高中生物必修二DNA分子的结构人教

1、第二节第二节 DNA分子的结构分子的结构1、组成小麦核酸的基本单位有、组成小麦核酸的基本单位有_种，种， 碱基碱基_种。种。2、核酸的基本单位是、核酸的基本单位是_脱氧核糖核酸的基本单位是脱氧核糖核酸的基本单位是_核糖核酸的基本单位是核糖核酸的基本单位是_蛋白质的基本单位是蛋白质的基本单位是_85核苷酸核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸思考?资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸1分子磷酸分子磷酸1分子脱氧核糖分子脱氧核糖1分子含氮碱基分子含氮碱基一、一、DNADNA模型

2、建构模型建构1分子脱氧核苷酸分子脱氧核苷酸 = + + 代表磷酸代表磷酸 S代表脱氧核糖代表脱氧核糖 （含（含S的一面向上）的一面向上） 代表代表4种碱基种碱基 代表连接各组分的化学键代表连接各组分的化学键 【模型建构模型建构1】: 脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱碱 基基A G C T磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖一、一、DNADNA模型建构模型建构当时科学家对当时科学家对DNA的认识：的认识： 构成构成DNA的化学元素是：的化学元素是：CHONP构成构成DNA的基本组成单位是：脱氧核苷酸，它是的基本组成单位是：脱氧核苷酸，它是由一分子、一分子、一分子磷酸、含氮的碱基、脱由一分子、一分子、一分子磷酸、含氮的

3、碱基、脱氧核糖构成的氧核糖构成的构成脱氧核苷酸的碱基有：构成脱氧核苷酸的碱基有：A、T、C、G四种，四种，因此构成因此构成DNA的脱氧核苷酸有的脱氧核苷酸有4种种ACT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胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类在生命的旋梯上在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷

4、酸连接而成的长链。【模型建构【模型建构2】一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链一、一、DNADNA模型建构模型建构资料资料3： 1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 。资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。一、一、DNADNA模型建构模型建构富兰克林富兰克林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

5、，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资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。一、一、DNADNA模型建构模型建构DNA结构模型的构建过程中被否定的模型结构模型的构建过程中被否定的模型：被否定的模型之一：主要是碱基

6、位于螺旋的被否定的模型之一：主要是碱基位于螺旋的外部外部的模型。的模型。被否定的模型之二：碱基虽然安排在螺旋内部，被否定的模型之二：碱基虽然安排在螺旋内部，但碱基是但碱基是A与与A、T与与T配对配对的模型。的模型。资料资料3： 1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 。资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。一、一、DNADNA

7、模型建构模型建构资料资料3： 1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 。资料资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：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（A=T），鸟嘌，鸟嘌呤（呤（G）的量总是等于胞嘧啶（）的量总是等于胞嘧啶（C）的量）的量（G=C）。 【模型建构【模型建构4】DNA双螺旋双螺旋DNA结构模型的构建过程中成结构模型的构建过程中成功并获诺贝尔奖的模型功并获诺贝尔奖的模型DNA分子的双螺旋结构模型：分子的双螺旋结构模型

8、： 1953年，年，美国科学家沃美国科学家沃森（森（JDWatson，1928）和英国科学家克里克和英国科学家克里克（FCrick，19162004），），共同提出了共同提出了DNA分子的双螺分子的双螺旋结构模型。旋结构模型。一、一、DNADNA模型建构模型建构二、二、DNADNA模型分析模型分析 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？ 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？ 构成构成DNA的两条链有怎样的关系？的两条链有怎样的关系？【思考【思考】1、DNA分子结构主要特点分子结构主要特点DNA分子是有分子是有 条链组

9、成，条链组成， 盘旋盘旋成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则。原则。反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2一、一、DNADNA模型建构模型建构二、二、DNADNA模型分析模型分析2、DNA的多样性的多样性2、DNA分子结构特点：分子结构特点：（1）DNA分子由两条反向平行方式盘旋成双螺旋结分子由两条反向平行方式盘旋成双螺旋结构构（2）DNA分子的基本骨架是：排列在外侧的由脱氧分子的基本骨

10、架是：排列在外侧的由脱氧核糖和磷酸交替连接的长链核糖和磷酸交替连接的长链（3）DNA分子的碱基排列在内侧，两链上的碱基通分子的碱基排列在内侧，两链上的碱基通过氢键连接成碱基对，（过氢键连接成碱基对，（4）DNA分子碱基的配对原分子碱基的配对原则是碱基互补配对原则，即腺嘌呤（则是碱基互补配对原则，即腺嘌呤（ A ）与胸腺嘧啶）与胸腺嘧啶（T）配对；鸟嘌呤（）配对；鸟嘌呤（ G ）与胞嘧啶（）与胞嘧啶（C）配对）配对碱基互补配对原则碱基互补配对原则 A与与T配对；配对； G与与C配对配对AACCGGATTTGG CCTAAT之间形成之间形成2个氢键个氢键CG之间形成之间形成3个氢键个氢键DNA碱碱

11、基基互互补补配配对对情情况况图图解解在双链在双链DNA分子中，各种碱基数目之间的关系分子中，各种碱基数目之间的关系有：有：1、一条链中碱基、一条链中碱基A的数量等于另一条链中碱基的数量等于另一条链中碱基T的数量（的数量（A=T）；）；同理同理,一条链中碱基一条链中碱基G的数的数量等于另一条链中碱基量等于另一条链中碱基C的数量（的数量（G=C）（）（注注意：在单链意：在单链DNA中，中，A不一定等于不一定等于T；G也不一也不一定等于定等于C）在双链在双链DNA分子中，各种碱基数目之间的关系分子中，各种碱基数目之间的关系有：有：2、双链、双链DNA分子中，分子中， A=T，G=C；即；即A+G=T

12、+C或或 A+C=T+G；也即是：（；也即是：（A+G）/（T+C） =1，所以：所以： （A+G）占整条）占整条DNA链链碱基总数的碱基总数的50%，同理同理:（T+C）也占整条）也占整条DNA链碱基总数的链碱基总数的50%3、双链、双链DNA分子中，分子中，一条链中的一条链中的A+T=T+A（另一条链）；同理：一条链中的（另一条链）；同理：一条链中的G+C=C+G（另一条链）（另一条链）在双链在双链DNA分子中，各种碱基数目之间的关系分子中，各种碱基数目之间的关系有：有：4、双链、双链DNA分子中：分子中：如果一条链中的（如果一条链中的（A1+T1）/（G1+C1）= a，则则另一条链中（

13、另一条链中（A2+T2）/（G2+C2）也等于）也等于 a而整条双链的而整条双链的A+T/G+C= a5、 双链双链DNA分子中：分子中：若一条链中的（若一条链中的（A1+G1）/（T1+C1）= b ，则另一条链中的（则另一条链中的（A2+G2）/（T2+C2）= 1/b而整条双链的而整条双链的A+G/T+C=1 比较不同组的比较不同组的DNA模型有什么不同模型有什么不同？ 比较各组的第一个碱基对，试分析第一个碱基对比较各组的第一个碱基对，试分析第一个碱基对的可能情况。的可能情况。 从而探究碱基对数量（从而探究碱基对数量（n）和碱基对排列方式的）和碱基对排列方式的关系，建立关系，建立数学模型

14、数学模型。 DNA中的遗传信息蕴藏在哪儿中的遗传信息蕴藏在哪儿?碱基对的排列顺序不同碱基对的排列顺序不同4n （n代表碱基对数）代表碱基对数） 碱基对的排列顺序中碱基对的排列顺序中【思考【思考】【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。 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一条脱氧核苷酸链的片段段【课堂反馈课堂反馈】2

15、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 拓展题拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝

16、试进一步总结这些公式，从公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。中概括出一些规律。A=T G=CA=T G=C A+G=T+CA+G=T+C 也可以写成以下形式：也可以写成以下形式： 规律概括：在规律概括：在DNADNA双链中，任意两个不互补碱基之双链中，任意两个不互补碱基之和和 ，并为碱基总数，并为碱基总数 。A+GA+G（ ）=T+GT+G（ ）=50%A+GA+G T+C T+C =（ ）（ ）=（ ）（ ）=1A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等相等一半一半练习练习1、DNA的一条链中的一条链中A+G/T+C=2，另一条链中，另一条链中相应的比是

17、相应的比是_，整个整个DNA分子中相应的比分子中相应的比是是_。2、DNA的一条链中的一条链中A+T/C+G=2，另一条链中，另一条链中相应的比是相应的比是 ，整个整个DNA分子中相应的比分子中相应的比是是。 051223、某、某DNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A占占20，T占占30，则该，则该DNA分子中的分子中的C占全部碱基的占全部碱基的_。25%4、双链、双链DNA分子中，分子中，G占碱基总数的占碱基总数的38，其中一条链中的其中一条链中的T占碱基总数的占碱基总数的5，那么，那么另一条链中的另一条链中的T占碱基总数的占碱基总数的_。7%5某某DNA分子碱基中，鸟嘌呤分子数占分子

18、碱基中，鸟嘌呤分子数占22%，那么，那么胸腺嘧啶分子数占（胸腺嘧啶分子数占（ ）A11% B22%C28% D44%6双链双链DNA分子的碱基组成中，在分子的碱基组成中，在AC的情况下，的情况下，下列哪组分式会随生物的种类不同而不同？（下列哪组分式会随生物的种类不同而不同？（ ） AC/G B（A+T）/（C+G） C（A+C）/（G+T） D（A+G）/（T+C）CB3一个一个DNA分子中有腺嘌呤分子中有腺嘌呤1500个个, 腺嘌呤与鸟嘌呤腺嘌呤与鸟嘌呤之比是之比是3: 1,则这个则这个DNA分子中含有脱氧核糖的数目为分子中含有脱氧核糖的数目为（ ） A2000个个 B3000个个 C400

19、0个个 D8000个个4DNA分子中的某一区段上有分子中的某一区段上有300个脱氧核糖和个脱氧核糖和60 个个胞嘧啶胞嘧啶，那么该区段胸腺嘧啶的数量是那么该区段胸腺嘧啶的数量是（ ） A90 B120 C180 D240 CA4已知某已知某DNA分子中腺嘌呤分子中腺嘌呤a个，占全部碱个，占全部碱基的比率为基的比率为b，则胞嘧啶数为（，则胞嘧啶数为（ ）5某某DNA中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的基含量的46%，已知其中一条链的碱基中，已知其中一条链的碱基中28%是腺嘌呤，是腺嘌呤，22%是胞嘧啶，求：与已知是胞嘧啶，求：与已知链相对应的链中腺嘌呤占该链全部碱基的

20、（链相对应的链中腺嘌呤占该链全部碱基的（ ）。）。 a/2b-aa/2b-a26%26%1、DNA由由a、b两条长链组成，已知两条长链组成，已知a链中链中T/A=3，G/C=2，（A+G）/（T+C）=3/4，（，（A+T）/（G+C）=4 问：在问：在b链中上述比例分别是多少？链中上述比例分别是多少？ 在整个在整个DNA分子中上述比例分别是多少？分子中上述比例分别是多少？2、某、某DNA中中G+C占全部占全部碱基总量的碱基总量的46%，已知一条链中已知一条链中A是是28%,C是是22%，则：全部则：全部碱基中碱基中A占占 ，另一条互补链中另一条互补链中A占占该链该链全部全部碱基的碱基的 。

21、T/A=1/3T/A=1/3，G/C=1/2G/C=1/2，（，（A+GA+G）/ /（T+CT+C）=4/3 =4/3 （A+TA+T）/ /（G+CG+C）=4=4 T/A=1T/A=1，G/C=1G/C=1，（，（A+GA+G）/ /（T+CT+C）=1=1，（，（A+TA+T）/ /（G+CG+C）=4=4 27%26%课后作业课后作业1在建立在建立 DNA 双螺旋结构模型的过程中，沃森和克里克吸双螺旋结构模型的过程中，沃森和克里克吸取了许多科学家当时最新的科研成果。他们分析取了许多科学家当时最新的科研成果。他们分析 DNA 衍射图衍射图谱后得到的结论是（谱后得到的结论是（ A）。）。

22、 ADNA 分子呈螺旋结构分子呈螺旋结构 B DNA 分子是双链的分子是双链的 C DNA 分子碱基配对方式是：分子碱基配对方式是： A 与与 T 配对，配对， G 与与 C 配对配对 D 组成组成 DNA 分子的脱氧核苷酸含有分子的脱氧核苷酸含有 A 、 T 、 C 、 G 四种四种碱基碱基2某某 DNA 分子中，鸟嘌呤占碱基总数的分子中，鸟嘌呤占碱基总数的15%，那么，胸腺，那么，胸腺嘧啶应占碱基总数的（嘧啶应占碱基总数的（ B ）。）。A 15 % B 35% C 85 D 30 % 3、根据碱基互补配对原则，在双链、根据碱基互补配对原则，在双链DNA中，下列四个式子中中，下列四个式子中正确的是（在正确的是（在AC情况下）（情况下）（ B ）A、（、（A+T）/（C+G）=1 B、（、（A+C）/（G+T）=1C、（、（A+G）/（T+C）1 D、（、（G+C）/（A+T）=14、DNA分子的一条链中（分子的一条链中（C+T）/（