3.2DNA的結(jié)構(gòu)課件高一下學(xué)期生物人教版必修22

第3章基因的本質(zhì)第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)問題探討坐落于北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑，以它簡潔而獨(dú)特的雙螺旋造型吸引著過往行人。你知道為什么將它作為高科技的標(biāo)志嗎？上網(wǎng)查閱有關(guān)DNA的信息，收集你感興趣的資料與同學(xué)交流共享。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的揭示是劃時(shí)代的偉大發(fā)現(xiàn)，在生物學(xué)的發(fā)展中具有里程碑式的意義。弄清楚DNA結(jié)構(gòu)，以及測定DNA序列等應(yīng)用了很多高科技技術(shù)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的揭示也說明科學(xué)和技術(shù)是相互支持，密不可分的。沃森克里克我能幫你理解生物學(xué)內(nèi)容我能幫你理解物理學(xué)原理一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1、建立者：沃森和克里克2、構(gòu)建過程①已知DNA的組成不清楚這4種脫氧核苷酸是如何構(gòu)成DNA的科學(xué)界認(rèn)識(shí)到：DNA是以4種___________為單位連接而成的長鏈。脫氧核苷酸這4種脫氧核苷酸分別含有________________4種堿基。A、T、G、C威爾金斯富蘭克林威爾金斯和富蘭克林應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。2、構(gòu)建過程②推測DNA為螺旋結(jié)構(gòu)沃森

1951年，威爾金斯在一場關(guān)于DNA演講上展示了兩張用X射線做的DNA衍射照片。二十出頭的沃森便是觀眾之一。2、構(gòu)建過程②推測DNA為螺旋結(jié)構(gòu)沃森和克里克嘗試搭建了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型,但都被否定了。英國生物物理學(xué)家威爾金斯和他的同事富蘭克林應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。沃森和克里克主要以該照片的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)?！癤”形意味著DNA分子是螺旋的×在DNA中，腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量；鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量2、構(gòu)建過程③查哥夫法則查哥夫法則給了沃森和克里克什么啟示？A與T配對,G與C配對a.堿基安排在雙鏈螺旋______。b.脫氧核糖-磷酸骨架安排在螺旋______。c.A與T配對,G與C配對(堿基互補(bǔ)配對原則)d.DNA兩條鏈的方向_____。2、構(gòu)建過程④DNA雙螺旋模型搭建成功內(nèi)部外部相反A-T堿基對與G-C堿基對具有相同的形狀和直徑DNA分子具有恒定的直徑解釋A=T、G=C的數(shù)量關(guān)系成功的證據(jù)12、構(gòu)建過程④DNA雙螺旋模型搭建成功成功的證據(jù)2金屬材料制作的模型X射線衍射照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建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)。1962年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)富蘭克林于1958年因病去世，無緣諾貝爾獎(jiǎng)威爾金斯克里克沃森科學(xué)啟示沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你哪些啟示？提示：要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；要善于與他人交流、合作，閃光的思想是在交流與碰撞中獲得的；研究小組成員在知識(shí)背景上最好是互補(bǔ)的，對所從事的研究要有興趣和激情等。1.DNA分子的結(jié)構(gòu)層次①元素組成：C、H、O、N、P②3種小分子磷酸含氮堿基O③基本單位1′2′4′5′3′O脫氧核糖核苷酸二、DNA的結(jié)構(gòu)脫氧核糖脫氧核糖上與堿基相連的碳叫1’—C，與磷酸基團(tuán)相連的碳叫5’—C④脫氧核苷酸長鏈5′3′O1′2′4′5′3′AO1′2′4′5′3′CO1′2′4′5′3′GO1′2′4′5′3′T磷酸二酯鍵1.DNA分子的結(jié)構(gòu)層次DNA的一條單鏈有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，這一端稱為5’

端，另一端有一個(gè)羥基（—OH），稱為3’

端CH2

HOHHHHH堿基

磷酸

⑤兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈5′3′3′5′O1′2′4′5′3′O1′2′4′5′3′O1′2′4′5′3′O1′2′4′5′3′ACGTO1＇2＇3＇4＇5＇O1＇2＇3＇4＇5＇O1＇2＇3＇4＇5＇O1＇2＇3＇4＇5＇TGCA1.DNA分子的結(jié)構(gòu)層次反向平行⑥兩條鏈的相鄰堿基之間形成氫鍵氫鍵1.DNA分子的結(jié)構(gòu)層次堿基互補(bǔ)配對原則：A=T（2個(gè)氫鍵）；G≡C（3個(gè)氫鍵）氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。即G與C含量越多，氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定堿基對⑦形成雙螺旋結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)1.DNA分子的結(jié)構(gòu)層次二、DNA的結(jié)構(gòu)⑴DNA分子一般是由

條單鏈組成的，這兩條鏈按

方式盤旋成

結(jié)構(gòu)。⑵DNA分子中的

交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成

；

排列在內(nèi)側(cè)。兩反向平行雙螺旋脫氧核糖和磷酸基本骨架堿基⑶兩條鏈上的堿基通過

連接起來，形成

，且遵循

。氫鍵堿基對堿基互補(bǔ)配對原則2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)二、DNA的結(jié)構(gòu)思考下列問題①一個(gè)鏈狀DNA分子含有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？②一個(gè)脫氧核糖連接幾個(gè)磷酸？③兩條鏈的相鄰堿基之間通過什么相連？④一條鏈上相鄰的兩個(gè)堿基通過什么連接？氫鍵1個(gè)或2個(gè)2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖TACGGCATGCGCAT5′3′5′3′課堂檢測1、一條DNA單鏈的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互補(bǔ)鏈的序列是(

）A.5'-CTATGG-3'B.5'-GATACC-3'5'-GGTATC-3'D.5'-CCATAG-3’2．下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()A．DNA分子徹底水解后可獲得4種不同的小分子物質(zhì)B．細(xì)胞內(nèi)的DNA均是由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成的鏈狀分子C．一個(gè)雙鏈DNA分子中的嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)均占?jí)A基總數(shù)的50%D．從DNA分子雙鏈的一端起始，一條單鏈?zhǔn)菑?′-端到3′-端，則另一條鏈也是從5′-端到3′-端

CC3、有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有一個(gè)腺嘌呤，則它的其他組成是（）A．三個(gè)磷酸、三個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶

B．二個(gè)磷酸、二個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胞嘧啶

C．二個(gè)磷酸、二個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶

D．二個(gè)磷酸、二個(gè)脫氧核糖和一個(gè)尿嘧啶C課堂檢測3.DNA分子結(jié)構(gòu)特性①多樣性②特異性③穩(wěn)定性n個(gè)堿基對構(gòu)成的DNA具有4n種堿基排列順序。每個(gè)DNA分子都有特定的堿基排列順序。(儲(chǔ)存遺傳信息)兩條鏈的磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變，堿基對的配對方式不變。二、DNA的結(jié)構(gòu)三、DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈1鏈2鏈根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。請據(jù)此完成以下推論（其中N1=N2）：

A＋G＝

＝

＝

＝

。T＋CA＋CT＋G1/2(A＋G＋T＋C)規(guī)律一：雙鏈DNA分子中嘌呤堿基總數(shù)＝嘧啶堿基總數(shù)，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和為堿基總數(shù)的一半。=A+GT+CT+GA+C=1A+CT+GT+CA+G==N1N2N三、DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算例1：某生物細(xì)胞DNA的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占22%，那么，胞嘧啶的分子數(shù)占（）A.11%

B.22%

C.28%

D.44%C例2：在含有4種堿基的DNA區(qū)段中，腺嘌呤有a個(gè)，占該區(qū)段全部堿基的比例為b，則（）A．b≤0.5B．b≥0.5C．胞嘧啶為a(1/2b-1)個(gè)D．胞嘧啶為b(1/2a-1)個(gè)CA1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈1鏈2鏈2、A1＋T1＝

；G1＋C1＝

。T2＋A2C2＋G2規(guī)律二：互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等，簡記為“補(bǔ)則等”。N1N2N三、DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。請據(jù)此完成以下推論（其中N1=N2）：A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1==nnn

若1鏈則2鏈雙鏈=

已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8％，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9％和17.1％，則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（

）

例3：某DNA中A+T占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是（）A.35%B.29%C.28%D.21%A例4：三、DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算A．32.9％和17.l％

B．31.3％和18.7％C．18.7％和31.3％

D．17.1％和32.9％BA1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈1鏈2鏈N1N2N規(guī)律三：非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒

數(shù)，簡記為“不補(bǔ)則倒”。三、DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。請據(jù)此完成以下推論（其中N1=N2）：T1+G1=m

A1+C1m1

若1鏈

1T2+G2

A2+C2=則2鏈

雙鏈

T+G

A+C=例5：某DNA雙鏈中，若一條鏈中=0.4，則其互補(bǔ)鏈中的比值為

；一條鏈中=0.4，則其互補(bǔ)鏈中的比值為

。0.4A+TC+GA+CT+G2.5三、DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算例6：在一個(gè)雙鏈DNA分子中，其中一條鏈上的(A＋T)/(G＋C)＝a，則另一條鏈上以及整個(gè)雙鏈DNA中上述比例分別是(

)A．a(chǎn)和a B．1/a和1C．a(chǎn)和1 D．a(chǎn)和1－aA7.一個(gè)DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多40%，兩者之和占該鏈堿基總數(shù)的24%，則該DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)的（）A.44%B.24%C.14%D.28%C8.某DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤占比是胞嘧啶占比的1.4倍，二者在該鏈的數(shù)量之和占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的24%，則此DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占其鏈堿基總數(shù)的()A．10% B．14%C．20% D．28%課堂小測D四、探究-實(shí)踐：制