DNA分子的结构教学

1、 含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖问题：问题：DNA中含氮的碱基中含氮的碱基有几种？有几种？答：四种答：四种（1 1）腺嘌呤（腺嘌呤（A A）（2 2）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）（3 3）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）（4 4）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T） DNADNA的组成元素的组成元素： C、H、O、N、P DNADNA的的基本单位基本单位： 脱氧（核糖）核苷酸脱氧（核糖）核苷酸、DNADNA的化学组的化学组成成AGCT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脱氧核苷酸的种类模型建构模型建构制作制

2、作DNA双螺旋双螺旋结构模型结构模型DNA双螺旋结构的发现是双螺旋结构的发现是20世纪世纪生物学的最伟大发现。生物学的最伟大发现。遗传学的发展史遗传学的发展史 DNA双螺旋结构的发现双螺旋结构的发现DNA双螺旋结构模型的构建资料资料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分分子的基本单位是子的基本单位是 。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模型建构模型建构1分子脱氧核苷酸分子脱氧核苷酸 = + + .【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

3、核糖核糖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是由是由许多个许多个脱氧核苷酸连接而成的脱氧核苷酸连接而成的长链长链。【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分分子的基本单位是

4、子的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由是由许多个许多个脱氧核苷酸连接而成的脱氧核苷酸连接而成的长链长链。资料资料3：1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了供了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱,推算出推算出DNA呈呈螺旋结构螺旋结构。一、一、DNADNA模型建构模型建构资料资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（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)，鸟嘌呤（鸟嘌呤（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)。

5、 Company L 英国物理化学家富兰克林和英国物理化学家富兰克林和同事生物物理学家威尔金斯在同事生物物理学家威尔金斯在1951年率先采用年率先采用X射线衍射技术拍射线衍射技术拍摄到摄到D晶体照片晶体照片（英，（英，R.E.Franklin, 19201958）Company LDNA分子呈分子呈螺旋结构螺旋结构沃森沃森 Watson, James Dewey (1928-?) 美国生物学家美国生物学家克里克克里克 Crick, Francis Harry Compton (1916-2004),英英国生物物理学家国生物物理学家DNA分子呈分子呈双双螺旋结构螺旋结构沃森、克里沃森、克里克和英

6、国物克和英国物理学家威尔理学家威尔金斯因发现金斯因发现生命的双螺生命的双螺旋而荣获旋而荣获19621962年诺贝年诺贝尔医学生理尔医学生理学奖。学奖。相关链接相关链接左一：威尔金斯左一：威尔金斯 左三：克里克左三：克里克 左五：沃森左五：沃森Company L答：答：DNA通过通过碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序 （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？DNADNA分子的结构分子

7、的结构小结小结化学组成：化学组成：基本组成单位：四种脱氧核苷酸基本组成单位：四种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条脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则分子结构的多样性和特异性分子结构的多样性和特异性Company L规律一：在规律一：在DNADNA双链中双链中 A = T A = T ， G = C G = C A+G+T+C=1( A+G+T+C=1(总数）总数）DNA单单链中，链中，互补互补碱基的数量碱基的数量不一定相等不一定相等（A T、

8、C G） A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链三、碱基互补配对原则的应用三、碱基互补配对原则的应用规律二:DNA分子的两条单链中, A1=T2 , T1=A2 , C1=G2 , G1=C2Company Lv例：某DNA分子，共有碱基2000个，其中A有400个，则T有（ ）个，C和G各有（ ）个 400600 延伸：延伸：AG=TC = AC=TG不互补的碱基之和为总数的不互补的碱基之和为总数的50%50%规律三规律三. DNA分子一条链中的不互分子一条链中的不互补碱基对的碱基之和的比值是另补碱基对的

9、碱基之和的比值是另一条互补链中该比值的倒数。一条互补链中该比值的倒数。 若（若（A1+ C1）/（G1+ T1） =a则则（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/a规律四：规律四：双双链链DNADNA分子分子不互补不互补碱基对的碱基对的碱基之碱基之和和的的比值比值为为1 1，即嘌呤碱基总数，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。等于嘧啶碱基总数。 （A+CA+C）/ /（T+GT+G）=1 =1 即即 A+C = T+G A+C = T+G （A+GA+G）/ /（T+CT+C）=1 =1 即即 A+G = T+C A+G = T+CA A 1 1T T 2 2C C1 1GG2 2GG 1 1

10、C C 2 2T T 1 1A A2 2DNADNA双链双链规律五：规律五： DNA DNA分子其中分子其中一条一条链中的链中的互补互补碱基对的碱基之碱基对的碱基之和和的的比值比值与与另一条另一条互补互补链中以及链中以及双链双链DNADNA中该比值中该比值相等相等。 若（若（A A1 1+ T+ T1 1）/ /（G G1 1+ C+ C1 1）= a= a 则（则（A A2 2+ T+ T2 2）/ /（G G2 2 + C + C2 2）= a= a （A+ TA+ T）/ /（G + CG + C）= a= a A A 1 1T T 2 2T T1 1A A2 2GG 1 1C C 2

11、2C C 1 1GG2 2DNADNA双链双链讨论：讨论：作为遗传物质，应该储存大量的遗传信息。作为遗传物质，应该储存大量的遗传信息。DNA只有只有4种脱氧核苷酸，它如何能够储存种脱氧核苷酸，它如何能够储存足够量的遗传信息？足够量的遗传信息？碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序千变万化千变万化碱基对排列方式和碱基对数量（碱基对排列方式和碱基对数量（n）的关系：）的关系：碱基对排列方式碱基对排列方式 = 4n (n代表碱基对数代表碱基对数) 1 . 1 . 在一标准的双链在一标准的双链DNADNA分子中，分子中，含含35%35%的腺嘌呤，则它所含有的胞嘧的腺嘌呤，则它所含有的胞嘧啶应是多少？啶应是多

12、少？答：答：15%练习练习2：下列不是：下列不是DNA结构特征的是（结构特征的是（ ）A、DNA双链极性反向平行双链极性反向平行B、碱基按嘌呤与嘧啶，嘧啶与嘌呤互补配对、碱基按嘌呤与嘧啶，嘧啶与嘌呤互补配对C、DNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸排列千变万化排列千变万化D、DNA螺旋沿中心轴旋移螺旋沿中心轴旋移3.DNA3.DNA的一条单链中的一条单链中A AT/GT/GC C0.40.4，上述比例，上述比例在其互补单链和整个在其互补单链和整个DNADNA分子分子中分别是（中分别是（） A A、0.40.4和和0.60.6 B B、2.52.5和和

13、1 1 C C、0.40.4和和0.40.4D D、0.60.6和和1 1C4.DNA4.DNA的一条单链中的一条单链中A AC/GC/GT T0.40.4，上述比例，上述比例在其补单链和整个在其补单链和整个DNADNA分子分子中分别是（中分别是（） A A、0.40.4和和0.60.6 B B、2.52.5和和1 1 C C、0.40.4和和0.40.4D D、0.60.6和和1 1B5 5：构成：构成DNADNA的碱基有四种，下列哪种的碱基有四种，下列哪种比例因生物的种类不同而不同比例因生物的种类不同而不同 A A、（、（A+GA+G）/ /（T+CT+C） B B、（、（A+CA+C）/

14、 /（T+GT+G） C C、（、（A+TA+T）/ /（G+CG+C） D D 、 A/T A/T A/TA/T 【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段一条脱氧核苷酸链的片段2 2已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有40004000个碱基对，其中

15、胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有22002200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 A40004000个和个和900900个个 B B40004000个和个和l800l800个个C C80008000个和个和18001800个个D D80008000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