高一生物DNA分子的结构

1、第二章 第 2节 DNA分子的结构,主讲人： 廖 毅,DNA结构模型雕塑,一、阅读47页-48页的DNA双螺旋结构的构建历程资料，回答下列问题：,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？它们分别位于DNA的什么部位？ 3.DNA中碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？ 4.上述资料中涉及到了哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有何 启示？ 5.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。他们的这种工作方式对你有何启示？,两条链，具有规则的双螺旋结构。,磷酸和脱氧核糖交替链接构成

2、DNA分子的骨架，位于外侧。,碱基之间一一对应，A-T,G-C,位于DNA分子的内侧。,主要涉及了物理学、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识；现代科学技术中有许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果，也说明各学科之间不是彼此孤立的，是可以交叉和渗透的。,要能够善于利用别人的研究成果和经验；要善于与他人交流沟通与合作。,二、寻找前人足迹，重走科学之路,1. 20世纪30年代，科学家们已经认识到：组成DNA分子的基本单位是 ，它是由 、 和 构成的。,问题1：这三个基团是如何构成DNA的基本单位-脱氧核苷酸的？,磷酸,含氮碱基,O,1,2,3,4,5,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,碱基,A,C,

3、T,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,G,脱氧核苷酸的种类,一条脱氧核苷酸链,问题2：作为DNA的基本组成单位，脱氧核苷酸又是怎样形成链状的大分子的呢？,磷酸二酯键,问题3：那一个DNA分子含有几条这样的脱氧核苷酸链呢？碱基如何排列呢？,2.1951年，英国科学家(威尔金斯和富兰克林)提供了DNA的X射线衍射图谱 。沃森和克里克以此图的相关数据为基础，推算出DNA分子是呈双螺旋结构的。,DNA衍射图谱,于是沃森和克里克尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们把碱基排列在外侧，但是这些模型很快就被否定了。,沃森和克里克并没有气馁，他们又

4、重新构建新的模型，这次他们将磷酸-脱氧核糖骨架安排在了外侧，碱基安排在内侧，并且他们还对碱基进行了配对。,3.1952年的春天，当时奥地利的著名生物化学家查哥夫访问剑桥大学，沃森和克里克从他那里得到了一个非常重要的信息：腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。,于是沃森和克里克又改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对构建出新的DNA模型,结果发现：A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径，这样，构成的DNA分子具有稳定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系，同时也能解释DNA的复制。,1953年，沃森和克里克撰写的核酸分子结构-脱氧核苷酸的一个结构模型论文

5、在英国自然杂志上发表，引起了极大的轰动。由于沃森、克里克和威尔金斯三人在DNA分子结构研究中的突出贡献，1962年他们三人共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。,左一威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森,DNA分子双螺旋结构的主要特点,1. DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋。,2. DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。,3.两条链上的碱基通过氢键链接成碱基对，并且碱基配对有一定规律：A-T；G-C。,碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。,氢键,A-T之间由2条氢键连接，G-C之间由3条氢键连接。,课堂小结：,D

6、NA的结构：,一种螺旋：DNA分子呈规则的双螺旋结构。,两条长链：DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成。,三种分子：基本单位脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基结合而成。,四种碱基：A、T、G、C。,五种元素：C、H、O、N、P。,【课堂反馈】,1下面是DNA的分子结构模式图，说出图中110的名称。,1. 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,DNA分子的特点：,多样性：,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：

7、,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：,中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）,DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。,特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。,4n(n表示碱基对数),碱基互补配对原则应用,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 且在DNA双链中： A = T ， G = C,=a,双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不 互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补 碱基之和的比值等于1,( A+

8、G)/(T+C)=1,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,规律总结：,A=T， G=C, A+G=T+C = 50%,=a,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数.,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。,c%,c%,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、4120 B、1204 C、460 D、604,C,练习：,5、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