1、新课导入新课导入北京中关村高科技园区北京中关村高科技园区 DNA雕塑雕塑第三章基因的本质第三章基因的本质 学习目标学习目标课标要求课标要求 1、体验DNA分子双螺旋结构模型的构建历程，领悟模型方法在研究中的应用。2、概述DNA结构的主要特点，举例说明碱基互补配对的原则。素养要求素养要求1、科学思维：思考在DNA分子中碱基的比例和数量之间的规律，总结有关碱基计算的方法和规律。2、科学探究：动手制作模型，培养观察能力、空间想象能力、分析和理解能力重难点重难点 掌握掌握DNADNA分子结构的特点分子结构的特点 掌握掌握DNADNA中碱基数目的计算问题中碱基数目的计算问题重点难点 1953年，沃森和克
2、里克提出的DNA双螺旋结构模型是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。美国生物学家美国生物学家 沃森沃森英国物理学家英国物理学家 克里克克里克v 1、19世纪世纪30年代科学界对年代科学界对DNA 的的认识是：认识是：DNA分子是由分子是由4种（种（）连接而成的长链，这连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别种脱氧核苷酸分别含有（含有（）4种碱基。种碱基。脱氧核苷酸脱氧核苷酸A、T、C、G 一、一、DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建AGCT早早期期认认识识脱氧核糖磷酸含氮碱基 2、英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得高质量的DNA衍射图谱。沃
3、森和克里克就以这张衍射图的有关数据沃森和克里克就以这张衍射图的有关数据作为基础，推算出了作为基础，推算出了DNA双螺旋结构。双螺旋结构。v 沃森和克里克尝试构建沃森和克里克尝试构建不同螺不同螺旋结构旋结构模型：模型：1952 1952年，年，根据奥地利著名生物化学家查根据奥地利著名生物化学家查哥夫访问剑桥大学。哥夫访问剑桥大学。在在DNA中，腺嘌呤（中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；的量；鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）的量总是等）的量总是等于胞嘧啶（于胞嘧啶（C）的量。）的量。以此依据构建模型：碱基安排在双螺旋内部，A和T配对，C和G配对；脱氧核糖磷酸在螺旋外侧，DN
4、A两条链方向相反。模型与上述衍射图谱推测的DNA结构相符。与与X射线衍射照片完全相符射线衍射照片完全相符这样组成的这样组成的DNADNA分子具有稳定的直径分子具有稳定的直径能解释能解释A、T、G、C的数量关系的数量关系能解释能解释DNA的复制的复制结果结果发现发现DNADNA双螺旋结构模型构建成功。双螺旋结构模型构建成功。沃森和克里克搭建的沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 1953年，沃森和克里克撰写的核酸分子结构-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。二、D
5、NA的结构1、基本单位脱氧核糖磷酸含氮碱基腺嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T2、DNA分子的立体结构分子的立体结构15432脱氧核苷酸结构脱氧核苷酸连接成长链磷酸二酯键磷酸二酯键脱氧核糖磷酸A脱氧核糖磷酸T脱氧核糖磷酸G53脱氧核糖磷酸A脱氧核糖磷酸T脱氧核糖磷酸G磷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖TAC5335 氢键越多越稳定，所以氢键越多越稳定，所以CG比例越多，比例越多，DNA分子的热分子的热稳定性越高。稳定性越高。ATGGCCA（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。ATGGCTCATGGGGCCCATC（
6、1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸核糖和磷酸交替交替连接，连接，排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本骨架骨架；碱基在内侧。；碱基在内侧。ATATGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反反向平行向平行的脱氧核苷酸长单的脱氧核苷酸长单链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的分子中的脱氧脱氧核糖核糖和和磷酸磷酸交替连接，交替连接，排列在排列在外侧外侧，构成，构成基本基本骨架骨架；碱基在内侧。；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通）两条链
7、上的碱基通过过氢键氢键连结形成碱基对连结形成碱基对且且AT遵循遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A只和只和T配对、配对、C只和只和G配对）配对）归纳提升归纳提升1、DNA分子结构可以简记为：分子结构可以简记为：“5、4、3、2、1、”，即，即5种元素、种元素、四种碱基（也是四种脱氧核苷酸）、四种碱基（也是四种脱氧核苷酸）、3种小分子、种小分子、2条长链、条长链、1个双螺旋。个双螺旋。2、DNA双链分子中磷酸、脱氧核糖双链分子中磷酸、脱氧核糖和碱基之间的数量比为：和碱基之间的数量比为：1：1：1。例1.DNA分子的基本骨架是A.通过氢键相互连接的碱基对B.通过氢键相互连接的核苷酸对 C.交替
8、连接的脱氧核糖和磷酸D.通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基C例2.一个DNA分子中含有n对碱基，已知A有m个，则氢键数为_3n-m1、设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A 1 1=T 2,A 2=T 1 ,G 1 1=C2 ,G 2=C 1 则在DNA双链中A=T，G=C A+G=T+C=A+C=T+G规律一：双链规律一：双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和两个不互补碱基之和相等相等，等于碱基总数的，等于碱基总数的50%，且不互补碱基之和的比值等于且不互补碱基之和的比值等于1A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G
9、2 （A+G）/（A+C+T+G）=50%则（则（A+G）/(T+C)=13、DNA的一条链中A+G/T+C=2，另一条链中相应的比是-，整个DNA分子中相应的比是-。DNA的一条链中A+T/C+G=2，另一条链中相应的比是，整个DNA分子中相应的比是。0.5122DNADNA分子的结构分子的结构小结小结1.1.化学元素组成：化学元素组成：C H O N PC H O N P2.2.基本组成单位：基本组成单位：(四种四种)脱氧核苷酸脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸3.3.空间结构空间结构:规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链两
10、条脱氧核苷酸长链外侧外侧内侧内侧碱基互补配对原则碱基互补配对原则【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的名的名称。称。12345678109GTCA1.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.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【课堂反馈课堂反馈】2 2已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱基对，其中胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有10001000个，这个
11、个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸的分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是数目和腺嘌呤的数目分别是 （）A A18001800个和个和800800个个 B B18001800个和个和l800l800个个C C36003600个和个和800800个个 D D36003600个和个和36003600个个C【课堂反馈【课堂反馈】3 3、DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个，求整个DNADNA分子中分子中G=_G=_ 29%4 4、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱碱基总数的基总数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数占该链碱基总数的的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在链碱基总数的占其所在链碱基总数的百分含量。百分含量。24%
