3.2 DNA的结构课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

DNA的基础知识 1、组成元素 。 2、基本单位 (由 、 、 组成) 3、 链。 4、DNA 条 C、H、O、N、P 脱氧核糖核苷酸 脱氧核苷酸 2 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 复习导入 1 复习导入 结论：可能有某种物质使R型细菌转化成了致病的S型细菌——转化因子 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 结论： DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 结论：说明 DNA 是噬菌体的遗传物质 DNA是主要的遗传物质 2 3.2 DNA的结构 3 本节聚焦 沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？ 这一研究过程给我们哪些启示？ DNA的双螺旋结构有哪些主要特点? 3.2 DNA的结构 DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model 沃森 & 克里克 卡文迪什实验室 生物学家 物理学家 X射线晶体衍射法 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 5 脱氧核苷酸 20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是 。 DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的。 DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model P P Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了高质量的DNA衍射图谱。 威尔金斯 富兰克林 “X”形意味着DNA分子是螺旋的 DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 沃森和克里克提出了多种的三螺旋和双螺旋结构。 模型1： DNA双螺旋结构，碱基位于螺旋的外部。 资料：富兰克林发现提高空气的湿度，DNA易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。这是解开DNA结构的重要线索。 DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 沃森和克里克提出了多种的三螺旋和双螺旋结构。 模型2： DNA双螺旋结构，磷酸—脱氧核糖排在外部，碱基位于螺旋的内侧。 DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model 1952年，奥地利生物化学家查加夫来到沃森和克里克的实验室，两人得到了一个关键信息：DNA中碱基会相互配对，而且A与T的数量相等，C与G的数量相等。 查哥夫 10 A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径，而且能够解释A,T,G,C的数量关系。 DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model 模型3：磷酸—脱氧核糖排在外部，碱基位于螺旋的内侧, 碱基配对 C T T G A C A G DNA双螺旋结构模型的构建 Construction of DNA double helix structure model 1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学和医学奖。 左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森 12 12 DNA的结构 The structure of DNA 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 13 3',5'-磷酸二酯键 1、DNA双螺旋结构 13 磷酸 A T A T T A G G G C C A T C DNA的结构 The structure of DNA 1、DNA双螺旋结构 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 14 DNA的结构 The structure of DNA 1、DNA双螺旋结构 (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 碱基关系: A=T G≡C 15 脱氧核糖、磷酸、碱基数量关系 一个脱氧核糖连接几个磷酸？ 一个DNA分子有几个游离的磷酸？ 一条链上相邻的两个碱基连接方式？ 两条链之间相邻碱基之间的连接方式？ 观察DNA片段，回答下列问题： DNA的结构 The structure of DNA A T A T T A G G G C C A T C （2）一个脱氧核糖连接几个磷酸？ 1个脱氧核糖与 个磷酸相连。 （3）一个DNA分子有几个游离的磷酸？ DNA的结构 The structure of DNA A T A T T A G G G C C A T C （1）脱氧核糖、磷酸、碱基数量关系 2 1个或2 脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 每个DNA片段中，有 个游离的磷酸基团； Ⅰ、数量关系 17 DNA的结构 The structure of DNA A T A T T A G G G C C A T C ①一条链上相邻的两个碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。 ②两条链之间相邻碱基之间通过氢键连接 Ⅱ、位置关系 一条链上相邻的两个碱基连接方式？ 两条链之间相邻碱基之间的连接方式？ DNA的结构 The structure of DNA 2、DNA的结构特性 碱基对的排列顺序的千变万化。 （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 19 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 DNA的计算 DNA computing 两个互补的碱基数量相等 根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2 A1＋A2＝_________；G1＋G2＝_________。 即：双链中A＝___，G＝___， T1＋T2 C1＋C2 T C 22 DNA的计算 DNA computing （2）嘌呤碱基总数 嘧啶碱基总数 等于 （3）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 A+T G+C A1+T1 G1+C1 A2 +T2 G2 +C2 = = A1+T1 +A2 +T2 G1+C1 +G2 +C2 = 2(A1+T1) 2(G1+C1) A1+T1 G1+C1 = A+T G+C = A+G T+C = 1 23 (4)在双链DNA分子的两条互补链中，非互补碱基之和的比例__________。 DNA的计算 DNA computing 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 24 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_____ 1.某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____ 20% 60个 3.若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 0.4 0.4 4.在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 2.5 1 随堂练习 In-class practice 25 一、概念检测 1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。 （1）DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基（ ） （2）在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+G）/（T+C）=1。 （ ） ✔ ✔ 随堂练习 In-class practice Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 2.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 随堂练习 In-class practice 6 5 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（ ） A.b≦0.5 B.b≧0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个 D.胞嘧啶为b(1/2a-1)个 4.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3',那么它的互补链的序列是 （ ） A. 5'-CTATGG-3' B. 5'-GATACC-3' C. 5'-GGTATC-3' D. 5'-CCATAG-3' C C A=T=a G+C=a/b-2a 碱基总数=a/b C= a/b-2a 2 = =a(1/2b-1) a/2b-a 随堂练习 In-class practice Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. $$