧

2、啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T） 腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（）鸟嘌呤（G） 因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4种种 腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸 A 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 C 鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸 G T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 1.DNA分子由几条链组成？这两条链有什分子由几条链组成？这两条链有什 么特点？么特点？ 2.DNA分子中，外侧由什么连接而成？分子中，外侧由什么连接而成？ 内侧是什么？内侧是什么？ 3.两条链之间碱基的连接有什么规律？两条链之间碱基的连接有什么规律？ 4. 两碱基之间靠什么连接？两碱基之间靠什么连接？ 【

3、思考思考】 二二.DNA双螺旋结构特点双螺旋结构特点 （1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链分子是由两条链组成的，这两条链 按按反向平行反向平行方式盘旋成双螺旋结构方式盘旋成双螺旋结构 （2）DNA分子中的分子中的脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷酸交替连接，交替连接， 排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧 A（腺嘌呤）一定与（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对（胸腺嘧啶）配对 G（鸟嘌呤）一定与（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对（胞嘧啶）配对 （3）DNA分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过氢键氢键连连 接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：接成碱

4、基对，并且碱基配对有一定的规律： 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 A T G C 四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链 A G C T DNA分子的平面结构 氢键氢键 A T G C 请完成请完成DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构 构成方式构成方式 位置位置 双螺旋外侧双螺旋外侧 双螺旋内侧双螺旋内侧 碱基对碱基对 主链主链 1）脱氧核糖与）脱氧核糖与 磷酸交替排列；磷酸交替排列； 2）两条主链呈）两条主链呈 反向平行；反向平行； 3）盘绕成规则）盘绕成规则 的双螺旋。的双螺旋。 1）主链上对应碱基）主链上对应碱基 以氢键连结成对以氢键连结成对； 2）碱基互补配对）碱基互补配对 （AT，GC）

5、；）； DNA双螺旋结构模型 组成单位 长链 DNA分子的特性分子的特性 （1）稳定性）稳定性 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是 稳定不变的稳定不变的。通过通过氢键氢键形成碱基对，连接两条长链形成碱基对，连接两条长链 进一步增强进一步增强DNA的稳定性的稳定性 （2）多样性）多样性 （3）特异性）特异性 碱基对的碱基对的排列顺序千变万化排列顺序千变万化，构成，构成 DNA分子的多样性分子的多样性 碱基对的碱基对的特定排列顺序特定排列顺序，又构成了每，又构成了每 一个一个DNA分子的特异性分子的特异性 答：答：DNA通过碱基对的排列顺序通过碱基

6、对的排列顺序 （即为脱氧核苷酸的排列顺序）（即为脱氧核苷酸的排列顺序） 储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息 思考题：思考题：DNA是遗传物质，储存着大是遗传物质，储存着大 量的遗传信息，那么量的遗传信息，那么DNA是通过什么储是通过什么储 存大量的遗传信息？存大量的遗传信息？ 【课堂反馈课堂反馈】 1 1下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中1 11010的的 名称。名称。 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 1. 胞嘧啶胞嘧啶 2. 腺嘌呤腺嘌呤 3. 鸟嘌呤鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖脱氧核糖 6. 磷酸磷酸

7、7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对碱基对 9. 氢键氢键 10. 一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 A+T G+C A2 +T2 G2 +C2 A1+T1 G1+C1 =n =n 双链双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不分子中，两互补碱基相等；任意两个不 互补碱基之和恒等，各占碱基总数的互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补且不互补 碱基之和的比值等于碱基之和的比值等于1 ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G) =(T+G)/(A+C)=1 双链双链DNA分子中分子中A+T/

8、G+C等于其中等于其中 任何一条链的任何一条链的A+T/G+C。 规律总结：规律总结： A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链双链 A=T， C=G A+G=T+C =A+C=T+G= 50% =n 双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C互互 为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互 补链中这一补链中这一 比值的倒数比值的倒数. 1 a A2+G2 T2+C2 = 双链双链DNA分子中，分子中，A+T(G+C)占整个占整个DNA分分 子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中子碱基总数的百分比等于其中

9、任何一条链中 A+T(G+C)占该链碱基总数的百分比。占该链碱基总数的百分比。 A+T A+T+G+C = A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链双链 A2 +T2 +G2 +C2 A2 +T2 = A1 +T1 +G1 +C1 A1 +T1 = m% m% m% T1+C1 = a 有关有关DNA中的碱基计算中的碱基计算 1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 解析： 因为DNA分子中，A+G=T+C。所以， A=50%23%=27% 2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其 互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 若DNA的一个单链中，A+

10、T/G+C=0.4，上述比例在其互 补链和整个DNA分子中分别是多少？ 2.5 1 ; 0.4 0.4 3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中 一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱 基总数的百分含量。 解析一： 设DNA分子碱基总数为100. 已知：A+T=54，则G+C=46 所以，G1+C 1 =G 2 +C 2 =23 已知：G 1 = 10022%=11 1 2 所以, C 2=G 1=11 则: G 2=2311=12 G 2 A 2 +T 2 +G 2 +C 2 = 12 1 2 100 = 24% 解析二: 已知 A+T 总

11、= 54%, 则 = 46% G+C 总 所以 G1+C 1 1/2总 = 46%. 已知 1/2总 G 1 = 22% 所以 1/2总 C 1 = 46%22%= 24% 因为 G2=C1 所以 1/2总 G 2 = 24% 24% 1 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤占分子的碱基中，鸟嘌呤占30%30%，则，则 胸腺嘧啶为胸腺嘧啶为_ 2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有 100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子中，胞嘧啶分子中，胞嘧啶 应是应是_ 3 3、 DNADNA分子的一条单链中，分

12、子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个，求整个 DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 60个个 29% 4 4、（、（20002000上海）由上海）由120120个碱基组成的个碱基组成的DNADNA分子片段，分子片段， 可因其碱基对组成和序列的不同而携可因其碱基对组成和序列的不同而携 带不同带不同 的遗传信息，其种类数最多可达的遗传信息，其种类数最多可达 （ ） A A、4 4120 120 B B、1201204 4 C C、4 460 60 D D、60604 4 C C 练习：练习： 5.5.已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链

13、(A+G)/(T+C)= m(A+G)/(T+C)= m 时时, ,求求: : (1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ? 1/m (2) (2) 这个比例关系在整个分子中又是多少这个比例关系在整个分子中又是多少? ? 1 (3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ? n (4)(4)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ? n 6:6:从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析, ,其四种碱基数的比例其四种碱基数的比例 是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占

14、全部碱基数的46% ,46% ,又知又知DNADNA的的 一条链一条链(H(H链链) )所含的碱基中所含的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,问与问与H H链相对应链相对应 的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( )( ) 、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11% A 当在一单链中当在一单链中, ,如果如果(A+T)/(G+C)= n(A+T)/(G+C)= n 时时, ,求求: : 基础知识简答基础知识简答 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，为模型，为 合理地解释遗传物质的合理地解释遗传

15、物质的 奠定了基础。奠定了基础。 2、DNA又称又称 ，组成它的基本单位是，组成它的基本单位是 （由（由 一分子一分子 、一分子、一分子 、一分子、一分子 组成）。组成）。 组成组成DNA的碱基共有的碱基共有 种（符号表示为种（符号表示为 ），脱氧核苷），脱氧核苷 共有共有 种（名称是种（名称是 、 、 、 ）。）。 1953 DNA双螺旋双螺旋 各种功能各种功能 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 磷酸磷酸 脱氧核糖脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基 4 A T G C 4 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧

16、核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 3、 DNA的双螺旋结构是由的双螺旋结构是由 平行的平行的 长链长链 而成，而成， 排在外侧的排在外侧的 和和 交替连接构成基本骨架，通过交替连接构成基本骨架，通过 连连 接起来的接起来的 排列在内侧。碱基对的组成规律是排列在内侧。碱基对的组成规律是 与与 配配 对，对， （A）一定与）一定与 （T）配对，）配对， （G） 一定与一定与 （C）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫 做做 原则。原则。 4、 DNA的碱基只有的碱基只有 种，碱基对只有种，碱基对只有 种，而分子结构具种，而分子结构具 有有 性，这完全是碱基对的性，这完

17、全是碱基对的 千变万化的结果。千变万化的结果。 两条两条 反向反向 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 盘旋盘旋 脱氧核糖脱氧核糖 磷酸磷酸 氢键氢键 碱基对碱基对 嘌呤嘌呤 嘧啶嘧啶 腺嘌呤腺嘌呤 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 鸟嘌呤鸟嘌呤 胞嘧啶胞嘧啶 碱基互补配对碱基互补配对 4 两两 多样多样 排列顺序排列顺序 4 4、下图是、下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出1 11010的名称。的名称。 P P P P A C T G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 胞嘧啶（胞嘧啶（C） 腺嘌呤（腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）

18、胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T） 脱氧核糖脱氧核糖 磷酸磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对碱基对 氢键氢键 一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段 这是这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的世纪继爱因斯坦发现相对论之后的 又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入 分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革 命性的发现”，两位科学家获得了命性的发现”，两位科学家获得了1962年度诺年度诺 贝尔生理学或医学奖。贝尔生理学或医学奖。 1953年，年，美国科学家沃森美国科学家沃森 （JD.Watson，1928

19、）和英国科学家）和英国科学家 克里克（克里克（F.Crick，19162004），共同），共同 提出了提出了DNA分子的双螺旋结构模型。分子的双螺旋结构模型。 在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克 早凋的“科学玫瑰”早凋的“科学玫瑰” 富兰克林富兰克林（ R.E.Franklin） 她和同事威尔金斯她和同事威尔金斯 在在1951年率先采用年率先采用X射线射线 衍射技术拍摄到衍射技术拍摄到D晶晶 体照片，为推算出体照片，为推算出DNA 分子呈螺旋结构的结论，分子呈螺旋结构的结论， 提供了决定性的实验提供了决定性的实验 依据依据。 但“科学玫瑰”没等到但“科学玫瑰”没等到 分享荣耀，在研究成果被分享荣耀，在研究成果被 承认之前就已凋谢。承认之前就已凋谢。 (英，英，R.E.Franklin, 19201958） X衍射技术是用衍射技术是用X光透过光透过 物质的结晶体，使其在物质的结晶体，使其在 照片底片上衍射出晶体照片底片上衍射出晶体 图案的技术。这个方法图案的技术。这个方法 可以用来推测晶体的分可以用来推测晶体的分 子排列。子排列。 DNA的的X射线衍射图射线衍射图 富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA的的X射线衍射图射线衍射图