江苏省海头高级中学高中生物DNA分子的结构必修PPT学习教案

1、会计学1江苏省海头高级中学高中生物江苏省海头高级中学高中生物DNA分子分子的结构必修的结构必修胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（）鸟嘌呤（G）因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4种种腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸第1页/共33页 这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革命性的发现”，两位科学家获得了1962年度诺贝尔生理学或医学奖。 1953年，美国生物学家沃森（

2、JD.Watson，1928）和英国物理学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。第2页/共33页在生命的旋梯上沃森和克里克第3页/共33页第4页/共33页X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。DNA的的X射线衍射图射线衍射图富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA的的X射线衍射图射线衍射图第5页/共33页G与与C配对配对第6页/共33页AACCGGATTTGG CCTAAT之间形成之间形成2个氢键个氢键CG之间形成之间形成3个

3、氢键个氢键DNA碱基互补配对情况图解第7页/共33页讨论讨论2：1. DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？体结构？2. DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于们分别位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？3. DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？的什么部位？第8页/共33页DNA的结构模式图从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大DNADNA的空间结构的空间结构第9页/共33页AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基第10页/共33页碱基对碱基对另一

4、碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键氢键第11页/共33页AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。DNA分子的结构特点分子的结构特点第12页/共33页AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，核糖和磷酸交替连接

5、，排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本骨架骨架；碱基在内侧。；碱基在内侧。DNA分子的结构特点分子的结构特点第13页/共33页AAATTTGGGGCCCATC你知道右图结构中的哪个结构是稳定不变的哪个结构是千变万化的？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。第14页/共33页你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。 DNA分子的分子的特异性就体现在特异性就体现在特定的碱基（对特定的碱基（对）排列顺序中。）排列顺序中。第15页/共33页DNA分子的特性：分子的特性：多样性：多

6、样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。特异性：特定的特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。稳定性：稳定性：第16页/共33页磷酸、脱氧核糖磷酸、脱氧核糖 交替连接交替连接 构成基本骨架；构成基本骨架；碱基；碱基；2条链上的碱基通过条链上的碱基通过氢氢键键形成形成碱基对碱基对3.内侧内侧:2.外侧：外侧：1.由由2条链按条链按反向平行方式反向平行方式盘绕成双螺盘绕成双螺旋结构；旋结构；第17页

7、/共33页答：答：DNA通过通过碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序 （即为脱氧核苷酸的排列顺序）（即为脱氧核苷酸的排列顺序） 储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息思考题：思考题：DNA是遗传物质，储存着大是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么量的遗传信息，那么DNA是通过什么是通过什么储存大量的遗传信息？储存大量的遗传信息？第18页/共33页DNADNA分子的结构分子的结构小结小结化学组成：化学组成：基本组成单位：四种脱氧核苷酸基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸空间结空间结构构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链

8、两条脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则分子结构的多样性和特异性分子结构的多样性和特异性第19页/共33页设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， G G2 2 =C =C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = C可引申为：可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C A+G=T+C 即即A+

9、G/T+C=1A+G/T+C=1双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其等于其中任何一条链的中任何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A A2 2 +T+T2 2G G 2 2 +C +C2 2= = =A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双双链链第20页/共33页双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互为倒数。互为倒数。A A1 1+ +GG1 1T T

10、1 1 + +C C1 1T T2 2 + +C C2 2A A2 2 + +GG2 2= =A A 1 1+ +C C1 1T T1 1 + +GG1 1T T2 2 + +G G2 2A A2 2 + +C C2 2= =双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，其中任何占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +

11、T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A A1 1 +T +T1 1（A+TA+T）1 12 2= = =A A2 2 +T+T2 2第21页/共33页同理：同理：G+CG+CA+T+G+CA+T+G+C= = =A A1 1 + +T T1 1 + +GG1 1 + +C C1 1GG1 1 + +C C 1 1A A2 2 + +T T2 2 + +GG2 2 + +C C2 2GG2 2 + +C C2 2（G+CG+C）1 12 2G G1

12、 1 + +C C1 1G G2 2 + +C C2 2= = =第22页/共33页1 1、某双链、某双链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： 因为因为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%2 2、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上，上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G

13、+C=0.4，上述比，上述比例在其互补链和整个例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 1 ; 2.5 1 ; 0.4 0.40.4 0.4第23页/共33页3 3、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总碱基总数的数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在占其所在链碱基总数的百分含量。链碱基总数的百分含量。24%24%第24页/共33页4 4、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整个占整个DNADNA分子

14、碱基总数的分子碱基总数的34%34%，其中一条链上的，其中一条链上的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%28%，那，那么，对应的另一条互补链上的么，对应的另一条互补链上的C C占该链碱基总数的比占该链碱基总数的比例是多少？例是多少？38%38%5 5、在含有四种碱基的、在含有四种碱基的DNADNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a a个，占该区段全部碱基的比例为个，占该区段全部碱基的比例为b b，则，则 （ ) ) A.A.b0.5 B. b0.5b0.5 B. b0.5C.C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2ba(1/2b1) D.1) D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a b(1/2a 1)

15、1)C C6 6、分析一个、分析一个DNADNA分子时，发现分子时，发现30%30%的脱氧核苷酸含有的脱氧核苷酸含有A A，由此可知，该分子中一条链上由此可知，该分子中一条链上GG含量的最大值可占此链碱基含量的最大值可占此链碱基总数的多少？总数的多少？40%40%第25页/共33页1 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤占分子的碱基中，鸟嘌呤占30%30%，则，则胸腺嘧啶为胸腺嘧啶为_2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%20%，那么，那么在含有在含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子中，胞嘧啶应是分子中，胞嘧啶应是_3 3

16、、 DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求，求整个整个DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 60个个29%第26页/共33页5.5.已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m (A+G)/(T+C)= m 时时, ,求求: :(1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ? 1/m(2) (2) 这个比例关系在整个分子中又是多少这个比例关系在整个分子中又是多少? ?1(3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ?n(4)(4)这个比

17、例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?n当在一单链中当在一单链中, ,如果如果(A+T)/(G+C)=n (A+T)/(G+C)=n 时时, ,求求: :第27页/共33页6:6:从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析, ,其四种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比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的碱基数的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一条链的一条链(H(H链链) )所含所含的碱基中的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,问与问与H H链相对应的另链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的一条链中腺嘌呤

18、占该链全部碱基数的 ( )( )、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A第28页/共33页基础知识简答基础知识简答1 1、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 模型，为合理地解释遗传物质的模型，为合理地解释遗传物质的 奠定了基础。奠定了基础。2 2、DNADNA又称又称 ，组成它的基本单位是，组成它的基本单位是 （由一分子（由一分子 、一分子、一分子 、一、一分子分子 组成）。组成组成）。组成DNADNA的碱基共有的碱基共有 种（符种（符号表示为号表示为 ），脱氧核苷共有），脱氧核苷共有 种（名称是种（名称是 、 、 、 。1953 1953

19、 DNADNA双螺旋双螺旋各种功能各种功能脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基4 4A T G CA T G C4 4胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸第29页/共33页1 _3 _4 _5 _6 _7 _8 _9 _2 _10 _胞嘧啶胞嘧啶腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸碱基对碱基对氢键氢键脱氧核苷酸链片段脱氧核苷酸链片段（DNADNA单链片段）单链片段）写出图中写出图中1-101-10的名称的名称第30页/共33页50也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A + GT C1（ ）（ ）（ ）（ ）规律概括：在规律概括：在DNA双链中，任意两个不