【公開課課件】必修二3.2DNA分子的結(jié)構(gòu)

1、中關(guān)村中關(guān)村DNA標(biāo)志標(biāo)志 雅典奧運會開幕式經(jīng)典場景 第第2 2節(jié)節(jié) DNADNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu) 怎么檢測被盜怎么檢測被盜 嬰兒的身份嬰兒的身份？ 、DNADNA的化學(xué)組成的化學(xué)組成 C H O N PC H O N P 復(fù)習(xí)提問復(fù)習(xí)提問 DNADNA中文全稱中文全稱: : 組成元素組成元素: : 基本單位基本單位: : 脫氧脫氧 核糖核糖 含氮堿基含氮堿基 磷酸磷酸 磷酸磷酸 脫氧脫氧 核糖核糖 含氮堿基含氮堿基 含氮堿基種類：含氮堿基種類： 因此，脫氧核苷酸也有因此，脫氧核苷酸也有4 4種：種： 腺膘呤脫氧核苷酸腺膘呤脫氧核苷酸 A 胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 C 鳥瞟呤脫氧核

2、苷酸鳥瞟呤脫氧核苷酸 G T 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸 脫氧核苷酸如何形成脫氧核苷酸如何形成DNA分子？分子？ DNA的結(jié)構(gòu)又是如何？的結(jié)構(gòu)又是如何？ 年美國科學(xué)家年美國科學(xué)家沃森沃森（atson)atson)和英國和英國 科學(xué)家科學(xué)家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的雙螺旋雙螺旋 結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型。被譽為。被譽為2020世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)。世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)。 DNADNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 C T A G 磷磷 酸酸 二二 酯酯 鍵鍵 41 23 OH H CH2 H p = OH O OH O CH2 H 1 2 3 OH H 4 4 2

3、 2、DNADNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu) 2.1 脫氧核苷酸的連接脫氧核苷酸的連接: ？ 聯(lián)想一下，聯(lián)想一下， 像什么？像什么？ A A A T T T G G G G C C C AT C （2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧 核糖和磷酸核糖和磷酸交替連接交替連接， 排列在外側(cè)，構(gòu)成排列在外側(cè)，構(gòu)成基本基本 骨架骨架；堿基在堿基在內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)。 （3）兩條鏈上的堿基通）兩條鏈上的堿基通 過過氫鍵氫鍵連結(jié)起來，形成連結(jié)起來，形成 堿基對堿基對，且遵循，且遵循堿基互堿基互 補配對原則補配對原則。 3.DNA3.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點 （1）DNA分子是由兩條分子是由兩條 反向平行反向平行的

4、脫氧核苷酸的脫氧核苷酸 長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。 堿基對堿基對 另一堿基對另一堿基對 嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基 對，且A A只和T T配對、C C只和G G配對，這種堿基 之間的一一對應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補配對 原則。 AT GC 氫鍵氫鍵 G.CG.C比例越高，比例越高，DNADNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定？結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定？ 堿基對的堿基對的種類種類 A-T T-A C-G G-C ？ 4 4、DNADNA分子的結(jié)構(gòu)特性分子的結(jié)構(gòu)特性 1) 1) 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：外側(cè)恒定，內(nèi)側(cè)配對穩(wěn)定，形成穩(wěn)定外側(cè)恒定，內(nèi)側(cè)配對穩(wěn)定，形成穩(wěn)定 的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu) 外側(cè)恒定：外側(cè)恒定： 內(nèi)側(cè)配對

5、穩(wěn)定內(nèi)側(cè)配對穩(wěn)定: : 穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu) ： 磷酸、脫氧核糖交替連接磷酸、脫氧核糖交替連接 構(gòu)成基本骨架構(gòu)成基本骨架 A-T，G-C 雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) 4 4、DNADNA分子的結(jié)構(gòu)特性分子的結(jié)構(gòu)特性 2 2）多樣性）多樣性：堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了 DNADNA分子的多樣性。分子的多樣性。 以以1 1，2 2，3 3，4 4四個數(shù)字排列成四位數(shù)，有多少種組四個數(shù)字排列成四位數(shù)，有多少種組 合方式？合方式？ 4 種 4000 44種種 在生物體內(nèi)，一個最短在生物體內(nèi)，一個最短DNADNA分子也大約有分子也大約有40004000個堿個堿

6、 基對，堿基對有（基對，堿基對有（4 4種）：種）：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。 請同學(xué)們計算請同學(xué)們計算DNADNA分子上的堿基對有多少種排列方式？分子上的堿基對有多少種排列方式？ 如排列成如排列成4000位數(shù)？位數(shù)？ 44000種種 對于特定的對于特定的DNADNA分子來講，堿基對的排列順序有何特點？分子來講，堿基對的排列順序有何特點？ 3 3）特異性：）特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一個堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一個 DNADNA分子的特異性。分子的特異性。 DNADNA的組成和結(jié)構(gòu)可用五四三二一表示的組成和結(jié)構(gòu)可用五四三二一表示 五種元素：五

7、種元素：C、 、H、O、N、P 四種堿基：四種堿基： A、G、C、T，組成，組成四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸 三種物質(zhì)：三種物質(zhì)： 磷酸、脫氧核糖、含氮堿基磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 兩條長鏈：兩條長鏈： 兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈 一種螺旋：一種螺旋： 規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) A G C T 下圖是下圖是DNADNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1 11010的的 名稱。名稱。 胞嘧啶（胞嘧啶（C） 腺嘌呤（腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（鳥嘌呤（G） 胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T） 脫氧核糖脫氧核糖 磷酸磷酸 鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸 堿

8、基對堿基對 氫鍵氫鍵 一條脫氧核苷酸鏈的片段一條脫氧核苷酸鏈的片段 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 設(shè)設(shè)DNADNA一條鏈為一條鏈為1 1鏈，互補鏈為鏈，互補鏈為2 2鏈。鏈。 根據(jù)堿基互補配對根據(jù)堿基互補配對原則可知：原則可知： A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， GG2 2 =C =C1 1。 則在則在DNADNA雙鏈中：雙鏈中： A = T A = T ， G = CG = C 可引申為：可引申為： 嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù) A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+

9、G/T+C=1 雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其等于其 中任何一條鏈的中任何一條鏈的A+T/G+CA+T/G+C。 A+TA+T G+CG+C A A1 1+T+T1 1 GG1 1+C+C1 1 A A2 2 +T +T2 2 G G 2 2 +C +C2 2 = = = 例題例題1 1、某雙、某雙鏈鏈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： 因為因為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% A A 1 1T T 2 2 T

10、T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA雙鏈雙鏈 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，互補的兩條鏈中分子中，互補的兩條鏈中 A+G/T+CA+G/T+C互為倒數(shù)。互為倒數(shù)。 A A1 1+G+G1 1 T T1 1 +C +C1 1 = a = a T T2 2 +C +C2 2 A A2 2 +G +G2 2 = 1/a = 1/a A A 1 1+C1+C1 T T 1 1 +G +G1 1 T T2 2 +G +G2 2 A A2 2 +C +C2 2 = = 例題例題2 2、在、在DNADNA的一個單的一個單 鏈中，鏈中，A+G/T+C=0

11、.4A+G/T+C=0.4，上述，上述 比例在其互補鏈和整個比例在其互補鏈和整個DNADNA 分子中分別是多少？分子中分別是多少？ 2.5 1 2.5 1 A A 1 1T T 2 2 T T 1 1 A A 2 2 G G 1 1C C 2 2 C C 1 1G G 2 2 DNADNA雙鏈雙鏈 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整個占整個DNADNA分子堿分子堿 基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中 A+TA+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何 一條鏈一條鏈A+TA+T是整個是整個DNADNA分子分子A+TA+

12、T的一半。的一半。 A+TA+T A+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1 A A1 1 +T +T1 1 = = = A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2 A A2 2 +T +T2 2 = = A A1 1 +T +T1 1（A+TA+T） 1 1 2 2 = = =A A2 2 +T+T2 2 A A 1 1T T 2 2 T T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA雙鏈雙鏈 例題例題3 3、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，A A與與T T之

13、和占整個之和占整個DNADNA堿堿 基總數(shù)的基總數(shù)的54%54%，其中一條鏈上，其中一條鏈上G G占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的22%22%。 求另一條鏈上求另一條鏈上G G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。 24%24% （G+CG+C） 1 1 2 2 G G1 1 +C +C1 1 G G2 2 +C +C2 2 = = = A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% 例題例題 4 4、在含有四種堿基的、在含有四種堿基的DNADNA區(qū)段中，區(qū)段中， 有有腺嘌呤腺嘌呤a a個，占該個，占該區(qū)段區(qū)段全部堿基的比例全部堿基的比例 為為b b，則（則

14、（ ) ) A.A.b0.5 b0.5 B B. b0.5. b0.5 C.C.胞嘧啶為胞嘧啶為a a 1/1/( (2b2b) )1)1) D D. .胞嘧啶為胞嘧啶為b b 1/1/( (2a2a) )1 1 C C 例題例題5 5、分析一個、分析一個DNADNA分子時，發(fā)現(xiàn)該分子含有分子時，發(fā)現(xiàn)該分子含有 30%30%的的A A，由此可知，該分子中一條鏈上，由此可知，該分子中一條鏈上G G含量的含量的 最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？ 40%40% 化學(xué)組化學(xué)組 成單位成單位 雙雙 螺螺 旋旋 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 基本單位基本單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸 種類種類四種四種 主要主要 特點特點 堿基互補配對堿基互補配對 原則原則 DNADNA分子的多分子的多 樣性、特異性樣性、特異性 和穩(wěn)定性和穩(wěn)定性 由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈 盤旋而成。盤旋而成。 外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連