DNA双螺旋结构发现的历史与结构内容.课件

1、2022/7/2312022/7/232DNA是遗传物质的发现史DNA双螺旋结构发现旅程DNA双螺旋结构的发现对生物学发展的重要影响？几点启示2022/7/233自从孟德尔的遗传定律被重新发现以后，人们又提出了一个问题：遗传因子是不是一种物质实体？是的话，又是哪一种物质呢？为了解决基因是什么的问题，人们开始了对核酸和蛋白质，以及其他大分子的研究。DNA是遗传物质的发现史2022/7/234DNA是遗传物质的发现史分离篇1869年：米歇尔（Johann Friedrich Miescher，18441895）瑞士的化学家）首次分离出DNA米歇尔年轻时，细胞核还仅仅是被作为细胞中央很少见到的斑点而

2、加以描述。米舍尔很想揭示细胞核的化学组成。他选取浸泡在脓液中的绷带作为研究的材料，因为脓液能提供非常好的白细胞资源。在研究来自外科绷带中的脓液的细胞核时，他发现一个含有大量磷的新复合物，因为他发现该物质位于细胞核中，他称其为“核素”。2022/7/235这是一个在当时显得很不寻常的发现。活细胞中央竟会存在磷？这似乎令人难以置信。在对此物质的基本化学成分进一步的研究中，发现它实际上是酸，所以它被重新命名为核酸。后来的人们又发现核酸有两种。一种是脱氧核糖核酸DNA，另一种是核糖核酸RNA。核酸十分不稳定，提取时必须非常小心，速度要快，还得保持很低的温度。为了制备核酸，米歇尔从清晨5时开始，就在一个

3、低温的房间内迅速地工作。最后的制备物可以保存在纯酒精中。然而他的辛苦劳动未能赢得同代人的赞扬，相反对他工作的批评意见却蜂拥而至。 2022/7/236DNA是遗传物质的发现史混乱篇1869年发现核素后的最初一段时间里，人们对它的了解是混乱的。如有化学家宣称，核素“无非是一种不纯净的蛋白质物质”。阐明核酸化学基本原理的是俄裔美国科学家列文（Phoebus Avaron Lvevene，1691940）。他在1900年开始研究核酸化学，到1905年已经成为国际知名的核酸研究权威。 2022/7/237DNA是遗传物质的发现史混乱篇列文把核酸同蛋白质区别开来。他阐明了组成两种核酸的糖类的结构，他的工

4、作使人们认识到核酸因其所含的糖类不同可以分成两类。他搞清了核苷、核苷酸的结构，提出核酸是由大量核苷酸通过酯键连接成的高分子化合物。他的工作使人们形成了一个关于核酸的比较清晰的图画，使人类对核酸的认识有了很大进步。2022/7/238DNA是遗传物质的发现史混乱篇列文还发现核酸中的四种碱基克分子数相等（实际上这些数据是不精确测量的结果）。列文在这证据下于1908年提出了“四核苷酸假说”。这一假说是说：四种碱基是等量的。在更精细一些组织的水平上，它意味着多核苷酸是由某种确定的、排列顺序不变的单位所组成，而这些单位本身又是由四种核苷酸组成的结合体。2022/7/239DNA是遗传物质的发现史混乱篇最

5、后对这些数据的解释意味着，DNA是一种同糖原相类似的重复的多聚体。这一假说由于列文的权威地位被学术界广泛接受，但这种假说将核酸原本的复杂结构过于简单化了，特别是不能解释核酸中丰富的信息含量，因而是错的，正是他的这一假说阻碍了人们对核酸功能的研究。2022/7/2310DNA是遗传物质的发现史混乱篇这样列文的工作是把核酸作为遗传物质的可能性给取消了。如果接受他提出的四核苷酸假说，那么就意味着核酸大分子是由四种核苷酸按照相同的分子比例连接成的四聚体反复重复形成的。如AGTC AGTC AGTC AGTC。一串如此单调的分子是不可能产生对遗传物质来说必不可少的多样性。事实上，在列文的四核苷酸假说下，

6、DNA的结构太简单了，它所扮演的“单纯的分子”角色不可能在机体中起到主要的作用。2022/7/2311DNA是遗传物质的发现史混乱篇米歇尔曾私下推究在可遗传性状的传递中核素的可能作用。他认为，核素的原子可能形成“异构体”或“几种不同的空间排列”，由此而导致变异。 1885年，德国解剖学家赫特维希（Oscar Hertwig，1849-1922）提出，核素可能负责受精和传递遗传性状。1895年，英国细胞学家威尔逊(Edmund B.Wilson,18561939)认为：由双亲所提供的两个染色体组是严格相等的，双亲在子代遗传上的贡献是均等的,并指出这是一条普遍的规律,适用于一切动植物。这种遗传物质

7、就是染色质，染色质很可能就是米歇尔所指的核素。 但早期的这类推测并未引起当时学术界的注意与重视。2022/7/2312DNA是遗传物质的发现史混乱篇在1910年1930年间，染色质被认真作为遗传物质的声誉似乎失去了。当时，关于染色质化学的大多数论文，完全不讨论染色质可能具有的生物学作用。生物学家对染色质的期望也变成了泡影。具有讽刺性的是，这却是改进了核酸化学分析方法所造成的。人们发现染色质在细胞周期中的行为似乎十分特别，在某一段时期，染色质仿佛消失了（实际上是显微镜观察不到），这一现象不太符合作为遗传物质的标准，因为遗传物质应该是一代一代稳定遗传，不会消失的。2022/7/2313DNA是遗传

8、物质的发现史革命篇与蛋白质的竞争： 作为遗传物质有利争夺者的是被视为生命中心分子的蛋白质。蛋白质一方面于生命是极其重要的，另一方面人们很早就认识到蛋白质不仅有二十多个基本构成，并且大小和形状多样。简单说，蛋白质是复杂的。这正是作为遗传物质的必要条件。在蛋白质是生命的中心分子这一观念的影响和束缚下，DNA被忽视了。2022/7/2314DNA是遗传物质的发现史革命篇脱颖而出、捍卫地位：（证实DNA重要性的几个经典实验 ）1、1928年细胞学家格里菲思的肺炎双球菌转化实验 2、1944年艾弗里的转化因子实验DNA是转化因子，是它在执行传递任务。DNA是值得进一步研究的物质发现转化现象3、噬菌体小组

9、的故事 4、1952年赫尔希蔡斯混合实验 证明进入细菌细胞的是噬菌体的DNA，而不是蛋白质。也就是说DNA带有遗传信息。噬菌体是由两大类分子构成的：蛋白质和DNA。2022/7/23152022/7/23162022/7/23172022/7/23185、查伽夫（奥地利生化学家Erwin Chargaff,1905-?)的工作 DNA是遗传物质的发现史革命篇他的研究使当时对于DNA的看法起了革命性的变化。发现了查伽夫规则：腺嘌呤A与胸腺嘧啶T数量相等，鸟嘌呤G与胞嘧啶C数量相等。2022/7/23191953年2月28日， DNA突然绽放出了它的异彩。 在英国剑桥的伊尔(Eagle)酒馆，37

10、岁的英国科学家克里克向在场吃午饭的人(主要是一些科学家)宣布，他和25岁的美国同事沃森已经完成了一项伟大的科学发现建立了DNA双螺旋结构分子模型，从而揭示了生命的奥秘。消息传出，满座皆惊。不久，他们的论文核酸的分子结构 脱氧核糖核酸的结构和脱氧核糖核酸结构的遗传学意义两篇文章相继于4月25日和5月3o日在英国权威科学杂志自然上刊出。从此，生物科学史上一个崭新的时代 分子生物学和分子遗传学的时代开始了!分子生物学时代的到来DNA绽放篇2022/7/2320让我们进入这条发现之路吧！2022/7/23211951年5月1沃森出席了在意大利那不勒斯召开的一次会议，听到了伦敦国王大学莫里斯威尔金斯教授

11、所做的一篇有关DNA X射线结晶学的报告。2鲍林破译了角蛋白的分子结构。1951年4月3沃森来到剑桥大学的卡文迪什实验室从事研究工作，在那里他遇到了克里克。1951年10月DNA双螺旋结构发现旅程2022/7/23221951年11月4沃森和威尔金斯参加了富兰克林主持召开的研讨会，遗憾的是沃森记不得富兰克林测量的DNA样品中水的精确含量。5沃森和克里克制作了一个具有三条螺旋链的DNA模型，而富兰克林看后立刻指出他们的重大错误，因为DNA分子中水的含量几乎是她假定的十倍。1951年11月6由于沃森和克里克的失误，他们被迫停止了DNA项目的研究，并把DNA模型的装配架送给了在伦敦工作的威尔金斯和富

12、兰克林。1951年12月DNA双螺旋结构发现之路2022/7/23231952年5月7富兰克林得到了最为重要的DNA X射线图像，并将其命名为B型DNA；富兰克林和威尔金斯正式分道扬镳。卡文迪什实验室主任指派威尔金斯负责研究B型DNA，而富兰克林则负责从事A型DNA的研究。8沃森和克里克得知，鲍林提出的DNA模型是一个以糖和磷酸骨架为中心的三条链的螺旋结构。1953年1月28日DNA双螺旋结构发现之路2022/7/23249沃森意识到鲍林提出的DNA模型的不合理之处，并亲自赶往伦敦将真实情况告诉威尔金斯和富兰克林。随后，威尔金斯向沃森展示了富兰克林得到的一幅清晰的B型DNA照片副本，沃森看后更

13、加强了他对DNA双螺旋结构模型正确性的理解。1953年1月30日10英国的自然杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果：DNA双螺旋结构的分子模型。1953年4月25日DNA双螺旋结构发现之路2022/7/23251962年，沃森、克里克和威尔金斯三人共获诺贝尔奖。2022/7/2326沃森、克里克成功原因之一完美互补 噬菌体侵染细菌的实验小组成员沃森在得到DNA是遗传物质的充分证据后，由于当时DNA是遗传物质的机理并不清楚，刺激了他研究DNA结构的想法，导致了他与克里完美的互补合作，因为克里克有句名言：“如果不能研究功能，就去研究结构。”2022/7/2327性格互补：

14、 沃 森孤僻、安静、性格内向 克里克嗓门很高、比较外向沃森、克里克成功原因之一完美互补专业互补： 沃森熟悉噬菌体方面的实验，而克里克则精通数学、物理学这些被沃森视之为有点难度的学科，他俩的合作是生物学与物理学互补的最佳典范；无私地互相补充、互相取长补短、互相坦诚地批评和互相鼓励。人人不应成为孤岛2022/7/2328认准DNA必定会是一个业绩骄人的绩优股大胆假设、细心求证、百折不挠、虚心求教、不断汲取新知。借鉴诺贝尔奖获得者鲍林成功地用模型方法提出蛋白质的螺旋理论良好心态目标一致借鉴他人沃森、克里克成功其他原因：2022/7/2329沃森、克里克成功其他原因：高超的想象力和敏感的直觉: 关于D

15、NA的x射线衍射图片只能提供一半的信息，另一半则来自于研究者的想象。沃森和克里克的成功凭借的是一种稀缺的想像力，而不是艰苦的实验数据收集，这决不是投机取巧。所谓物以稀为贵。对此别人只能望尘莫及。 沃森凭着生物学家的直觉，坚信生物体偏爱螺旋形。克里克则从物理学角度出发认为，规则的螺旋会大大减少自由变量的数目，这将使结构变得易解。此外，就是对双链的设定。因为图片信息无法提供链条的数目，鲍林和威尔金斯（包括沃森和克里克）最初都在三链模型上栽过跟头，是沃森的生物学直觉再次帮了他们，因为成双配对正是生物界的基本现象。2022/7/2330沃森、克里克成功背后的英雄之一X射线晶体学领域的英格兰玫瑰富兰克林

16、拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片，这张照片正是发现DNA结构的关键。英国X射线晶体衍射技术专家罗莎琳德弗兰克林(RFranklin，19201958)2022/7/2331沃森、克里克成功背后的英雄之二 奥地利量子物理学家埃尔文薛定谔(Erwin Schrodinger，18871961)认为基因是一种有特殊地位的分子，物理学和化学规律同样可以应用于细胞及基因的研究。 2022/7/2332沃森、克里克成功背后的英雄之三 美国化学家努斯鲍林(Linus Pauling190119941954年诺贝尔化学奖和1962年诺贝尔和平奖得主)他将x衍射图谱与原子间相互关系结合起来，建造分子模型，然后用

17、x衍射图数据来检验模型的效果并从理论上证明这两者的一致性。 2022/7/2333沃森、克里克成功背后的英雄之四 新西兰生物物理学家奠里斯威尔金斯 (MauriceHWilkings，1916？)1951年，威尔金斯在意大利那不勒斯举行的生物大分子结构学术会议上，作了关于DNA衍射图片分析的报告，并出示了一张DNA纤维的x一射线衍射图，这给当时参加会议的沃森留下了深刻印象 2022/7/2334沃森、克里克成功背后的英雄之五奥地利生物化学家埃尔文查迦夫(Erwin Chargaf，1905一)查伽夫及其同事发明用色层分析法测量DNA内部的各种碱基的含量，并作了精细的分析。结果表明：腺嘌呤(A)

18、与胸腺嘧啶(T)，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)比值接近1：1，这就是现在众所周知的DNA分子的“碱基配对”原则。 2022/7/2335沃森、克里克成功背后的英雄之六英国数学家约翰格里菲斯(John Griflqth)格里菲斯的贡献在于，为沃森和克里克计算了一个DNA分子内碱基的相互吸引力(弱的相互作用)。使沃森和克里克茅塞顿开，走出了“相同碱基相互吸引”的误区，最终走向成功。 2022/7/23361869医生米歇尔(Miescher F)发现，在伤口脓液细胞的核中有一种酸性物质，它由蛋白质和另一种化合物构成。米歇尔为后者起名为核酸，这便是今天我们所认识的脱氧核糖核酸 DNA 1919雷文讷(

19、Levene PA)提出，在DNA中有4种核苷酸，它们接续排列。 1928格里菲斯(Grifith F)发现，在热灭活的肺炎双球菌中有一种物质，可使携带它的活体细菌发生遗传性变化。他称这种现象为1928正“转”(transformation) 1938西格纳(Signer R)等发现，DNA的分子量可高达5O万一100万。因此，雷文讷的4核苷酸结构必定是一条长链 1944阿瑞里(Arery O)等从化学上辨明，格里菲斯的“转化”是基于DNA，并且明确提出：DNA是基因材料 1949查伽夫(cl E)报告，在不同的DNA片断中碱基的组成是不同的。全部嘌呤(即A和G)的总合大约等于全部嘧啶(即T和

20、C)的总和。并且，A与T数量相等，G与C的数量也相等 1949凡特列(Vendrely R)等发现，在人体性细胞核中DNA的数量只及体细胞的一半 1951富兰克林通过x射线衍射区分了两种类型(A型和B型)的DNADNA发现全记录2022/7/23371952何舍衣(Hershey A)等发现，在病毒感染细菌的过程中，进入细菌细胞的只是病毒的核酸，而没有病毒蛋白，并且病毒可在细菌内部繁衍后代 1952富兰克林获得了极为清晰的B型DNAX射线的衍射图。该图直接了当地显示出DNA的螺旋结构：螺旋的轴向周期是4rim，并且在034rim处另有很强的反射。这些定量结果与我们现在对DNA的认识完全致：盘绕

21、螺旋轴的每一圈有1O个核苷酸，螺距是336rim 19534月25日(Nature)刊出了沃森和克里克等具有里程碑意义的3篇论文 1954物理学家伽莫夫(Gamow G)提出，DNA对蛋白质的合成起编码作用1955本策(Benzer S)分析了一种病毒的DNA精细结构，区分了沿DNA链的单个碱基 1957克里克提出“中心法则”：生命体的遗传信息在于DNA中核苷酸的次序，它决定了各种蛋白质中氨基酸的排列顺序 1958梅赛尔森(Meselson M)等用放射性同位素跟踪细胞分裂过程，展示了DNA链的半保留复制：双螺旋在复制之前必须先解开，旧链作为模板为两条新链的合成提供信息，同时旧链本身又成为新双

22、螺旋的一部分 DNA发现全记录2022/7/23381958柯思贝克(Komberg A)等分离出DNA聚合酶，从生物化学的角度证明：这种酶在DNA复制中起“复印机”的作用。新链的碱基与模板链碱基互补配对，即A对T，C对G；两条新链合成的运行方向是相反的1961尼伦贝克(NirenbergM)等阐明，核苷酸的次序可以编码氨基酸，从而为破译基因编码奠定了基础 1962诺贝尔医学奖授予沃森、克里克和威尔金斯。然而，曾对DNA双螺旋结构的发现作出决定性贡献的女科学家富兰克林，却因英年早逝(1958年死于癌症，年仅37岁)未能登上诺贝尔领奖台 DNA发现全记录2022/7/2339DNA双螺旋结构的发

23、现对生物学发展的重要影响DNA双螺旋结构被发现后，极大地震动了学术界，启发了人们的思想。从此，一个眼花缭乱、匪夷所思的分子生物学和基因工程的时代开始了。人们以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。首先是围绕着4种碱基怎样排列组合进行编码才能表达出20种氨基酸为中心开展实验研究。1967年，遗传密码全部被破解，基因从而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明：基因实际上就是DNA大分子中的一个片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。一定结构的DNA，可以控制合成相应结构的蛋白质。2022/7/2340DNA双螺旋结构的发现对生物学发展的重要影响蛋白质是组成生物体的重要成分，生物体的

24、性状主要是通过蛋白质来体现的。因此，基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等，这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类。现代生物学的发展，愈来愈显示出它将要上升为带头学科的趋势。2022/7/2341DNA双螺旋结构的发现对生物学发展的重要影响综观人类对遗传物质的探索历史，使我们认识到科学发现是不能计划或凭空设想的，而是在良好的研究环境和氛围中，通过许多科学家创造性的思维和脚踏实地的努力取得的。在生物科学史中，不仅记载着生命科学知识的形成过程，而且蕴含着科学家的创造性思维方式和灵活多样的科学方法，体现着科学家尊

25、重事实、服从真理和实事求是的科学态度，以及勇于创新、善于合作和无私奉献的科学精神。因此，在高中生物学教学中注重科学史的学习，必将对培养学生的生物科学素养产生深远的影响。2022/7/2342162354DNA双螺旋发现的几点启示：2022/7/23431.将一个学科发展成熟的知识、技术和方法应用到另一学科的前沿，能够产生重大的创新成果。学科交叉是创新思想的源泉。2022/7/23442. 科学的发现是一个知识不断积累、认识不断深化的过程善于学习和鉴别，对已有的结论经过去粗取精，去伪存真，有选择地继承并且加以发展，才能做出重大创新重大的科学发现不会孤立地出现，在它之前必然已经有前人大量的探索，不

26、断突出矛盾，不断扫清外围，等待着幸运儿的出现。2022/7/23453.选择有战略意义的重大课题，坚持不懈地努力，十分重要取得重大发现的路程不会一帆风顺，中间会出现失败和挫折，要像沃森和克里克那样，充满自信，不畏艰险，不怕失败，不怕嘲笑，以坚定不移的努力去实现认定的目标。2022/7/23464.要敢于竞争，更善于合作沃森和克里克之最后成功，在于他们之间有良好的人际关系，既会顽强地坚持己见，又能灵活地倾听对方意见，在争论中互相尊重，发挥各自长处，最后服从真理，很快达成一致善于在竞争中合作，使他们能从皇家学院得到重要的实验数据善于向周围科学家请教和学习，使他们最快地得到正确的核苷酸配对方式。20

27、22/7/23475. 实验是检验科学理论惟一的标准，保持理论和实验的密切合作是取得重大发现、证明理论正确的关键。2022/7/23486.他们的合作就如同天才诞生在恰当的时期、在恰当的日子相遇、在恰当的学科内互补、在恰当的人生路途上志趣相投，是可遇不可求的。2022/7/2349大家探讨的问题：、如何解决生物科技带来的伦理问题？2、科学需要想象力，需要探究精神，我们在原有教育体制下成长的一代，如何教会学生探究？3、思维如何培养？4、沃森、克里克获得诺贝尔奖的原因？DNA分子的结构（3）能够控制蛋白质的合成（2）能够进行自我复制（1）结构具有相对稳定性DNA作为遗传物质应具备什么样的特点？解开

28、DNA结构之谜回眸历史沃森、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 左三：克里克 左五：沃森阅读故事，思考回答1.沃森和克里克开始研究DNA结构时，科学界对DNA已有的认识是什么？ 2.沃森、克里克在前人已有的认识上，采用什么方法研究DNA结构？ 3.沃森和克里克先后分别提出了怎样的模型？ DNA的基本单位脱氧核苷酸含碱基脱氧核糖磷酸AGCT化学元素组成：C H O N P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A脱氧核糖磷酸G脱氧核糖磷酸脱氧核糖C磷酸T脱氧核糖磷酸DNA模型建构代表磷酸

29、 D代表脱氧核糖 代表4种碱基 代表连接各组分的化学键 【模型建构1】: 脱氧核苷酸P【模型建构2】一条脱氧核苷酸链DNA模型建构【模型建构3】 DNA双链P41352oP413520PP【模型建构3】 DNA双链P41352oP413520PPP41352oP413520PP两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？【模型建构3】 DNA双链P41352oP413520PPP41352oP413520PPP41352oP413520PPP41352oP413520PP【模型建构3】 DNA双链P41352oP413520PPP41352oP413520PP【模型建构3】 DNA双链P41352o

30、P413520PPP41352oP413520PP【模型建构3】 DNA双链P41352oP413520PPP41352oP413520PP【模型建构3】 DNA双链连接两条链的碱基如何配对?碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？这是由于嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的。为什么只能是A配T，G配C，不能是A配C，G配T？(1)A的量总是等于T的量,G的量总是等于C的量.(2)A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，使DNA的结构更加稳定.【模型建构3】 DNA双链3.4nm2nm0.34nm【模型建

31、构4】 DNA双螺旋结构PPPPATCGP41352oP413520PPACTG磷酸脱氧核糖含氮碱基DNA的平面结构102345012345DNA模型分析反向平行碱基对另一碱基对 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。ATGC氢键DNA模型分析AAATTTGGGGCCCATC 思考1：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。？DNA分子的平面结构脱氧核糖与磷酸交替连接构成骨架碱基对氢键碱基互补配对原则为什么D

32、NA结构上具有稳定性？共价键氢键嘌呤-嘧啶比较不同组的DNA模型有什么不同？DNA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中【思考2】3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？【思考3】总结DNA分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（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。DNA分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（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。（2）DNA分子

33、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。DNA分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（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。（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）DNA的 结构和组成可用五四三二一表示分别表示的是什么？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

34、子的特点：多样性：一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。 特异性：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。稳定性：中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。4n(n表示碱基对数)3、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，碱基对有：AT、TA、GC、CG。请同学们计算DNA分子有多少种？4 种40002）特异性碱基对

35、的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。3) 稳定性具有规则的双螺旋结构拓展题： 你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ） 50也可以写成以下形式：A + GT C1（ ）（ ）（ ）（ ）规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等50DNA分子各种碱基的数量关系 ： 在整个DNA分子中，A=T、G=C； A+G=T+C，A+C=T+G； (A

36、+G）/（T+C）=1 DNA分子的一条链中的A+T=另一条链的T + A ； 同理，G+C = C+G如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例也是a；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是1/b两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即 A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总( A+T)

37、%同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%DNA分子的结构小结1.化学组成元素：2.基本组成单位： 3.空间结构：4.DNA分子的特点：DNA分子的结构小结1.化学元素组成：C H O N P2.基本组成单位：(四种)脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子磷酸3.空间结构:规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链碱基对氢键碱基互补配对原则4.DNA分子特点:多样性,特异性,稳定性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且在DNA双链中： A = T ， G

38、= CA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链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，从中概括出一些规律。A=T G=C A+G=T+C 也可以写成以下形式： 规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的 。A+G( )=T+G( )=50%A+G T+C =( )( )=( )( )=1A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等一半【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。 12345678109GTCA1. 胞嘧啶2. 腺嘌呤3. 鸟嘌呤4. 胸腺嘧啶5. 脱氧核糖6. 磷

39、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2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【课堂反馈】3、 DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _ 29%【课后拓展】记录本小组制作的DNA模型中四种碱基的数量，并将几个小组的结果进行合并，统计、归纳双链DNA分子中四种碱基数量的比例关系。项目整个DNA分子1链2链A T C G的关系A=？ G

40、=？A1=？T1=？C2=？G2=？(A+G)/(T+C)非互补碱基和之比？m？（A+T）/（G+C）互补碱基和之比n？（A+G）或（T+C）在整个DNA分子中占碱基总数的？碱基互补配对规律的有关计算碱基互补配对规律为AT（AU）,GC配对（一）DNA双链中的两个互补的碱基相等，A=T,G=C,不互补的两个碱基之和为50 某DNA的碱基中,鸟嘌呤的分子数占22,那么胸腺嘧啶的分子数占多少？ T占28 某DNA双链中,若腺嘌呤有P个,占全部碱基数的比例为N/M（M2N）,则该DNA分子中含胞嘧啶数是多少？（PM/2N）- P（二）DNA分子中一条链中的两个不互补碱基之和的比值是另一个互补链的这一比值的倒数DNA的一条单链中A+G/T+C =0.4,在互补单链和整个DNA分子中分别是多少？ 2.5 1 在双链DNA分子中,当T+C/A+G 在一条多核苷酸链上的比例是0.5时,则在另一条互补链和整个DNA分子中,这种比例应分别是多少？2 1DNA的一条单链中A+T/G+C =0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是多少？（三）双链DNA分子中互补碱基之和在两条单链中所占比