DNA分子的結構課件

1、第二節(jié)第二節(jié) DNA分子的結構分子的結構資料資料1 1：2020世紀世紀3030年代，科學家認識到：組成年代，科學家認識到：組成DNADNA分子的基本單分子的基本單位是位是脫氧核苷酸脫氧核苷酸。資料資料2 2：DNADNA是由是由4 4種脫氧核苷酸連接而成的長鏈，這種脫氧核苷酸連接而成的長鏈，這4種脫氧核種脫氧核苷酸分別含有苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基四種堿基。資料資料4 4：奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A A）的量總是等于胸腺嘧啶（的量總是等于胸腺嘧啶（T T）的量）的量(A=T)(A=T)，鳥嘌呤（，鳥嘌呤（G G）的量總）

2、的量總是等于胞嘧啶（是等于胞嘧啶（C C）的量）的量(G=C)(G=C)。 一、一、DNADNA雙螺旋結構模型的建構雙螺旋結構模型的建構資料資料3： 1951年，英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供了年，英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的的X射線衍射圖譜射線衍射圖譜 ，沃森和克里克推算出，沃森和克里克推算出DNA分子呈螺分子呈螺旋結構，隨后構建出磷酸旋結構，隨后構建出磷酸脫氧核糖骨架在外部，堿基在螺脫氧核糖骨架在外部，堿基在螺旋內(nèi)部雙鏈螺旋。旋內(nèi)部雙鏈螺旋。脫氧核苷酸脫氧核苷酸1、DNA的化學組成 基本單位：基本單位：P脫氧核糖含氮堿基磷酸脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸脫氧核苷酸元素組成：元素

3、組成：C H O N P2、組成脫氧核苷酸的堿基堿基：胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（）鳥嘌呤（G）因此，脫氧核苷酸也有因此，脫氧核苷酸也有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鳥瞟呤脫氧核苷酸鳥瞟呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸早凋的早凋的“科學玫瑰科學玫瑰” 富蘭克林富蘭克林 （ ） 她和同事威爾金斯在她和同事威爾金斯在1951年率先采用年率先采用X射線衍射技射線衍射技術拍攝到術拍攝到DNA晶體照片，晶體照片，為推算出為推算出DNA分子呈螺旋分子呈螺旋結構的結論，提供了決定結構的結論，提供了決

4、定性的實驗依據(jù)。性的實驗依據(jù)。(英，英，R.E.Franklin, 19201958） 但但“科學玫瑰科學玫瑰”沒等到分沒等到分享榮耀，在研究成果被承享榮耀，在研究成果被承認之前就已凋謝。認之前就已凋謝。富蘭克林拍攝的富蘭克林拍攝的DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖 X衍射技術是用衍射技術是用X光光透過物質(zhì)的結晶體，透過物質(zhì)的結晶體，使其在照片底片上使其在照片底片上衍射出晶體圖案的衍射出晶體圖案的技術。這個方法可技術。這個方法可以用來推測晶體的以用來推測晶體的分子排列。分子排列。DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖 1953年，美國科學家沃森（年，美國科學家沃森（J，1928）和英國科學家克里克（，

5、和英國科學家克里克（，19162004），），共同提出了共同提出了DNA分子的雙螺旋結構模型。分子的雙螺旋結構模型。這是這是20世紀繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的世紀繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標志著生物學的研究又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標志著生物學的研究進入分子的層次。因為這項進入分子的層次。因為這項“生物科學中生物科學中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)最具有革命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學家獲得，兩位科學家獲得了了1962年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克DAN模型構建A脫氧核苷酸脫氧核苷酸一條脫氧核苷酸鏈一條脫氧核苷酸鏈DNA雙鏈雙鏈3、DNA中的

6、堿基是如何配對的？它們位于中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？的什么部位？2、DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于它們分別位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？1、DNA是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立體結構？立體結構？【思考思考3】總結總結DNA分子的結構特點分子的結構特點【模型建構模型建構2】一條脫氧核苷酸鏈一條脫氧核苷酸鏈DNADNA模型建構模型建構【模型建構模型建構3】 DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構模型建構3】 DNA雙鏈雙鏈P4 41

7、 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構模型建構3】 DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構模型建構3】 DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52

8、2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構模型建構3】 DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構模型建構3】 DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構模型建構3】 DNA雙鏈雙鏈AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成鏈盤旋成雙螺旋結構雙螺旋結構。（2）

9、 DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成列在外側，構成基本骨架基本骨架；堿基在內(nèi)側。堿基在內(nèi)側。（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起來，形成堿連結起來，形成堿基對，且遵循基對，且遵循堿基互補配堿基互補配對原則對原則。DNA分子的結構特點分子的結構特點）DNA的的 結構和組成可用五四三結構和組成可用五四三二一表示分別表示的是什么？二一表示分別表示的是什么？五種元素：五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：四種堿基： A、G、C、T，相應的，相應的有四種脫氧核苷酸有四種脫氧核苷酸三種物質(zhì)：三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮磷酸、脫氧

10、核糖、含氮堿基堿基兩條長鏈：兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈一種螺旋：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結構規(guī)則的雙螺旋結構4 4、下圖是、下圖是DNADNA分子結構模式圖，用文字填出分子結構模式圖，用文字填出1 11010的名稱。的名稱。PPPPACTG123456789101 23 45 67 89 10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胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿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AAATTTGGGGCCCATC 思考1：結構中的哪個結構是穩(wěn)定

11、不變的?哪個結構是千變?nèi)f化的？兩條長鏈上的脫兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交氧核糖與磷酸交替排列的順序是替排列的順序是穩(wěn)定不變的。穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對長鏈中的堿基對的排列順序是千的排列順序是千變?nèi)f化的。變?nèi)f化的。DNA雙螺旋結構模型答：答：DNA通過堿基對的排列順序通過堿基對的排列順序 （即為脫氧核苷酸的排列順序）（即為脫氧核苷酸的排列順序） 儲存大量的遺傳信息儲存大量的遺傳信息思考題：思考題：DNA是遺傳物質(zhì)，儲存著大是遺傳物質(zhì)，儲存著大量的遺傳信息，那么量的遺傳信息，那么DNA是通過什么儲是通過什么儲存大量的遺傳信息？存大量的遺傳信息？基礎知識簡答基礎知識簡答1、沃森和克里克提出了著名的

12、、沃森和克里克提出了著名的 模型，為模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能 奠定了基礎。奠定了基礎。2、DNA又稱又稱 ，組成它的基本單位是，組成它的基本單位是 （由（由一分子一分子 、一分子、一分子 、一分子、一分子 組成）。組成）。組成組成DNA的堿基共有的堿基共有 種（符號表示為種（符號表示為 ），脫氧核苷），脫氧核苷共有共有 種（名稱是種（名稱是 、 、 、 ）。）。DNA雙螺旋雙螺旋脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含氮堿基4A T G C4胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核

13、苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸3、 DNA的雙螺旋結構是由的雙螺旋結構是由 平行的平行的 長鏈長鏈 而成，而成，排在外側的排在外側的 和和 交替連接構成基本骨架，通過交替連接構成基本骨架，通過 連連接起來的接起來的 排列在內(nèi)側。堿基對的組成規(guī)律是排列在內(nèi)側。堿基對的組成規(guī)律是 與與 配配對，對， （A）一定與）一定與 （T）配對，）配對， （G）一定與一定與 （C）配對，反之亦然，這種一一對應的關系叫）配對，反之亦然，這種一一對應的關系叫做做 原則。原則。4、 DNA的堿基只有的堿基只有 種，堿基對只有種，堿基對只有 種，而分子結構具種，而分子結構具有有 性，這完全是堿基對的性，這完全是堿基對的 千變?nèi)f化的結果。千變?nèi)f化的結果。兩條兩條脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸盤旋盤旋脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸氫鍵氫鍵堿基對堿基對嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶鳥嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胞嘧啶堿基互補配對堿基互補配對4兩兩多樣多樣排列次序排列次序拓展題： 你能根據(jù)堿基互補配對原則，推導出相關的數(shù)學公式嗎？你能根據(jù)堿基互補配對原則，推導出相關的數(shù)學公式嗎？推導后，嘗試進一步總結這些公式，從中概括出一些規(guī)律