DNA分子的结构 讲课稿

1、沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺沃森、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旋而荣获19621962年诺贝尔医学生理学奖。年诺贝尔医学生理学奖。左一：左一： 威尔金斯威尔金斯左三：左三： 克里克克里克左五：左五： 沃森沃森 学习目标学习目标一、理解一、理解DNADNA分子结构的特点分子结构的特点二、说出二、说出DNADNA分子的特性分子的特性三、能够运用碱基互补配对原则进行解题三、能够运用碱基互补配对原则进行解题脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸AGC T腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶2. 脱氧核苷酸有几种？脱氧核苷酸有几种？4种种脱

2、氧核苷脱氧核苷脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：年代，科学家认识到：组成组成DNA分子的基本单位是分子的基本单位是脱氧核苷酸脱氧核苷酸。预习反馈预习反馈资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。而成的长链。磷酸二酯键磷酸二酯键资料资料3： 1951年，英国科学家威尔金斯和年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了富兰克林提供了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 。DNADNA分子呈双螺旋结构分子呈双螺旋结构. .资料资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出得出：(1)腺嘌呤腺嘌呤(A)的量总的量

3、总是等于胸腺嘧啶是等于胸腺嘧啶(T)的量的量(A=T)；鸟嘌呤；鸟嘌呤(G)的量的量总是等于胞嘧啶总是等于胞嘧啶(C)的量的量(G=C)。DNADNA分子呈双螺旋结构，分子呈双螺旋结构，A A与与T T、G G与与C C配对配对【模型建构模型建构】:DNA分子模型构建分子模型构建活动一：检查各组件的配置、数量（详见说明书）活动一：检查各组件的配置、数量（详见说明书）活动二：根据你对活动二：根据你对DNA分子结构的理解，构建出分子结构的理解，构建出DNA分子模型。分子模型。活动要求：以小组为单位进行。活动要求：以小组为单位进行。 1、组内所有同学先构建出、组内所有同学先构建出20个个“脱氧核苷酸

4、脱氧核苷酸”。 2、每、每10个核苷酸组成一条长链，共连接成个核苷酸组成一条长链，共连接成2条链，条链，并将并将2条链连接在一起。条链连接在一起。 3、两只手分别拿住模型的两头，尝试将组建好的、两只手分别拿住模型的两头，尝试将组建好的DNA模型拧成双螺旋结构。模型拧成双螺旋结构。一、一、DNADNA分子的结构特点分子的结构特点根据你组建的根据你组建的DNA分子模型，分子模型，思考以下问题：思考以下问题：1.DNA分子由几条链组成？分子由几条链组成？ 这两条链在空间上是什么关系？这两条链在空间上是什么关系？ 方向如何？方向如何？2.2.这个模型像什么？这个模型像什么？如果把如果把DNADNA比作

5、比作“螺旋楼梯螺旋楼梯”，则它的则它的“扶手扶手”和和“阶梯阶梯”分分别是什么？别是什么？3.3.两条链之间通过什么连接在一起两条链之间通过什么连接在一起? ?连接在一起的碱基对有对应关系吗？连接在一起的碱基对有对应关系吗？1 1、DNADNA分子是由两条链组成的，分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。双螺旋结构。2 2、DNADNA分子中的脱氧核糖和磷分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；基本骨架；碱基排列在内侧。碱基排列在内侧。3 3、两条链上的碱基通过氢键连接、两条链上的碱基通过氢键连接成

6、碱基对，碱基对之间具有成碱基对，碱基对之间具有A A与与T T、G G与与C C的一一对应关系，这种对应关的一一对应关系，这种对应关系叫做碱基互补配对。系叫做碱基互补配对。知识接龙：知识接龙：DNA结构和组成的结构和组成的“五四三二一五四三二一”五种元素：五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸，相应的有四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条长链： 两条反向平行的脱氧核苷酸链两条反向平行的脱氧核苷酸链一种螺旋：一种螺旋： 规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构二、二、DNADNA分子的特性分子的特

7、性根据以下材料，仔细分析总结根据以下材料，仔细分析总结DNADNA分子的特性分子的特性材料一：材料一：DNADNA分子的双螺旋结构还有以下内容：双螺旋的螺距分子的双螺旋结构还有以下内容：双螺旋的螺距为为3.4nm3.4nm，直径为，直径为2.0nm2.0nm，碱基对平面间的距离为，碱基对平面间的距离为0.34nm0.34nm，整个，整个结构非常规则。同时，结构非常规则。同时，DNADNA还有复杂的从染色质到染色体的四还有复杂的从染色质到染色体的四级结构，保证了遗传物质在亲代和子代之间的稳定传递。级结构，保证了遗传物质在亲代和子代之间的稳定传递。材料二：材料二： DNADNA分子碱基对的排列顺序

8、是千变万化的。分子碱基对的排列顺序是千变万化的。据研究：即便是一个最短的据研究：即便是一个最短的DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可能个碱基对，可能的排列方式就有的排列方式就有4 440004000种。种。材料三：特定的材料三：特定的DNADNA分子具有特定的碱基排列顺序。不同的生分子具有特定的碱基排列顺序。不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。 稳定性稳定性多样性多样性特异性特异性脱氧核苷酸的排列顺序为什么多种多样脱氧核苷酸的排列顺序为什么多种多样?cGATTA如果一个如果一个DNA分子由分子由n个

9、碱基对构成的，那个碱基对构成的，那么可能会组成多少种么可能会组成多少种DNA呢？呢？4n三、碱基互补配对的应用三、碱基互补配对的应用根据碱基互补配对原则，A1_T2A1_T2，T1_A2T1_A2C1_G2C1_G2，G1_C2G1_C2=A1+A2_T1+T2C1+C2_G1+G2= AT CG结论：在双链结论：在双链DNADNA分子中，分子中，A=T,C=GA=T,C=G。A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链根据上述结论，完成下列题目：根据上述结论，完成下列题目：要求：先自主思考，后小组探究，将计算过

10、程在黑板上展示。要求：先自主思考，后小组探究，将计算过程在黑板上展示。例例1 1：根据碱基互补配对原则，在：根据碱基互补配对原则，在AGAG的情况下，完成下列的情况下，完成下列问题：问题：A+G_C+T;A+C_T+GA+G_C+T;A+C_T+GA+GA+GT+CT+CA+CA+CT+GT+G= ?例例2 2：双链：双链DNADNA分子的一条链上分子的一条链上 =m=m，则另一条链中则另一条链中 = =？A1+G1T1+C1A2+G2T2+C2例例3 3：DNADNA分子的一条链中分子的一条链中 =n,=n,则另一条链中则另一条链中 = =？ 整个整个DNADNA分子中分子中 = =？A1+

11、T1G1+C1A2+T2G2+C2A+TC+G例例4：从某一生物的组织中提取：从某一生物的组织中提取DNA进行分析，其进行分析，其中中C+G=46%，又知该，又知该DNA分子的一条链中分子的一条链中A为为28%，问这条链中，问这条链中T占该链全部碱基的占该链全部碱基的_，占整个，占整个DNA分子的分子的_？三、碱基互补配对的应用规律总结三、碱基互补配对的应用规律总结规律规律1 1：双链中，两种不配对碱基之和与另两种不配：双链中，两种不配对碱基之和与另两种不配对碱基之和相等，且比值为对碱基之和相等，且比值为1.1.规律规律2 2：DNADNA的两条互补链中，两种不配对碱基之和的两条互补链中，两种不配对碱基之和与另两种不配对碱基之和的比值互为倒数与另两种不配对碱基之和的比值互为倒数规律规律4 4：配对的两种碱基之和在单、双链中所占比例：配