生物-《DNA分子的结构》（人教版必修2）

1、北京中关村北京中关村DNA双螺旋结构双螺旋结构“生命生命”雕塑，雕塑，如今已被看作中关村的标志，受到各界好评。如今已被看作中关村的标志，受到各界好评。 在北京大学生命科学学院，也有一座类似的在北京大学生命科学学院，也有一座类似的雕塑，可北大的这个雕塑却因旋转方向的问雕塑，可北大的这个雕塑却因旋转方向的问题，使北京大学惹上了官司，这是怎么回事！题，使北京大学惹上了官司，这是怎么回事！同学们有没有听说过这个案件？同学们有没有听说过这个案件？ 提示提示:北大向某公司定了座北大向某公司定了座“DNA雕塑雕塑”， 并按双方选定的图并按双方选定的图纸签了合同。后来公司如期交付安装，北大也支付了全部费用。纸

2、签了合同。后来公司如期交付安装，北大也支付了全部费用。但雕塑参展一段时间后，一位北大教授发现双螺旋雕塑的螺旋但雕塑参展一段时间后，一位北大教授发现双螺旋雕塑的螺旋方向反了方向反了,呈顺时针方向螺旋上升，而呈顺时针方向螺旋上升，而50年前发现的双螺旋结构年前发现的双螺旋结构是呈逆时针旋转的。后来公司为北大重做了雕塑，并要求北大是呈逆时针旋转的。后来公司为北大重做了雕塑，并要求北大支付二次制作的成本费，北大拒绝。该公司就把北大告上了法支付二次制作的成本费，北大拒绝。该公司就把北大告上了法庭。庭。 一一.DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建阅读课本P47-48的故事，思考它带个你的启示，并

3、尝试总结DNA双螺旋结构模型的特点。课前预习！讨论讨论1：（1）沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？又涉及到哪些学科的知识和方法？（2）沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？（3）沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启示？在生命的旋梯上 沃森（左）和克里克（右）沃森（左）和克里克（右）1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？3、DNA中的碱基是如何配对的？他们位于

4、DNA的什么部位？两条链，螺旋结构两条链，螺旋结构磷酸磷酸脱氧核糖，在螺旋外部脱氧核糖，在螺旋外部A与与T配对，配对，G与与C配对；排在螺旋内部配对；排在螺旋内部讨论讨论2：二、DNA分子的结构一一. DNA的的基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸 1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A GC T化学元素组成：C H O N P腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类(4种)A脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸G脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸C脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸T脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷

5、酸ATGC磷酸二酯键磷酸二酯键（1）可以在脱氧核苷酸的）可以在脱氧核苷酸的哪些部位把它们连接起来？哪些部位把它们连接起来？（2）结合课本图，）结合课本图，给出正确的连接部位。给出正确的连接部位。AAAGGCCATTTGGCTCAAAGGCCA探究任务2：DNA分子的两条脱氧核苷酸链具有什么联系思考：1.这两条脱氧核苷酸链能构成DNA分子吗？2.有哪些错误，该如何改正？现在还有问题吗？现在还有问题吗？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氢键氢键探究任务探究任务3 3：如

6、何将两条脱氧核苷酸链连接固定？：如何将两条脱氧核苷酸链连接固定？A只和T配对、G只和C配对，是因为嘌呤分子大于嘧啶分子，而构成DNA的两条链是平行的，要保持两条链平行，只有嘌呤和嘧啶配对，碱基对的长度才一样。还因为A和T都刚好能形成两个氢键，G和C能形成三个氢键，这说明配对的双方形状是相互匹配的，就像课本图3-11那样。AAATTTGGGGCCCATC两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链DNA的平面结构的平面结构（1） DNA分子的两条脱分子的两条脱氧核苷酸长链反向平行氧核苷酸长链反向平行。AAATTTGGGGCCCATC两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链DNA的平面结构的平面结构（1） D

7、NA分子的两条脱分子的两条脱氧核苷酸长链反向平行氧核苷酸长链反向平行。（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，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。AAATTTGGGGCCCATC（1） DNA分子的两条脱分子的两条脱氧核苷酸长链反向平行氧核苷酸长链反向平行。（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，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。（3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过过氢键氢键连结起来，形成连结起来，形成碱基对，且遵循碱基对，且遵循碱基互

8、碱基互补配对原则补配对原则。两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链DNA的平面结构的平面结构DNA的结构模式图DNADNA的空间结构的空间结构从图中可见从图中可见DNADNA具有规则具有规则的双螺旋空的双螺旋空间结构间结构三.DNA分子结构特性1.长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的 每一个每一个DNA分子具有特分子具有特定的碱基（对）排列顺序定的碱基（对）排列顺序GATCAATTCCGG 稳定性稳定性多样性多样性特异性特异性2.两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列在外侧，构成基本骨架基本骨架。碱基排列在内侧，碱基互补配对原则保持双双链平行链平行，氢键的作用力保氢键的作用力保持双链结持双链结构牢固

9、构牢固.小结小结二、二、DNADNA分子的结构分子的结构三、三、DNADNA分子结构特性分子结构特性一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建12345678109GTCA1. 胞嘧啶2. 腺嘌呤3. 鸟嘌呤4. 胸腺嘧啶5. 脱氧核糖6. 磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对9. 氢键10. 一条脱氧核苷酸链的片段下面是下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中的分子的结构模式图，说出图中110的名称。的名称。 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

10、 A2 2=T=T1 1， GG1 1 = C = C2 2 ， GG2 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%（P23P23导学案第导学案第2 2题）题）A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链

11、双链例题例题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%双链双链DNADNA分子中，两条链中分子中，两条链中(A(A总总+T+T总总) ) %=(A%=(A1 1+T+T1 1)%=(A)%=(A2 2+T+T2 2)%)% ，且，且A A1 1+T+T1 1=1/2 =1/2 (A(A总总+T+T总总) ) A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +

12、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 2A 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 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碱基总数碱基总数的的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

13、条链上。求另一条链上G G占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。24%24%（G+CG+C）1 12 2GG1 1 +C +C1 1GG2 2 +C +C2 2= = =A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% G1G1A1+T1+G1+C1A1+T1+G1+C1=22%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 1GG1 1+C+C1 1A A2 2 +T +T2 2G G 2 2 +C +C2 2= = =规律：互补

14、碱规律：互补碱 基和之比相等基和之比相等例：某例：某DNA分子中，当分子中，当A+T/G+C在一单链中为在一单链中为0.4时，在时，在其互补链中这个比例是：其互补链中这个比例是： 0.4双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中非互补碱基和之比分子中，互补的两条链中非互补碱基和之比互为倒数。互为倒数。DNADNA分子中分子中A+G/T+CA+G/T+C之比相等。之比相等。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 ; A 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DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算1. 某生物细胞DNA分子的碱中，腺嘌呤的分子数占22，那么，胞嘧啶的分子数占（ ） A11 B22