人教版高中生物必修2课件：3.2-DNA分子的结构(共28张PPT)

1、基本基本单位单位DNADNA结结构构碱基互补配对碱基互补配对原则原则构建构建过程过程1、19世纪世纪50年代科学界了解到了年代科学界了解到了DNA 的化学组的化学组成。成。一、一、DNADNA双螺旋结构的构建双螺旋结构的构建DNADNA的基本构成元素具体有哪的基本构成元素具体有哪些？些？C、 H、 O、 N、 PDNADNA的基本组成单位是什么？是由哪几种的基本组成单位是什么？是由哪几种物质组成的？物质组成的？脱氧核苷酸脱氧核苷酸 = = 含氮碱基含氮碱基 + + 脱氧核糖脱氧核糖 + + 磷酸磷酸含氮碱基：含氮碱基：A A、T T、G G、C C2、1951年威尔金斯展示了年威尔金斯展示了D

2、NA的的X射线的衍射线的衍射图谱，并且获得相关其数据射图谱，并且获得相关其数据3、沃森和克里克提出、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。双螺旋结构的初步构想。4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是的量总是等于胸腺嘧啶等于胸腺嘧啶(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、1953年沃森和年沃森和克里克发表论文克里克发表论文核酸的分子结核酸的分子结构模型脱氧核构模型脱氧核糖核酸的一个结糖核酸的一个结构模型构模型脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸A G C TDNA的基本单位腺嘌呤腺嘌

3、呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶1 1、DNADNA的化学组成的化学组成二、二、DNADNA分子的结构分子的结构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A腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸GCT组成组成 种碱基种碱基ATGC脱氧核苷酸的连接脱氧核苷酸的连接ATGCATGC脱水(水解)(彻底水解)一条脱氧核苷一条脱氧核苷酸链的片段酸链的片段磷酸二酯键磷酸二酯键AGCT氢键氢键ATGC DNA DNA分子分子是如何维系是如何维系它的结构稳它的结构稳定性？定性？ 碱基对之碱基对之间的氢键维间的氢键维系两条链的系两条链的偶联；偶联；

4、 碱基对碱基对之间的相互之间的相互作用力作用力3 3、DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构构构成成方方式式位置位置双螺旋外侧双螺旋外侧双螺旋内侧双螺旋内侧碱基对碱基对主链主链(骨架骨架)1 1）脱氧核糖与磷）脱氧核糖与磷酸交替排列；酸交替排列；2）两条主链呈）两条主链呈反向平行；反向平行；3）盘绕成规则）盘绕成规则的双螺旋。的双螺旋。1 1）主链上对应碱）主链上对应碱基以氢键连结成基以氢键连结成对；对；2 2）碱基互补配对）碱基互补配对（A A T T，G G C C）氢键的数目氢键的数目A=TC GA A与与T T配对配对C C与与G G配对配对靠氢键相连靠氢键相连碱基对形成规律碱基对形成规

5、律作用作用单链形成双链单链形成双链稳定稳定4 4、DNADNA多样性和特异性多样性和特异性1 1）多样性）多样性 同学们尝试两个符号牌的排列方式，这两个符号同学们尝试两个符号牌的排列方式，这两个符号牌可以写出相同符号牌可以写出相同符号A A或或B B，又可以写成，又可以写成A A和和B B，它们由，它们由左向右的书写类型有多少种？左向右的书写类型有多少种？四种：四种：AAAA、BBBB、ABAB、BABA 在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个个碱基对，碱基对有：碱基对，碱基对有：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。请

6、同。请同学们计算学们计算DNADNA分子有多少种？分子有多少种？多样性多样性： 4n (n碱基对数碱基对数)一对碱基：二对碱基：三对碱基：4种4种X4种4X4X4种A TC GT AG CA TT AC GG C碱基数量、排列顺序、碱基比都不同有意义链 4 种种 4n(n表示碱基对数表示碱基对数)40004 4、DNADNA多样性和特异性多样性和特异性1 1）多样性）多样性 碱基对排列顺序的千变万化，构成了碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNADNA分子分子的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。2 2）特异性）特异性 每个每个DNADNA分子中的碱基对

7、都有分子中的碱基对都有特定排列特定排列顺序顺序，又构成了每一个，又构成了每一个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。3) 3) 稳定性稳定性 DNADNA分子中的分子中的脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸基团磷酸基团交替连接交替连接的方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式的方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式不变。不变。氢键形成的碱基对氢键形成的碱基对 破坏因素破坏因素: 物理因素：物理因素：X射线、射线、射线、射线、紫外线、宇宙射线、激光等紫外线、宇宙射线、激光等 化学因素：化学因素： 酶等酶等DNADNA双螺旋结构的特点：双螺旋结构的特点：1.1.稳定性：双螺旋结构；氢键联结稳定性：双螺旋结构；

8、氢键联结2.2.方向性：极性反向平行；方向性：极性反向平行；3.3.专一性：碱基互补配对；专一性：碱基互补配对；4.4.多样性：碱基对排列序列无穷；多样性：碱基对排列序列无穷；5.5.特异性：特定特异性：特定DNADNA分子有特定的碱基对数目分子有特定的碱基对数目 和排列组合顺序和排列组合顺序5.碱基计算碱基计算A=TG=C,A%=T%G%=C%A+G=T+C=50% (嘌呤总数嘌呤总数=嘧啶总数嘧啶总数) A+C=T+G=50%(A+G)(T+C)=(A+C)(T+G)=1 A+TC+G的比值会因的比值会因DNA不同有所不同不同有所不同 (不配对的碱基和占一半不配对的碱基和占一半)与物种有关

9、与物种有关根据四种碱基比例关系根据四种碱基比例关系判断核酸的种类判断核酸的种类DNARNA单链单链双链双链化学组化学组成单位成单位双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类种类四种四种主要主要特点特点碱基互补配对碱基互补配对原则原则DNADNA分子的多分子的多样性、特异性样性、特异性和稳定性和稳定性由两条反向平行的脱氧核苷酸长链由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架成基本骨架 ，碱基排列在内侧。，碱基排列在内侧。DNADNA分子两条链上的碱基通过氢键分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。连接成

10、碱基对。碱基碱基4 4种、碱基对种、碱基对2 2种、排种、排列顺序不同列顺序不同A A A A C C C C G G GGA A T TT T T T G G G G C C C C T T A ADNADNA的的结结构构DNADNA双螺旋结构的构建双螺旋结构的构建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一条脱氧核苷酸链的片段片段1下面是下面是DNA的分子的结构模式图，说出图的分子的结构模式图

11、，说出图中中110的名称。的名称。 【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40004000个碱基对，其中个碱基对，其中胞嘧啶有胞嘧啶有22002200个，这个个，这个DNADNA分子中应含有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脱氧核苷酸的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C3. 3. 拓展题拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？你

12、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，从中概括出一些规推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。律。A=T G=CA=T G=C A+G=T+C A+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 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+GA+G( )=T+CT+C( )=50%A+GA+G T+C T+C =( ( ( )=( ( ） ( )=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+G )A+G恒等恒等一半一半1 1、某双链、某双链

13、DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤分子的碱基中，鸟嘌呤占占30%30%，则胸腺嘧啶为，则胸腺嘧啶为_2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分分子中，胞嘧啶应是子中，胞嘧啶应是_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= _ 20% 60个个29%5.5.已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m(A+G)/(T+C)= m 时时,

14、,求求: :(1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ? 1/m(2) (2) 这个比例关系在整个分子中又是这个比例关系在整个分子中又是多少多少? ?1(3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ?n(4)(4)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?n当在一单链中当在一单链中, ,如果如果(A+T)/(G+C)=n(A+T)/(G+C)=n 时时, ,求求: :6:6:从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析, ,其其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之四种碱基数的比例是鸟嘌呤与

15、胞嘧啶之和占全部碱基数的和占全部碱基数的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一条的一条链链(H(H链链) )所含的碱基中所含的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,问问与与H H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的链全部碱基数的 ( )( )、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%A=50%23%=27%23%=27%2 2、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碱基碱基总数的总数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上