3.2DNA的結(jié)構(gòu)（精美課件）-高一生物下學(xué)期精美課件（2019人教版必修2）

必修2第3章第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)DNAStructure導(dǎo)入DNA作為遺傳物質(zhì)，需要具有怎樣的特點(diǎn)？1.結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性2.攜帶遺傳信息，具有多樣性3.能夠精確地復(fù)制，并遺傳給子代Q:DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的？Q:DNA如何攜帶遺傳信息？Q:DNA如何進(jìn)行復(fù)制？資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸。1951年，波林（1954年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主），發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)。由此啟發(fā)：DNA是由許多個(gè)脫氧核糖核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈。這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。但人們并不清楚這4種脫氧核苷酸是如何構(gòu)成DNA。DNA模型的構(gòu)建脫氧核糖含N堿基磷酸o12345OHH腺嘌呤A鳥嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T資料2：1951年，英國(guó)科學(xué)家（威爾金斯和富蘭克林）拍攝了DNA的X射線衍射圖譜。羅莎琳德·富蘭克林莫里斯·威爾金斯DNA晶體的衍射圖譜資料3:生物學(xué)家沃森與物理學(xué)者克里克對(duì)衍射圖譜進(jìn)行分析，推測(cè)DNA呈螺旋型單鏈螺旋結(jié)構(gòu)雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)三鏈螺旋結(jié)構(gòu)模型一：堿基位于螺旋結(jié)構(gòu)之外被化學(xué)家否定模型二：堿基位于螺旋結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并將相同的堿基配在一起嘌呤嘧啶嘌呤+嘌呤嘧啶+嘧啶長(zhǎng)度不相等直徑不固定……查哥夫資料4:奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量（A=T），鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量（G=C）。結(jié)合模型二，再聯(lián)系這一發(fā)現(xiàn)，你能推測(cè)DNA的結(jié)構(gòu)模型嗎？資料5：沃森、克里克根據(jù)查哥夫所得出的堿基之間的關(guān)系，構(gòu)建了堿基位于螺旋結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并且A-T、G-C配對(duì)在氫鍵的作用下，既不在同一平面，又不在同一直線的一個(gè)雙螺旋的立體結(jié)構(gòu)模型。氫鍵ATGCC氫鍵G氫鍵平面結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1.具有穩(wěn)定的直徑2.能解釋A-T,G-C數(shù)量關(guān)系3.能解釋DNA的精準(zhǔn)復(fù)制4.金屬材料制作的物理模與X射線照片比較完全相同與之前研究相符A=TC=GA-TG-C精準(zhǔn)配對(duì)資料6：1953年，美國(guó)的沃森和英國(guó)的克里克撰寫的《核酸的分子結(jié)構(gòu)——脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》論文在英國(guó)《自然》雜志上刊載。1962年沃森、克里克和威爾金斯三人因這一研究成果共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。DNA的結(jié)構(gòu)5'5'3'1.DNA兩條鏈反向平行成雙螺旋結(jié)構(gòu)3'2.脫氧核糖和磷酸交替連接排在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基對(duì)排列在內(nèi)側(cè)。3.兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作5’－端，另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作3’－端，兩條單鏈走向相反，一條單鏈從5′－端到3′－端，另一條單鏈從3′－端到5′－端。5'5'3'3'4.堿基之間通過(guò)什么連接？（1）單鏈中相鄰的堿基脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖氫鍵（2）互補(bǔ)鏈中相鄰的堿基5.每個(gè)DNA分子中幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？26.DNA分子中,1個(gè)脫氧核糖同幾個(gè)磷酸基團(tuán)相連？1個(gè)或2個(gè)A、T之間有兩個(gè)氫鍵，G、C之間有三個(gè)氫鍵DNA的特性1.穩(wěn)定性②脫氧核糖和磷酸基團(tuán)交替連接的方式穩(wěn)定不變。①兩條脫氧核糖核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋成精細(xì)均勻、螺距相等的規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)。G-C含量高的DNA片段,其熱穩(wěn)定性越強(qiáng)③DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中間為堿基對(duì)、堿基之間形成氫鍵，從而維持雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。④DNA分子之間對(duì)應(yīng)堿基嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行配對(duì)。⑤每個(gè)特定的DNA分子中，堿基對(duì)的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不變。2.多樣性DNA分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化，可儲(chǔ)存大量遺傳信息。思考：N個(gè)堿基對(duì)的DNA,有多少種排列順序？4n3.特異性每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA分子的特定的堿基排列順序思考：你能舉例說(shuō)出幾個(gè)應(yīng)用DNA分子特異性的例子嗎？警察根據(jù)DNA指紋技術(shù)緝拿嫌疑犯親子鑒定技術(shù)尋找失蹤兒童DNA多樣性和特異性的意義：DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。DNA分子中堿基的數(shù)量計(jì)算1.計(jì)算依據(jù)A=TG=CA=A1+A2=T2+T1=TG=G1+G2=C1+C2=C思考：這一推論是如何得出的？A1T1G1C1T2A2C2G212結(jié)論：在雙鏈中，A=T&G=C結(jié)論：嘌呤數(shù)與嘧啶數(shù)相等2.相等關(guān)系A(chǔ)+G=A1+A2+G1+G2=T2+T1+C2+C1=C+T①因?yàn)椋篈+G=C+T所以：A+G+C+T=堿基總數(shù)又因?yàn)椋篈=T、G=C、A+G+C+T=堿基總數(shù)所以：2A+2G=堿基總數(shù)、2T+2C=堿基總數(shù)即：A+G=1/2堿基總數(shù)、C+T=1/2堿基總數(shù)因?yàn)椋篈+G=C+T；A=T、G=C所以：A+G=C+T=A+C=T+G所以：A+GA+G+T+C=T+CA+G+T+C=50%結(jié)論：任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等，即A+G=T+C=A+C=T+G，為總數(shù)的50%?；颌贏1T1G1C1T2A2C2G212因?yàn)椋篈1=T2、T1=A2、G1=C2、C1=G2A1+T1G1+C1=m設(shè)：得：T2+A2C2+G2=mA1+A2+T1+T2G1+C1+G2+C2=m即：T+AC+G=m結(jié)論：在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)堿基之和的比例都相同設(shè)1鏈中：A1+G1T1+C1=m則2鏈中：A2+G2T2+C2T1+C1A1+G1==1m③A1T1G1C1T2A2C2G212兩條鏈中：A1+G1+A2+G2T1+C1+T2+C2=T2+C2+T1+C1T1+C1+T2+C2=1結(jié)論：DNA兩條鏈間非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，在整個(gè)DNA分子中為1。A1T1G1C1T2A2C2G212設(shè)1鏈中：④A1+T1A1+T1+G1+C1=mA2+T2則2鏈中：結(jié)論：在同一DNA分子中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)的兩個(gè)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的比相等A2+T2+G2+C2=T1+A1T1+A1+C1+G1=m兩條鏈中：A+TA+T+G+C=m練一練1．某一雙鏈DNA分子的堿基中，腺嘌呤數(shù)占18%，那么胞嘧啶數(shù)應(yīng)占（）A．18% B．32%C．36% D．9%C=G=（1-36%）÷2=32%2．若DNA分子的一條鏈中A+T占該鏈25%，則該DNA分子中A+T占（）A．25% B．50% C．75% D．無(wú)法確定DNA分子的一條鏈中A+T占該鏈堿基總數(shù)的25%，則該DNA分子中A+T占?jí)A基總數(shù)也是25%，A正確A1+T1A1+T1+G1+C1A2+T2A2+T2+G2+C2A+TA+T+G+C==3．在DNA雙鏈結(jié)構(gòu)中，理論上堿基比例為1的是（

）A．T/CB．A/G C．(A+G)/(T+C) D．(A+T)/(C+G)AB、DNA分子中T不一定等于C，A也與H不一定相等，所以T/C和A/G的值不一定是1，AB錯(cuò)誤：CD、在DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)中，A與T配對(duì)，C與G配對(duì)，A=T，C=G，所以(A+G)/(T+C)的值一定是1，而(A+T)/(C+G)的值不一定是1，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。4．已知某DNA分子中，G占全部堿基總數(shù)的17%，其中一條鏈中的A與C分別占該鏈堿基總數(shù)的37%和16%。則在它的互補(bǔ)鏈中，A與C分別占?jí)A基總數(shù)的比例為（

）A．37%，16% B．29%，18% C．16．5%，17% D．33%，17%已知某DNA分子中，G與C配對(duì)，則C＝G＝17%，A＝T＝50%﹣17%＝33%。其中一條鏈中的A與C分別占該鏈堿基總數(shù)的37%和16%，即A1＝37%、C1＝16%，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，雙鏈DNA分子中，A＝（A1+A2）÷2，計(jì)算可得A2＝29%，同理，C＝（C1+C2）÷2，解得C2＝18%，B正確，ACD錯(cuò)誤。5.分析某生物的雙鏈DNA分子，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的64%，又知一條鏈上的腺嘌呤占該鏈全部堿基的30%，則另一條鏈中腺嘌呤占整個(gè)DNA分子堿基的比例是（）A．17% B．32% C．34% D．50%已知雙鏈DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的64%，即A+T=64%，則A=T=32%，C=G=50%﹣32%=18%，又已知一條鏈上的腺嘌呤占該鏈全部堿基的30%，即A1=30%，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A=(A1+A2)/2，可得A2=34%，則其占整個(gè)DNA分子中的比例為34%/2=17%，A正確，BCD錯(cuò)誤。6．一條雙鏈DNA分子，G和C占全部堿基的44％，其中一條鏈的堿基中，26％是A，20％是C，那么其互補(bǔ)鏈中的A和C分別占該鏈全部堿基的百分比及雙鏈DNA分子中堿基A所占的比例是（

）A．28％和22％、28%B．30％和24％、28%C．26％和20％、24% D．30％和24％、26%已知DNA分子中，G和C占全部堿基的44%，即C+G=44%，則C=G=22%、A=T=50%-22%=28%．又已知一條鏈的堿基中，A占26%，C占20%，即A1=26%、C1=20%，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A=（A1+A2）÷2，則A2=30%，同理C2=24%。綜上互補(bǔ)鏈中的A和C分別占該鏈全部堿基的百分比為30％和24％，雙鏈DNA分子中堿基A所占的比例是28%。7.某雙鏈DNA分子含1000個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上所含堿基中A與T之和占60%，C占15%，該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸和鳥嘌呤脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)分別為（

）A．2400、1600 B．1800、1200 C．1200、800 D．600、4001個(gè)DNA中含有1000個(gè)堿基對(duì)，即2000個(gè)堿基，每條鏈含有1000個(gè)堿基，其中一條鏈上含有的堿基中A1與T1之和占60%，即A1+T1=1000×60%=600個(gè)，由于DN