DNA分子的结构优质课

.,第2节DNA分子的结构,.,中关村DNA标志,雅典奥运会开幕式经典场景,.,威尔金斯,富兰克林,DNA衍射图谱,沃森和克里克,查哥夫,.,脱氧核苷酸如何形成DNA分子？,资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是。,脱氧核苷酸,1分子磷酸,1分子脱氧核糖,1分子含氮碱基,一、DNA模型建构,1分子脱氧核苷酸=+.,【模型建构1】:脱氧核苷酸,碱基,A,G,C,T,磷酸,脱氧核糖,.,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,DNA分子的基本单位脱氧核苷酸的类型（4种）,资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。,【模型建构2】一条脱氧核苷酸链,资料3：1951年，英国科学家(威尔金斯和富兰克林)提供了DNA的X射线衍射图谱。,【模型建构3】DNA分子呈螺旋结构,.,资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究,得出：（1）腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(GC)。（2）同种生物体细胞中DNA的含量是相同的，不同种生物的碱基含量是不同的;,【模型建构4】DNA分子呈双螺旋结构，A与T、G与C配对,.,【模型建构4】DNA分子呈双螺旋结构，A与T、G与C配对,.,【模型建构5】DNA双链,由多个核苷酸分子分别构成两条脱氧核苷酸单链，那么这两条单链是如何结合在一起形成一个DNA分子的双链结构？,.,【模型建构3】DNA双链,.,【模型建构3】DNA双链,.,【模型建构3】DNA双链,.,A,T,C,G,A,C,T,G,DNA的平面结构,1,0,2,3,4,5,0,1,2,3,4,5,反向平行,【模型建构3】,.,碱基对,另一碱基对,嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做。,A,T,G,C,氢键,碱基互补配对原则,氢键,平面结构,立体结构,二、DNA分子的空间结构：规则的双螺旋结构,.,年美国科学家沃森（atson)和英国科学家克里克（rick)提出分子的双螺旋结构模型。被誉为20世纪最伟大的发现。,.,沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。,左一：威尔金斯（生物物理学家）左三：克里克（物理学家）左五：沃森（生物学家）,二、DNA的空间结构,.,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。,（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。,DNA分子的结构特点,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。,.,碱基对,另一碱基对,嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。,A,T,G,C,氢键,.,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,结构中的哪个结构是稳定不变的?哪个结构是千变万化的？,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。,长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。（储存遗传信息）,？,.,DNA的分子结构和组成可用五、四、三、二、一表示分别表示的是什么？【课堂小结】,五种元素：,C、H、O、N、P,四种碱基：,A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸,三种物质：,磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,两条长链：,两条反向平行的脱氧核苷酸链,一种螺旋：,规则的双螺旋结构,DNA分子的结构特性,1）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。,在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算DNA分子有多少种？,2）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性.,碱基对的排列顺序就代表了遗传信息,3)稳定性,DNA分子中在外侧脱氧核糖和磷酸交替连接排列不变，内侧碱基互补配对原则不变。,DNA的多样性和特异性从分子水平上说明了生物体具有多样性和特异性的原因。,化学组成单位,双螺旋结构,基本单位脱氧核苷酸,种类,四种A、C、G、T,主要特点,碱基互补配对原则,DNA分子的多样性和特异性,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。,碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同,DNA结构,go:,一分子含氮碱基,一分子脱氧核糖,一分子磷酸,【课堂反馈】,1下面是DNA的分子结构模式图，说出图中110的名称。,1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鸟嘌呤4.胸腺嘧啶5.脱氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对9.氢键10.一条脱氧核苷酸链的片段,1、DNA分子结构,DNA分子是有条链组成，盘旋成结构。交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。碱基通过连接成碱基对，并遵循原则,反向平行,双螺旋,脱氧核糖和磷酸,碱基对,氢键,碱基互补配对,2,二、DNA模型分析,（A与T、C与G配对）。,.,问题：,根据碱基互补配对原则，你能推导出DNA分子中各种碱基之间有哪些数量关系吗？,双链DNA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50%,且不互补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,规律总结：,A=T，C=G,A+G=T+C=A+C=T+G=50%,例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？,因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，,A=50%23%=27%,因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，,.,四、碱基互补配对原则应用,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：A1=T2，A2=T1，G1=C2，G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C,可引申为：,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G%,例题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%,=n,=n,双链DNA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50%,且不互补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DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,规律总结：,A=T，C=G,A+G=T+C=A+C=T+G=50%,=n,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C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比值的倒数。,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。,m%,m%,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C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比值的倒数。,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。,m%,m%,.,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。,=,例题2、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。,AT=54%G+C=46%,.,双链DNA分子中，互补的两条链中非互补碱基和之比互为倒数。DNA分子中A+G/T+C之比相等。,例题3、在DNA的一个单链,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？,2.51;,DNA双链,规律：非互补碱基和之互为倒数,.,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,规律：互补碱基和之比相等,例：某DNA分子中，当A+T/G+C在一单链中为0.4时，在其互补链中这个比例是：,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+C1=G2+C2=23,所以,C2=G1=11,则:G2=2311=12,解析二:,因为G2=C1,24%,=n,双链DNA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50%,且不互补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DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,规律总结：,A=T，C=G,A+G=T+C=A+C=T+G=50%,=n,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C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比值的倒数。,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。,m%,m%,有关DNA中的碱基计算,1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？,因为DNA分子中，A+G=T+C=50%。,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+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？,2.51,0.40.4,3、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+C1=G2+C2=23,所以,C2=G1=11,则:G2=2311=12,解析二:,因为G2=C1,24%,1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_,2、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_,3、DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G=_,20%,60个,29%,4、由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达（）A、4120B、1204C、460D、604,C,练习：,5.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)=m时,求:(1)在另一互补链中这一比例是多少?,1/m,(2)这个比例关系在整个分子中又是多少?,1,(3)在另一互补链中这一比例是多少?,n,(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?,n,6.从某生物组织中提取DNA进行分析,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46%,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()、26%、24%、14%、11%,A,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n时,求:,7已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA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A1800个和800个B1800个和l800个C3600个和800个D3600个和3600个,C,.,中关村DNA标志,雅典奥运会开幕式经典场景,第2节DNA分子的结构,.,DNA的化学组成,脱氧核糖核酸,CHONP,脱氧核苷酸,复习提问,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,.,碱基,A,G,C,T,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基种类：,A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶,脱氧核苷酸的结构简式,.,4种脱氧核苷酸：,腺膘呤脱氧核苷酸,A,胞嘧啶脱氧核苷酸,C,鸟瞟呤脱氧核苷酸,G,T,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,.,【模型建构1】:脱氧核苷酸,碱基,磷酸,脱氧核糖,.,脱氧核苷酸如何形成DNA分子？,.,【模型建构2】一条脱氧核苷酸链,.,资料：奥地利著名生物化学家查哥夫研究,得出：（1）腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。,.,【模型建构3】脱氧核苷酸双链,.,DNA分子的双螺旋结构模型,【模型建构4】DNA分子双螺旋结构，,.,年美国科学家沃森（atson)和英国科学家克里克（rick)提出分子的双螺旋结构模型。被誉为20世纪最伟大的发现。,.,从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构,2、DNA分子双螺旋结构的主要特点,.,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。,（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。,DNA分子的结构特点,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。,.,碱基对,另一碱基对,嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。,A,T,G,C,氢键,.,1)稳定性：外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定的空间结构