DNA分子的结构1课时课件生物高一必修二第三章第二节人教版

1、第三章第三章 基因的本质基因的本质第二节第二节 dnadna分子的结构分子的结构学习目标学习目标知识技能知识技能： 1、理解、理解dna双螺旋结构模型的构建过程。双螺旋结构模型的构建过程。 2、概述、概述dna分子结构的主要特点。分子结构的主要特点。过程与方法过程与方法： 1、培养自学能力，在自学中领悟知识，去发现问题和、培养自学能力，在自学中领悟知识，去发现问题和 解决问题。解决问题。 2、就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析，、就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析，领悟假说领悟假说演绎法和模型方法在这些研究中的应用。演绎法和模型方法在这些研究中的应用。情感目标情感目标： 1、认

2、识到人与人合作在科学研究中的重要性。、认识到人与人合作在科学研究中的重要性。 2、认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善、认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。的过程。生物的遗传物质是什么？生物的遗传物质是什么？核酸核酸（dna 或或rna）生物主要的遗传物质是什么生物主要的遗传物质是什么？dna一、导入新课：一、导入新课：二、二、dna双螺旋结构模型的构双螺旋结构模型的构建建1.1.当时科学界已经发现的证据有：组成当时科学界已经发现的证据有：组成dnadna分子的单位是分子的单位是脱氧核苷酸；脱氧核苷酸；dnadna分子是由含分子是由含4 4种碱基的脱氧核苷酸长种碱基的脱

3、氧核苷酸长链构成的。链构成的。2.2.英国科学家威尔金斯和富兰克林提供英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的的dnadna的的x x射线衍射图谱；射线衍射图谱；m.wilkins(1916)r.e.franklin(19201958)dna衍射衍射图谱图谱3.3.奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果: :腺嘌呤腺嘌呤(a)(a)的量的量= =胸腺嘧啶胸腺嘧啶(t)(t)的量的量鸟嘌呤鸟嘌呤(g)(g)的量的量= =胞嘧啶胞嘧啶(c)(c)的量的量 沃森和克里克根据当时掌握的资沃森和克里克根据当时掌握的资料，通过不懈努力，最终构建出料，通过不懈努力，最终构建出了正

4、确的了正确的dnadna模型。模型。19531953年，他年，他们撰写的们撰写的核酸的分子结构核酸的分子结构脱氧核糖核酸的一个结构模型脱氧核糖核酸的一个结构模型论文在论文在自然自然杂志上刊登，引杂志上刊登，引起了极大的轰动。起了极大的轰动。19621962年，沃森、年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研克里克和威尔金斯三人因这一研究成果而共同获得了诺贝尔生理究成果而共同获得了诺贝尔生理学和医学奖。学和医学奖。j.d.watson f.crick (1928) (19162004)4、沃森和克里克、沃森和克里克三、三、dna分子的结构分子的结构1.1.组成元素：组成元素：c c、h h、o o、

5、n n、p p2.2.基本单位：基本单位：脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（4 4种）（每个脱氧核苷酸由一分子种）（每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基构成）磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基构成）脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸a (腺嘌呤腺嘌呤)t (胸腺嘧啶胸腺嘧啶)c（胞嘧啶）（胞嘧啶）g（鸟嘌呤）（鸟嘌呤）a at tg gc ct tg gc ca a3.dna3.dna的平面结构：的平面结构：4.dna4.dna的空间结构的空间结构双螺旋结构双螺旋结构五种元素：五种元素：四种碱基：四种碱基：三种物质：三种物质：两条长链：两条长链：一种螺旋：一种螺旋： c c、h h

6、、o o、n n、p p a a、g g、c c、t t，相应的四种脱氧核苷酸，相应的四种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条反向平行的脱氧核苷酸链两条反向平行的脱氧核苷酸链 规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构dna的结构和组成可用的结构和组成可用“五四三二一五四三二一”表表示示 3 3、dnadna中的碱基是靠什么连接起来的？遵循中的碱基是靠什么连接起来的？遵循什么原则？什么原则？2 2、dnadna分子外侧排列的是什么？内侧排列的分子外侧排列的是什么？内侧排列的是什么？磷酸和脱氧核糖的排列有什么规是什么？磷酸和脱氧核糖的排列有什么规律？哪一部分是律？哪一部分是d

7、nadna的基本骨架？的基本骨架？1 1、dnadna具有怎样的立体结构？它是由几条链具有怎样的立体结构？它是由几条链构成的？两条链的方向如何？构成的？两条链的方向如何？阅读教材阅读教材49页，思考：页，思考：四、四、dnadna分子的结构特点分子的结构特点aattggggcccatc（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分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧。碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过氢

8、键氢键连结起来，形成碱基连结起来，形成碱基对，且遵循对，且遵循碱基互补配对碱基互补配对原则原则。dna分子的结构特点：分子的结构特点：“反向平行反向平行”怎么理解？怎么理解？apgpcptpapgpcptp5 53 33 35 5碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱碱基对基对，且，且a a只和只和t t配对、配对、c c只和只和g g配对，这种碱配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配碱基互补配对原则对原则。a at tggc c氢键氢键碱基配对碱基配对aattggggcccatc两条长链上的

9、脱两条长链上的脱氧核糖与磷酸交氧核糖与磷酸交替排列的顺序是替排列的顺序是稳定不变的。稳定不变的。长链中的碱基对长链中的碱基对的排列顺序是千的排列顺序是千变万化的。变万化的。dnadna分子的特性分子的特性稳定性稳定性多样性多样性3、特异性：、特异性： 特定的特定的dnadna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。 dnadna分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息. .思考题：思考题：dnadna是遗传物质，储存着大量的遗传信是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么息，那么dnadna是通过什么储存大量的遗传信息？是通过什么储存大量的遗传信

10、息？ dna dna通过碱基对的排列顺序（即为脱氧核苷通过碱基对的排列顺序（即为脱氧核苷酸的排列顺序）储存大量的遗传信息。酸的排列顺序）储存大量的遗传信息。不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对的排列顺序肯定不同。的排列顺序肯定不同。思考：每个思考：每个dnadna分子各自的碱基排列顺分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？序是特定的吗？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，任意两个非互补碱基之双链中，任意两个非互补碱基之和和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。a+t

11、+c+ga+t+c+ga + c t + ga + c t + g相等相等50你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。律。五、碱基比例的计算：五、碱基比例的计算：a + gt c= a a t t ，g g c c a+ga+gt+c =a+c =t+g =50%t+c =a+c =t+g =50%（ ）（ ）=（互补的碱基数相等）（互补的碱基数相等）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。根据碱基互链。

12、根据碱基互补配对原则可知：补配对原则可知：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+g/t+c=1a+g/t+c=1或或a+g/a+t+g+c=50%a+g/a+t+g+c=50%或或a%=50%-g%a%=50%-g%a a 1 1t t 2 2t t 1 1a a2 2gg 1 1c c 2 2c

13、c 1 1gg 2 2dnadna双链双链例题例题1 1、某双链、某双链dnadna分子中，分子中，g g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%23%=27%a=50%23%=27%规律总结：规律总结：双链双链dnadna分子中分子中a+t/g+ca+t/g+c等于其中任何一条链的等于其中任何一条链的a+t/g+ca+t/g+c。a+ta+tg+cg+ca a1 1+t+t1 1g g1 1+c+c1 1a a2 2 +t +t2 2g g2 2 +c +c2 2= = =双链双链dna

14、dna分子中，非互补的两条链中分子中，非互补的两条链中a+g/t+ca+g/t+c互为倒数。互为倒数。在在dnadna分子中，分子中，a+g/c+t=1a+g/c+t=1a a 1 1t t 2 2t t 1 1a a2 2gg 1 1c c 2 2c c 1 1gg 2 2dnadna双链双链a a1 1+g+g1 1t t1 1 +c +c1 1 = a= at t2 2 +c +c2 2a a2 2 +g +g2 2 = 1/a= 1/a例题例题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，上述比例在其互补链和整个上述比例在其互补链和

15、整个dnadna分子中分别分子中分别是多少？是多少？2.5 1 ; 2.5 1 ; =n n互补的两碱基之和在单、双链中所占比例相等互补的两碱基之和在单、双链中所占比例相等a a 1 1t t 2 2t t 1 1a a2 2gg 1 1c c 2 2c c 1 1gg 2 2dnadna双双链链双链双链dnadna分子中，分子中，a+ta+t占整个占整个dnadna分子碱基总数的百分比分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中等于其中任何一条链中a+ta+t占该链碱基总数的百分比，其占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链中任何一条链a+ta+t是整个是整个dnadna分子分子a+ta+t的一半

16、。的一半。a+ta+ta+t+g+ca+t+g+ca a1 1 +t +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（g+cg+c）1 12 2gg1 1 +c +c1 1gg2 2 +c +c2 2= = =例题例题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碱基总数的碱基总数的54%54%，其中一条链上，其

17、中一条链上g g占该链碱占该链碱基总数的基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上g g占其所在链碱占其所在链碱基总数的百分含量。基总数的百分含量。a at=54% g+c=46% t=54% g+c=46% 24%24%dna化学组成化学组成dnadna的双的双螺旋结构螺旋结构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸4种种元素组成：元素组成：c、h、o、n、pdnadna分子的特性：稳定性、多样性和特异性分子的特性：稳定性、多样性和特异性由两条由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋的脱氧核苷酸长链盘旋而成。而成。外侧外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架构成基

18、本骨架 ， 碱基排列在碱基排列在内侧内侧。dnadna分子分子两条链上的碱基两条链上的碱基通过通过氢键氢键连接成连接成碱基对。碱基对。且遵循且遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则12345678109gtca10. 一条脱氧核苷酸链的一条脱氧核苷酸链的片段片段课堂练习课堂练习1下面是下面是dna的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中110的名称。的名称。1. 胞嘧啶胞嘧啶 2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鸟嘌呤鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脱氧核糖脱氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对碱基对9. 氢键氢键c2已知已知1个个dna分子中有分子中有1800个碱基对，其中个碱基对，其中胞嘧啶有胞嘧啶有1000个，这个个，这个dna分子中应含有的脱分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是是（ ） a 1800个和个和800个个 b 1800个和个和l800个个 c 3600个和个和800个个 d 3600个和个和3600个个3.3.某某dnadna分子的一条单链中分子的一条单链中,a,a占占2020,t,t占占3030，则该则该dnadna分子中的分子中的c c占全部碱基的（占全部碱基的（ ）。）。25%解析解析:一条链上一条链上a占占20,t