3.2 DNA的结构 ppt课件(3)-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、DNA的结构揭秘DNA结构DNA分子的结构DNA怎样的结构才适合于精确复制遗传信息？储存遗传信息以什么形式储存在DNA分子上？DNA分子是如何保证遗传信息稳定保存的？DNA的结构功能与结构观能够精确的自我复制能够携带大量控制生物生长发育和繁殖的遗传信息结构比较稳定DNA的功能回忆DNA分子的构成腺嘌呤 ANH2NNNN鸟嘌呤 GNNNNNH2胞嘧啶 CNN NH2胸腺嘧啶 TCH3NN 含氮碱基与磷酸基团分别连接在脱氧核糖上，构成脱氧核苷酸，由于所含碱基不同，脱氧核苷酸也就有4种，DNA分子就是由这4种脱氧核苷酸聚合而成的化合物。组成脱氧核苷酸的含氮碱基有 ，分别是 DNA由四种 组成，每个脱

2、氧核苷酸由一分子 、一分子 和一分子 构成；脱氧核苷酸脱氧核糖含氮碱基磷酸4种DNA分子结构模型的构建【资料1】英国生物物理学家维尔金斯和他的同事富兰克林运用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱，这幅图对建立DNA分子的结构模型起到了至关重要的作用。富兰克林拍摄的DNA衍射图谱威尔金斯DNA分子结构模型的构建【资料2】1951年秋天，23岁的美国生物学家沃森和35岁的英国物理学家克里克对DNA衍射图谱的有关数据进行分析。生物理解 数据分析DNA分子呈螺旋结构DNA分子结构模型的构建【结构模型构建】沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋结构外部的不同结构模型很快被化学家否定DNA分子结构模型的构建

3、【资料三】富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。这是解开DNA结构的重要线索。内侧外侧富兰克林DNA分子结构模型的构建【结构模型构建】沃森和克里克重新构建：磷酸-脱氧核糖骨架在外侧，碱基在内部的双链螺旋结构，内部相同碱基配对。配对违反化学规律被化学家否定DNA分子结构模型的构建【观察碱基结构】如果是相同碱基对配对，那么DNA的直径不固定推测：嘌呤对嘧啶哪种嘌呤对哪种嘧啶？DNA分子结构模型的构建【资料四】1952年，奥地利生物化学家查哥夫对多种生物的DNA做碱基定量分析，发现DNA的碱基组成是有规律的：几

4、乎所有的DNA，无论种属来源如何，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺胸腺嘧啶（T）的量，即A=T；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量，即G=C。推测：A与T配对，C与G配对DNA分子结构模型的构建【结构模型构建】DNA分子结构模型的构建【资料五】美国生物学家沃森和英国物理学家克里克以DNA衍射图谱的有关数据为依据，推算出DNA分子应该是螺旋结构。他们又从查哥夫那里了解到DNA分子中碱基数量的规律，构建了一个将碱基安排在双螺旋内部，脱氧核糖磷酸骨架排列在外部的模型，在模型中A与T配对，G与C配对，DNA两条链的方向是相反的。结果发现A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA

5、分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系。他们把这个用金属材料制成的模型与拍摄的X射线衍射照片比较时发现，模型与原型相符。DNA分子结构模型的构建建构模型是自然科学研究中常用的一种方法。该方法用【模型】来模拟研究对象，被模拟的对象称为【原型】，模型的建构是否正确，需要通过对原型的比较来确证。【原型】【模型】吻合推出DNA分子结构模型的构建1953年沃森和克里克撰写的核酸分子的结构脱氧核糖核酸的一个结构模型论文在英国自然杂志上刊载，引起了极大的轰动。1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果，共同获得了诺贝尔生理学或医学奖，DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的

6、发展中具有里程碑式的意义。DNA分子结构模型的构建DNA是由几条链构成的，它具有怎样的立体结构？DNA是由2条链构成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA的基本骨架是有哪些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧。DNA的结构CTTGACAGDNA中的碱基是如何配对的？位于DNA的什么部位？DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对，位于DNA的内侧，A与T配对，G与C配对。DNA的结构A=T GCDNA的结构DNA双螺旋结构的主要特点双螺旋 DNA是由两条脱氧核苷酸链构成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。2nm0.34n

7、m稳定的直径5353DNA的结构DNA中的脱氧核糖和磷酸交替排连接排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。DNA双螺旋结构的主要特点DNA的结构两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律。A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种配一一对应的关系叫做碱基互补配对。DNA的结构脱氧核糖上与碱基相连的碳叫1-C，与磷酸基团相连的碳叫5-C。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为5-端，另一端有一个羟基（-OH），称为3-端。DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从5-端到3-端，另一条单链则是从3-端到5-端。磷酸基团磷酸二酯键

8、脱氧核糖含氮碱基1-C5-C1-C2-C3-C4-C5-CDNA的结构（1）由 条单链按_方式盘旋成_结构反向平行_双螺旋2 和 交替连接，构成基本骨架；(2)外侧：内侧:脱氧核糖磷酸碱基(3)碱基互补配对原则 两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作 。氢键TC碱基互补配对原则碱基对氢键氢键碱基对碱基对DNA的结构(4)总结：五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、T、C、G三种物质：两条长链：一种螺旋：规则的双螺旋结构磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链氢键关系:A=T GCDNA的结构位置关系：单链中，相邻碱基通过_连

9、接互补链中相邻碱基通过_连接脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖氢键DNA的结构化学键：氢键：连接_的化学键_：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键互补链中相邻碱基磷酸二酯键DNA的结构数量关系：A与T间有_个氢键，C与G间有_个氢键，每个DNA分子片段中，有_个游离的磷酸基团每条DNA单链中，有_个游离的磷酸基团DNA分子中，1个脱氧核糖与_个磷酸基团相连每个DNA片段中，磷酸数：脱氧核糖数：含氮碱基数=_23211或21:1:1DNA的结构1.下列叙述不正确的是（）A.每个DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸B.一个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的C.每个脱氧核糖上均连着一个

10、磷酸和一个碱基D.双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶CDNA的结构2.下图为DNA分子结构，对该图的描述正确的是（）A.和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C.是氢键，和T间的作用力由3个氢键维持D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息DDNA的特性稳定性脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，碱基互补配对的方式不变。氢键有利于维持双螺旋结构的稳定构象_碱基比例大，DNA相对更稳定 C、GDNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？DNA的结构一个含5对碱基的DNA片段，若填上碱基种类，有多少种填法？

11、45 种DNA的特性稳定性脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，碱基互补配对的方式不变氢键有利于维持双螺旋结构的稳定构象_碱基比例大，DNA相对更稳定 C、G多样性DNA分子碱基对的排列顺序千变万化含n个碱基的DNA，可有_种排列方式4n 种能储存大量的遗传信息特异性每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的碱基排列顺序DNA的结构DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？【思考】DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的，碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。DNA是如何维持它的遗传稳定性的?碱基对之间的氢键维系DNA的双链结构，

12、保持结构的稳定性。为什么每个DNA模型都与众不同，不同生物的DNA是否也不同？每个DNA模型中碱基的排列顺序都是特定的，不同生物的DNA也不同体现了DNA的特异性。DNA分子中碱基的数量计算(1)1链上的四种碱基与2链上的四种碱基存在着怎样的数量关系？下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：A1=T2 T1=A2 C1=G2 G1=C2A1T1A2T2 G1C1G2C2DNA分子中碱基的数量计算(2)双链DNA分子中，互补的两个碱基有怎样的数量关系？下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：双链中，嘌呤数=嘧啶数 A=T C=G在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即AGTC。某

13、DNA分子，A=20%，100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶有几个？DNA分子中碱基的数量计算(2)双链DNA分子中，互补的两个碱基有怎样的数量关系？不互补的两个碱基的数量和与双链DNA分子中碱基总数有什么关系？下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：不互补的两个碱基的数量和是双链DNA分子中碱基总数的一半，即AGTCACTG双链中，嘌呤数=嘧啶数 A=T C=G在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即AGTC。DNA分子中碱基的数量计算下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：(3)若1链中(A1C1)/(T1G1)m，则2链中(A2C2)/(T2G2)_，DNA分子中(AC)

14、/(TG)_。1/m1非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1若已知链1中 ，求链2中DNA分子中碱基的数量计算下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：(3)若1链中(A1C1)/(T1G1)m，则2链中(A2C2)/(T2G2)_，DNA分子中(AC)/(TG)_。1/m1非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1例：在DNA分子的一条单链中，(AG)/(TC)0.4，上述比例在其互补链中和在整个DNA分子中的比例是_DNA分子中碱基的数量计算下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：(4)若1链中(A1T1)/(G1C1)m，

15、则2链中(A2T2)/(G2C2)_，DNA分子中(AT)/(GC)_。mm互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同求链2中 若已知链1中DNA分子中碱基的数量计算下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：某DNA分子中A+T占整个分子碱基总数的44%，其中一条链（a）上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链（b）上的G占该链碱基总数的比例是多少？DNA分子中碱基的数量计算1已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A34%和16%B34%和1

16、8%C16%和34%D32%和18%A三步解决DNA分子中有关碱基比例计算第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同DNA的结构观察DNA双螺旋结构模型，根据碱基互补配对原则推算DNA的碱基比例：根据这一公式，可鉴定DNA是双链还是单链，在一个DNA分子中，如果（A+G）/（T+C）1，且 AT，GC，则该DNA为单链；如果（A+G）/（T+C）=1，且 A=T，G=C，则该DNA为双链；根据不同的碱基比值关系进行计算。例如在一个DNA分子中，若甲链（A+G）/（T+C）=1/2，则在互补的乙链中，（A+G）/（T+C）=2（倒数关系）；若甲链（A+T）/（G+C）=1/2，则在互补的乙链中，（A+T）/（G+C）=1/2（对等关系）。在双链DNA中，嘌呤之和等于嘧啶之和，即A+G=T+C；本节思维导图DNA是主要的遗传物质基因染色体DNA蛋白质定位成分结构双螺旋结构脱氧核苷酸形成复制?两条链反向平行盘旋成双螺旋结构脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成基本骨架，碱基排列在内侧两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对碱基互补配对原则功能