3.2 DNA的结构课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

3.2 DNA的结构 1 一 ＤＮＡ双螺旋结构模型的构建 查哥夫 1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖 1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克 模型构建者 一 ＤＮＡ双螺旋结构模型的构建 科学家认识到DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。 20世纪30年代 1951年 威尔金斯和富兰克林获得了DNA-X射线的衍射图谱。沃森和克里克据此搭建出很多种不同的DNA双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定了。 查哥夫提出了查哥夫法则：在DNA中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。（A=T , G=C） 1952年 根据查哥夫的发现 沃森和克里克重新构建模型：将碱基安排在双螺旋内部，将磷酸-脱氧核糖骨架排在螺旋外部，A与T配对，G与C配对，DNA的两条链的方向是相反的。 1953年 沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构一脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载，引起了极大的轰动 一 ＤＮＡ双螺旋结构模型的构建 例：下列关于威尔金斯、富兰克林、查哥夫、沃森和克里克等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法,正确的是(　　)。 A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像 B.沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型 C.查哥夫提出了A与T配对、G与C配对的正确关系 D.富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、G的量等于C的量 B 一 ＤＮＡ双螺旋结构模型的构建 二 5’ 3’ 5’ 3’ 游离的磷酸基团，称作5′－端 一个羟基(—OH)，称作3′－端 O CH2 OH H 磷酸基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 二 DNA的结构 C T T G A C A G 5’ 5’ 3’ 3’ （1）由 条单链按_________方式盘旋成_______结构 反向平行 双螺旋 2 3',5'-磷酸二酯键 二 DNA的结构 磷酸 A T A T T A G G G C C A T C 和 交替连接，构成基本骨架； (2) 外侧： 碱基 内侧: 脱氧核糖 (3)碱基互补配对原则 两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作 。 氢键 氢键 T C 碱基互补配对原则 碱基对 碱基对 二 DNA的结构 例：下面对DNA结构的叙述,错误的是(　　)。 A.DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧 B.DNA中的两条链反向平行 C.DNA中的氢键数目和碱基数目一定相等 D.DNA中在两条链的5'-端具有2个游离的磷酸基团 C 二 DNA的结构 (4) 总结： 氢键 A T A T T A G G G C C A T C 碱基对 五种元素： C、H、O、N、P 四种碱基： A、T、C、G 三种物质： 两条长链： 一种螺旋： 规则的双螺旋结构 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条反向平行的脱氧核苷酸链 氢键关系: A=T G≡C 二 DNA的结构 碱基对的排列顺序的千变万化。 在生物体内，最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？ 4 种 4000 （2）特异性： 碱基对的特定排列顺序。 （3）稳定性： 具有规则的双螺旋结构。 （1）多样性： DNA杂交技术的应用 DNA杂交技术可以用于两个物种亲缘关系的判断，若两个物种的DNA样本经处理后形成的DNA互补区段越多，则两个物种的亲缘关系_____。 越近 二 DNA的结构 磷酸 脱氧核糖 四种碱基 1.准备材料： 6种：磷酸、脱氧核糖、4种碱基 2.制作脱氧核苷酸模型 3.制作脱氧核苷酸长链模型 4.制作DNA平面结构模型 5.制作DNA立体结构模型 注意键的连接 两条链反向平行、碱基互补配对原则 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 胞嘧啶（C） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对 氢键 一条脱氧核苷酸 链的片段 思考：这个DNA片段有多少个游离的磷酸基团（没有形成磷酸二酯键的磷酸基团）？ 2个 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 例：下面为DNA的结构示意图,对该图的叙述正确的是(　　)。 A.②和③交替排列,构成了DNA的基本骨架 B.①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸 C.④占的比例越大,DNA越稳定 D.DNA中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T D 探究•实践：制作DNA双螺旋结构模型 三 DNA的计算 A=T，G=C，即：两个互补的碱基数量相等 【点拨】碱基互补配对原则中,A总是和T配对,G总是和C配对,所以 A=T,G=C, A+G=C+T。 (1)为什么DNA分子中嘌呤和嘧啶数量相等? 17 (2)为什么“A+T”或“G+C”在整个双链上所占的比例与在每一条单链上所占的比例相等? 【点拨】设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,因为A1=T2,T1=A2,所以另一条链上:T2+A2=n%,整个DNA分子中:A+T=n%。 即在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。 三 DNA的计算 (3)如果一条链上=m,则其互补链上的值是多少? 【点拨】(双链DNA分子的一条链上:=m,因为==m,所以互补链上=。 即在双链DNA分子中,非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。 三 DNA的计算 (4)DNA分子中共有4种类型的碱基对,若某个DNA分子具有n个碱基对,则DNA分子可有多少种排列方式? (5)DNA只含有4种脱氧核苷酸,为什么能够储存足够量的遗传信息? 【点拨】碱基排列顺序的千变万化,使DNA储存了大量的遗传信息。 【点拨】4n。 三 DNA的计算 (1) A=T，G=C，即：两个互补的碱基数量相等 ⇒A1+T1=A2+T2=n% 所以A+T=A1+A2+T1+T2= =n% 互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等 (2)设双链DNA分子的一条链上A1+T1=n%，则A+T、A2+T2的比例是多少？ 在不同的DNA分子中，上述比例是否一样？ 不一样，因为DNA分子具备特异性 A1=T2 A2=T1 三 DNA的计算 21 (3)在DNA双链中，任意两个非互补碱基和的比例_______，并为碱基总数的_____（教材P52概念检测(2)）。 恒等 50% 在双链DNA分子中：∵ A = T G = C ∴A+G =T+C 也可写成： ∴A+G/(A+G+C+T) =T+C/(A+G+C+T) =1 = A+G T+C T+G A+C A+C T+G T+C A+G = = =50% 任意两个非互补碱基和的比例为1，则可能为双链 若为双链，则任意两个非互补碱基和的比例为1 三 DNA的计算 22 (4)在双链DNA分子的两条互补链中，非互补碱基之和的比例__________。 互为倒数 A1+G1 T1+C1 在一条链中， = m A1+G1 T1+C1 则， = m = T2+C2 A2+G2 A2+G2 T2+C2 在互补链中， = 1/m 三 DNA的计算 23 1、一条双链DNA,G和C占全部碱基的44%,其中一条链的碱基中,A占26%,C占20%,那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是(　　)。 A.28%和22%　　　　　 B.30%和24% C.26%和20% D.24%和30% B 即时练习 2、从某生物组织中提取DNA进行分析，其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)，所含的碱基中有28%是腺嘌呤，问与H链互补的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( ) A.42% B.27% C.26% D.14% C 即时练习 25 3、从某生物组织提取的DNA成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%，已知1号链的碱基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶。 （1）全部碱基中腺嘌呤占_____% （2）与1号链相对应的2号链中，腺嘌呤占该链全部碱基_____% 27 26 即时练习 $$