高中生物 第三章 第二节 NA分子的结构课件 新人教版必修2.ppt

第2节dna分子的结构 是世界上曾获得两次诺贝尔奖的四位得主之一 也是唯一一位两次独自获奖的得主 诺贝尔化学奖和和平奖 l c pauling 1901 1994 美国加州理工学院 氨基酸链的 螺旋状结构 富兰克琳 r e franklin 1920 1958年 威尔金斯 m willikins 1916 2004年 franklin拍摄的dna的x衍射图 franklin是最早认定dna具有双螺旋结构的科学家 不仅运用x射线衍射技术拍摄到了清晰而优美的dna照片 为探明其结构提供了重要依据 她还精确地计算出dna分子内部结构的轴向与距离 英国伦敦国王学院 克里克 franciscrick 沃森 jameswatson 英国剑桥大学卡文迪什实验室 1916 2004年 1928 请写出dna的基本单位 并尝试连接成长链 一 dna双螺旋结构模型的构建 1 2 3 4 5 dna的基本单位 脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核苷酸的种类 4种 dna的基本单位 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸连接成长链 脱氧核苷酸之间靠磷酸连接 3 5 磷酸二酯键 资料一 1951年11月 沃森听了富兰克林关于dna结构的学术报告 随后沃森和克里克以富兰克林提供的dna衍射图谱的有关数据为基础 推算出dna分子呈螺旋结构 但由于沃森过于自信 在听报告时没做任何笔记 记不清富兰克林测量的dna样品中水的精确含量 两人就这样带着这一关键性的错误信息开始了充满激情的工作 几星期后 沃森和克里克构建出三螺旋结构模型 这个模型很快被威尔金斯和富兰克林否定了 因为dna分子中水的含量几乎是沃森假定的十倍 资料二 1953年2月8日 克里克和沃森从威尔金斯那里拿到了一份关于dna研究报告的副本 这份报告里面有许多重要的线索 其中包括dna的结构具有特殊的对称性 意味着dna分子是由反向的两条链组成 1953年2月14日 在富兰克林不知情的情况下 威尔金斯对沃森出示了一幅富兰克林于1952年5月获得的b 型dna清晰x射线衍射照片 根据x射线的数据和密度的测量表明 dna是双螺旋结构 碱基位于双螺旋内侧 脱氧核糖 磷酸骨架在外侧 资料三 t c a g 内侧的碱基之间如何配对呢 沃森和克里克首先想到的是同种碱基配对 可是 有化学家指出他们的这种配对方式违反了化学规律 美国生物化学家查哥夫 erwinchargaff a tg c t c a g 氢键 保存于纽约科学博物馆的模型 1953年2月28日 第一个dna双螺旋结构的分子模型终于诞生了 dna空间结构模型的诞生 整个发现过程 就如同一个猜谜游戏 沃森和克里克利用别人已提供的线索 在最快的时间内求得了正确答案 难怪布拉格在为 双螺旋 写序时戏称他俩是 站在巨人的脚趾上 用该书译者的话来说 他们连爬上巨人肩膀上的功夫都没花 此言妙极 有人可能会说他们不劳而获 其实是混淆了艰苦的工作与艰苦的思维之间的关系 沃森和克里克的成功凭借的是一种稀缺的想像力 而不是艰苦的实验数据收集 这决不是投机取巧 对此 别人只能望尘莫及 沃森 克里克 威尔金斯获1962年的诺贝尔生理学或医学奖 富兰克林 1920 1958 死于卵巢癌 二 dna分子的结构 g t a c 由磷酸和脱氧核糖在外侧构成基本骨架 内侧碱基 氢键 dna分子的立体结构 三 尝试制作dna双螺旋结构模型 预期目标 能够结合dna双螺旋结构模型的制作过程 从以下几方面概述dna分子结构的主要特点 1 dna基本单位怎样连接成长链 2 两条链的位置关系 怎样在模型上体现 3 碱基通过什么结构连接形成碱基对 碱基配对遵循的原则 4 螺旋方式有几种 特别提醒 碱基的排列顺序是一定的吗 1 碱基互补配对有关计算 设dna一条链为1链 互补链为2链 根据碱基互补配对原则可知 a1 t2 a2 t1 g1 c2 g2 c1 则在dna双链中 a t g c 1 1 推理 推论 1 1 a 双链dna分子中相互配对碱基 a与t g与c 的和的比值等于其中任何一条链的相应比值 同理 推理 碱基比率的规律性在双链dna分子中 根据碱基互补配对原则 即a t g c 可推出以下比例关系 常数关系 a g 双链 50 t c 双链 50 a t g c 1 a g t c 1 倒数关系 如某单链中 a g t c k 则其互补链中 a g t c 1 k 等数关系 a t 单链 a t 互补链 1 2 a t 双链 g c 单链 g c 互补链 1 2 g c 双链 知识小结 有关dna中的碱基计算 1 某双链dna分子中 g占23 求a占多少 解析 因为dna分子中 a g t c 所以 a 50 23 27 2 在dna的一个单链中 a g t c 0 4 上述比例在其互补链和整个dna分子中分别是多少 若dna的一个单链中 a t g c 0 4 上述比例在其互补链和整个dna分子中分别是多少 2 51 0 40 4 3 某双链dna分子中 a与t之和占整个dna碱基总数的54 其中一条链上g占该链碱基总数的22 求另一条链上g占其所在链碱基总数的百分含量 解析一 设dna分子碱基总数为100 已知 a t 54 则g c 46 所以 g1 c1 g2 c2 23 所以 c2 g1 11 则 g2 23 11 12 解析二 因为g2 c1 24 4 某dna分子中a t占整个dna分子碱基总数的34 其中一条链上的c占该链碱基总数的28 那么 对应的另一条互补链上的c占该链碱基总数的比例是多少 38 5 在含有四种碱基的dna区段中 有腺嘌呤a个 占该区段全部碱基的比例为b 则 b 0 5b b 0 5c 胞嘧啶为a 1 2b 1 d 胞嘧啶为b 1 2a 1 c 6 分析一个dna分子时 发现30 的脱氧核苷酸含有a 由此可知 该分子中一条链上g含量的最大值可占此链碱基总数的多少 40 1 某双链dna分子的碱基中 鸟嘌呤占30 则胸腺嘧啶为 2 一个dna分子的碱基中 腺嘌呤占20 那么在含有100个碱基对的dna分子中 胞嘧啶应是 3 dna分子的一条单链中 a 20 t 22 求整个dna分子中g 20 60个 29 4 2000上海 由120个碱基组成的dna分子片段 可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息 其种类数最多可达 a 4120b 1204c 460d 604 c 练习 5 已知在dna分子中的一条单链 a g t c m时 求 1 在另一互补链中这一比例是多少 1 m 2 这个比例关系在整个分子中又是多少 1 3 在另一互补链中这一比例是多少 n 4 这个比例在整个dna分子中又是多少 n 6 从某生物组织中提取dna进行分析 其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46 又知dna的一条链 h链 所含的碱基中28 是腺嘌呤 问与h链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 26 24 14 11 a 当在一单链中 如果 a t g c n时 求 基础知识简答 1 沃森和克里克于年提出了著名的模型 为合理地解释遗传物质的奠定了基础 2 dna又称 组成它的基本单位是 由一分子 一分子 一分子组成 组成dna的碱基共有种 符号表示为 脱氧核苷共有种 名称是 1953 dna双螺旋 各种功能 脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 4 atgc 4 胞嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 3 dna的双螺旋结构是由平行的长链而成 排在外侧的和交替连接构成基本骨架 通过连接起来的排列在内侧