DNA的结构课件高一下学期生物人教版必修22

第3章第2节人教版生物(高中)温故而知新DNA的中文全称：DNA的组成元素：DNA的基本单位：脱氧核糖核酸C、H、O、N、P脱氧核糖核苷酸OPCH2

OHOOHHOHHH

HH碱基

磷酸

5’1’2’3’4’一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基C胞嘧啶T胸腺嘧啶A腺嘌呤G鸟嘌呤脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1’-C，与磷酸基团相连的碳叫作5’-C【合作探究一】阅读课本P48-49，思考与讨论下列问题：DNA双螺旋结构模型的构建者是哪位科学家？归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家？研究DNA结构常用的方法是什么？1.模型构建者1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克2.构建依据（2）1951年威尔金斯和富兰克林获得了DNAX射线的衍射图谱；（3）1952年查哥夫发现在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量；（1）20世纪30年代，科学家认识到DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基。3.研究DNA结构常用的方法：X射线晶体衍射法DNA双螺旋结构模型的构建卡文迪什实验室沃森沃森克里克我能帮你理解生物学内容我能帮你理解晶体学原理科学思维35S

标记蛋白质32P标记DNA看不见的物质同位素标记荧光标记看不见的结构显微镜X射线衍射技术能够观察记录威尔金斯富兰克林DNA衍射图谱（X意味着DNA分子是螺旋的）DNA双螺旋结构模型的构建组成DNA分子的脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中。据此你可以得出什么结论？脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。富兰克林1951年，富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。DNA双螺旋结构模型的构建1951年10月，生物学家沃森与物理学家克里克合力推出了三股螺旋的DNA结构，当他们邀请威尔金斯和富兰克林前来观看时，被两人评价为“一无是处”，威尔金斯提出根据相关数据推测，DNA应该是两条链。沃森和克里克DNA双螺旋结构模型的构建NPNPNPNPNPNPNPNPNPNP碱基如何配对？NPNPNPNPNPNPNPNPNPNPDNA双螺旋结构模型的构建沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋内部，磷酸位于外部的双螺旋结构，但是他们让A与A、T与T、C与C、G与G配对。但是这个结构又被否定了，为什么？我们先来分析下这四种碱基的化学结构APTPCPGPTPTPGPCPTPAP腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）碱基（N）嘌呤嘧啶两个环（更长）一个环（更短）这种构造会对DNA的结构有什么影响？DNA的结构不稳定APTPCPGPTPTPGPCPTPAPAPTPCPGPTPTPGPCPTPAP发生改变：嘌呤碱基是双环化合物，嘧啶碱基是单环化合物（如图所示），而DNA分子两条链之间的距离是固定的，直径约为2nm，据此推测位于DNA内部的碱基如何配对？并作出假说。嘌呤与嘧啶配对。假说一：A与T配对，G与C配对；假说二：A与C配对，G与T配对。请根据查哥夫碱基数据表推测，上述哪种假说是正确的？DNA中碱基会相互配对，而且A与T的数量相等，C与G的数量相等。查哥夫假说一2个氢键3个氢键威尔金斯、克里克和沃森：1962年诺贝尔生理学与医学奖瑞典斯德哥尔摩音乐厅，诺贝尔奖颁奖典礼上的合影。左一：威尔金斯；左三：克里克；右二：沃森富兰克林于1958年因卵巢癌去世，无缘诺贝尔奖。1951年1952年1953年1962年威尔金斯、富兰克林查哥夫沃森、克里克沃森、克里克、威尔金斯沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载，引起了极大的轰动。在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C）富兰克林和同事威尔金斯采用X射线衍射技术拍摄到DNA衍射图谱。沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型01DNA具有恒定的直径02能解释A、T、C、G的数量关系03制作的模型与基于拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符平面结构：CTTGACAGDNA双螺旋结构：沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？③研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。①要善于利用他人的研究成果和经验；②要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；意义①DNA双螺旋结构学说不但阐明了DNA的基本结构，并且对一个DNA分子如何复制成两个结构相同的DNA分子，以及DNA怎么传递生物体的遗传信息进行了合理说明。②是生物科学中具有革命性的发现，是20世纪最重要的发现之一。是分子生物学诞生的标志。C、H、O、N、P磷酸脱氧核糖碱基DNA分子的结构层次DNA视频演示DNA的结构【合作探究二】教材P50DNA的平面结构和立体结构，思考并总结DNA分子特点DNA由几条链组成？具有怎样的立体结构？DNA基本骨架由哪些物质构成？它们分别位于DNA什么部位？DNA中碱基如何配对？它们位于DNA什么部位？反向平行双螺旋结构方向：空间结构：3′5′3′5′碱基互补配对形成氢键GCAT核苷酸之间连接的化学键：磷酸二酯键脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架2.外侧：1.双链：3.内侧：DNA的结构GAGGCCCTATCCTGGAGDNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA双螺旋结构的主要特点：5'3'5'3'DNA的结构DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。DNA双螺旋结构的主要特点：5'3'5'3'磷酸二酯键GAGGCCCTATCCTGGAGDNA的结构DNA双螺旋结构的主要特点：5'3'5'3'GAGGCCCTATCCTGGAG两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A与T配对，G与C配对。碱基之间的这种配一一对应的关系，叫做碱基互补配对。氢键DNA的结构特点【合作探究三】DNA的多样性和特异性DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存足够量的遗传信息？DNA是如何维系它的遗传稳定性的？内部碱基对稳定—通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则；空间结构稳定—规则的双螺旋结构；DNA的结构特点①稳定性：外部稳定的基本骨架—磷酸和脱氧核糖交替连接形成；为什么G//C碱基对含量越多DNA越稳定？氢键越多，结构越稳定，而G—C碱基对之间含有的氢键多，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定，更耐高温。稳定性外部稳定的基本骨架、内部碱基对稳定、空间结构稳定。DNA的结构特点在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。计算DNA分子有多少种？44000③特异性：碱基对的特定排列顺序。②多样性：碱基对的数量不同、排列顺序的千变万化。人体内控制β珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有多少种？120世纪自然科学最重要的有三大发现，相对论、量子力学和DNA双螺旋结构。拓展提升拓展提升思考1、若DNA一条链序列为5´-ACTGGT-3´，则互补链为？思考2、现在构建一个含有5个碱基对的DNA，请计算DNA分子有多少种？45种类数目3´-TGACCA-5´（1）DNA是由

条单链按_________方式盘旋成_______结构反向平行双螺旋25’3’5’3’课堂小结磷酸

和

交替连接，构成基本骨架；(2)外侧：碱基内侧:脱氧核糖(3)

两条链上的碱基通过

连接形成

，且A只和

配对、G只和

配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作

。氢键TC碱基互补配对原则碱基对根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论：1.A1＋A2＝________________；G1＋G2＝________________。即：双链中A＝___，G＝___，

A＋G＝______＝______＝______＝__________________。T1＋T2C1＋C2A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链

2链TCT＋CA＋CT＋G1/2(A＋G＋T＋C)规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。双链DNA碱基数目的相关计算规律2.A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。A2＋T2G2＋C2规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。=A1+T1N1A2+T2=N2A+TN=C1+G1N1C2+G2=N2C+GNN1N2NA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链

2链双链DNA碱基数目的相关计算规律根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论：即两者的关系是_____________。3.若

，则

=T1+G1=m

A1+C1T2+G2

A2+C2m1互为倒数双链DNA碱基数目的相关计算规律根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论：N1N2NA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链

2链规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。1.氢键数目：A与T之间两个氢键，C与G之间三个氢键，其中C－G对数(或相对含量)越多，DNA分子越稳定一个DNA分子有1000个碱基对，其中A=240个，该DNA分子中含有______