高中生物 第三章 第二節(jié) NA分子的結(jié)構(gòu)課件 新人教版必修2.ppt

第2節(jié)dna分子的結(jié)構(gòu) 是世界上曾獲得兩次諾貝爾獎的四位得主之一 也是唯一一位兩次獨自獲獎的得主 諾貝爾化學(xué)獎和和平獎 l c pauling 1901 1994 美國加州理工學(xué)院 氨基酸鏈的 螺旋狀結(jié)構(gòu) 富蘭克琳 r e franklin 1920 1958年 威爾金斯 m willikins 1916 2004年 franklin拍攝的dna的x衍射圖 franklin是最早認(rèn)定dna具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的科學(xué)家 不僅運用x射線衍射技術(shù)拍攝到了清晰而優(yōu)美的dna照片 為探明其結(jié)構(gòu)提供了重要依據(jù) 她還精確地計算出dna分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向與距離 英國倫敦國王學(xué)院 克里克 franciscrick 沃森 jameswatson 英國劍橋大學(xué)卡文迪什實驗室 1916 2004年 1928 請寫出dna的基本單位 并嘗試連接成長鏈 一 dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1 2 3 4 5 dna的基本單位 脫氧核苷酸 腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 脫氧核苷酸的種類 4種 dna的基本單位 脫氧核苷酸 脫氧核苷酸連接成長鏈 脫氧核苷酸之間靠磷酸連接 3 5 磷酸二酯鍵 資料一 1951年11月 沃森聽了富蘭克林關(guān)于dna結(jié)構(gòu)的學(xué)術(shù)報告 隨后沃森和克里克以富蘭克林提供的dna衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ) 推算出dna分子呈螺旋結(jié)構(gòu) 但由于沃森過于自信 在聽報告時沒做任何筆記 記不清富蘭克林測量的dna樣品中水的精確含量 兩人就這樣帶著這一關(guān)鍵性的錯誤信息開始了充滿激情的工作 幾星期后 沃森和克里克構(gòu)建出三螺旋結(jié)構(gòu)模型 這個模型很快被威爾金斯和富蘭克林否定了 因為dna分子中水的含量幾乎是沃森假定的十倍 資料二 1953年2月8日 克里克和沃森從威爾金斯那里拿到了一份關(guān)于dna研究報告的副本 這份報告里面有許多重要的線索 其中包括dna的結(jié)構(gòu)具有特殊的對稱性 意味著dna分子是由反向的兩條鏈組成 1953年2月14日 在富蘭克林不知情的情況下 威爾金斯對沃森出示了一幅富蘭克林于1952年5月獲得的b 型dna清晰x射線衍射照片 根據(jù)x射線的數(shù)據(jù)和密度的測量表明 dna是雙螺旋結(jié)構(gòu) 堿基位于雙螺旋內(nèi)側(cè) 脫氧核糖 磷酸骨架在外側(cè) 資料三 t c a g 內(nèi)側(cè)的堿基之間如何配對呢 沃森和克里克首先想到的是同種堿基配對 可是 有化學(xué)家指出他們的這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律 美國生物化學(xué)家查哥夫 erwinchargaff a tg c t c a g 氫鍵 保存于紐約科學(xué)博物館的模型 1953年2月28日 第一個dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型終于誕生了 dna空間結(jié)構(gòu)模型的誕生 整個發(fā)現(xiàn)過程 就如同一個猜謎游戲 沃森和克里克利用別人已提供的線索 在最快的時間內(nèi)求得了正確答案 難怪布拉格在為 雙螺旋 寫序時戲稱他倆是 站在巨人的腳趾上 用該書譯者的話來說 他們連爬上巨人肩膀上的功夫都沒花 此言妙極 有人可能會說他們不勞而獲 其實是混淆了艱苦的工作與艱苦的思維之間的關(guān)系 沃森和克里克的成功憑借的是一種稀缺的想像力 而不是艱苦的實驗數(shù)據(jù)收集 這決不是投機取巧 對此 別人只能望塵莫及 沃森 克里克 威爾金斯獲1962年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎 富蘭克林 1920 1958 死于卵巢癌 二 dna分子的結(jié)構(gòu) g t a c 由磷酸和脫氧核糖在外側(cè)構(gòu)成基本骨架 內(nèi)側(cè)堿基 氫鍵 dna分子的立體結(jié)構(gòu) 三 嘗試制作dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 預(yù)期目標(biāo) 能夠結(jié)合dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作過程 從以下幾方面概述dna分子結(jié)構(gòu)的主要特點 1 dna基本單位怎樣連接成長鏈 2 兩條鏈的位置關(guān)系 怎樣在模型上體現(xiàn) 3 堿基通過什么結(jié)構(gòu)連接形成堿基對 堿基配對遵循的原則 4 螺旋方式有幾種 特別提醒 堿基的排列順序是一定的嗎 1 堿基互補配對有關(guān)計算 設(shè)dna一條鏈為1鏈 互補鏈為2鏈 根據(jù)堿基互補配對原則可知 a1 t2 a2 t1 g1 c2 g2 c1 則在dna雙鏈中 a t g c 1 1 推理 推論 1 1 a 雙鏈dna分子中相互配對堿基 a與t g與c 的和的比值等于其中任何一條鏈的相應(yīng)比值 同理 推理 堿基比率的規(guī)律性在雙鏈dna分子中 根據(jù)堿基互補配對原則 即a t g c 可推出以下比例關(guān)系 常數(shù)關(guān)系 a g 雙鏈 50 t c 雙鏈 50 a t g c 1 a g t c 1 倒數(shù)關(guān)系 如某單鏈中 a g t c k 則其互補鏈中 a g t c 1 k 等數(shù)關(guān)系 a t 單鏈 a t 互補鏈 1 2 a t 雙鏈 g c 單鏈 g c 互補鏈 1 2 g c 雙鏈 知識小結(jié) 有關(guān)dna中的堿基計算 1 某雙鏈dna分子中 g占23 求a占多少 解析 因為dna分子中 a g t c 所以 a 50 23 27 2 在dna的一個單鏈中 a g t c 0 4 上述比例在其互補鏈和整個dna分子中分別是多少 若dna的一個單鏈中 a t g c 0 4 上述比例在其互補鏈和整個dna分子中分別是多少 2 51 0 40 4 3 某雙鏈dna分子中 a與t之和占整個dna堿基總數(shù)的54 其中一條鏈上g占該鏈堿基總數(shù)的22 求另一條鏈上g占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量 解析一 設(shè)dna分子堿基總數(shù)為100 已知 a t 54 則g c 46 所以 g1 c1 g2 c2 23 所以 c2 g1 11 則 g2 23 11 12 解析二 因為g2 c1 24 4 某dna分子中a t占整個dna分子堿基總數(shù)的34 其中一條鏈上的c占該鏈堿基總數(shù)的28 那么 對應(yīng)的另一條互補鏈上的c占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少 38 5 在含有四種堿基的dna區(qū)段中 有腺嘌呤a個 占該區(qū)段全部堿基的比例為b 則 b 0 5b b 0 5c 胞嘧啶為a 1 2b 1 d 胞嘧啶為b 1 2a 1 c 6 分析一個dna分子時 發(fā)現(xiàn)30 的脫氧核苷酸含有a 由此可知 該分子中一條鏈上g含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少 40 1 某雙鏈dna分子的堿基中 鳥嘌呤占30 則胸腺嘧啶為 2 一個dna分子的堿基中 腺嘌呤占20 那么在含有100個堿基對的dna分子中 胞嘧啶應(yīng)是 3 dna分子的一條單鏈中 a 20 t 22 求整個dna分子中g(shù) 20 60個 29 4 2000上海 由120個堿基組成的dna分子片段 可因其堿基對組成和序列的不同而攜帶不同的遺傳信息 其種類數(shù)最多可達 a 4120b 1204c 460d 604 c 練習(xí) 5 已知在dna分子中的一條單鏈 a g t c m時 求 1 在另一互補鏈中這一比例是多少 1 m 2 這個比例關(guān)系在整個分子中又是多少 1 3 在另一互補鏈中這一比例是多少 n 4 這個比例在整個dna分子中又是多少 n 6 從某生物組織中提取dna進行分析 其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46 又知dna的一條鏈 h鏈 所含的堿基中28 是腺嘌呤 問與h鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的 26 24 14 11 a 當(dāng)在一單鏈中 如果 a t g c n時 求 基礎(chǔ)知識簡答 1 沃森和克里克于年提出了著名的模型 為合理地解釋遺傳物質(zhì)的奠定了基礎(chǔ) 2 dna又稱 組成它的基本單位是 由一分子 一分子 一分子組成 組成dna的堿基共有種 符號表示為 脫氧核苷共有種 名稱是 1953 dna雙螺旋 各種功能 脫氧核糖核酸 脫氧核苷酸 磷酸 脫氧核糖 含氮堿基 4 atgc 4 胞嘧啶脫氧核苷酸 腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥嘌呤脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 3 dna的雙螺旋結(jié)構(gòu)是由平行的長鏈而成 排在外側(cè)的和交替連接構(gòu)成基本骨架 通過連接起來的排列在內(nèi)側(cè)