3.2DNA的结构课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

3.2 DNA的结构 《克里克传奇之我在生物界封神》 上海“世博和谐塔” 大家好，我是克里克，今天是我考入剑桥大学，成为一名物理系研究生的日子，这边有个图书馆，好漂亮，里面有好多书啊，我读到了一本书，叫《生命是什么》，好震撼。书里说：生物问题最终要靠物理学和化学去说明。 《克里克传奇之我在生物界封神》 今天我认识了一个好朋友沃森，他好聪明，好巧他也翻阅了薛定谔所著的《生命是什么》，他生物学基础扎实，我物理学的还不错，最近也在攻读有机化学、X射线衍射理论和技术。我俩一拍即合，准备好好合作一把，震惊生物界。 《克里克传奇之我在生物界封神》 威尔金斯 富兰克林 DNA衍射图谱 DNA呈现“X”形 DNA呈螺旋结构 推断 直到那天小伙伴沃森参加了一个研讨会，看到了威尔金斯和富兰克林获得的DNA衍射图谱，豁朗开朗。 探索总是艰难的，那个时候的我们只知道DNA是由4种脱氧核苷酸连成的长链，含有A/G/T/C四种碱基，但不知道如何构成DNA 《克里克传奇之我在生物界封神》 我和沃森尝试搭建了很多种不同模型，几个星期后，我们相当确定，DNA是三螺旋的，我们开心的跟威尔金斯和富兰克林分享这个消息，结果被告知这个模型一定是错的。 怎么会错了呢，原来那天沃森去研讨会的时候，过于自信，一点笔记也没做，记错了DNA中水的含量，应该是我们这个模型的十倍呢，好吧，封神之路出了点偏差。 《克里克传奇之我在生物界封神》 奥地利生物化学家查哥夫 (E.Chargaff, 1905-2002) 后来，一个生物化学家查哥夫来访问剑桥，他说在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。 我和沃森大受启发，推算出DNA应当是一个由两条脱氧核苷酸链盘旋而成的双螺旋结构，与DNA衍射图谱对比后，简直不要太吻合了。那这两条链该如何连接呢？ 《克里克传奇之我在生物界封神》 据说脱氧核糖和磷酸具有亲水性，而碱基具有疏水性，这该如何排呢 你有什么想法呢？展示！！！ 《克里克传奇之我在生物界封神》 可见在外侧交替排列的磷酸与脱氧核糖就是DNA的骨架了，碱基该是排列在内侧的，听说这四种碱基的分子结构图如下，那应当如何配对呢。 已知，嘌呤是一个双环结构，嘧啶是一个单环结构，DNA分子是一个半径恒定的结构，且A=T,G=C 碱基之间一一配对的关系，称为碱基互补配对原则 《克里克传奇之我在生物界封神》 到这为止，我和沃森终于“找到了生命的秘密”，我们终于拼凑出了DNA的双螺旋结构模型并撰写成论文发表，斩获诺贝尔奖，实现封神。 克里克 沃森 威尔金斯 沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是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给予你哪些启示？ 年轻就要奋斗合作才能共赢创新成就未来 特点1： DNA是由两条单链组成的，这两条按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 H 碱基 H H H OH H CH2 磷酸基团 1´ 2´ 3´ 4´ 5´ DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5´-端，另一端有一个羟基，称作3´-端。DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条链是从5´-端到3´-端的，另一条单链则是从3´-端到5´-端的。 反向平行 游离 游离 一个双链DNA分子(非环状)有2个游离的磷酸基团。 归纳DNA结构的特点 特点2： DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 磷酸二酯键 碱基排列在内侧。 归纳DNA结构的特点 特点3： 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律： 腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对 鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对 氢键 碱基互补配对原则 G与C含量越多，氢键就越多，DNA结构就越稳定。 2个氢键 3个氢键 （A=T） （G≡C） 归纳DNA结构的特点 1.目的要求: 通过制作模型比赛，加深对DNA结构特点的认识和理解，培养合作与竞争的意识。 DNA双螺旋结构模型组件。 2.材料用具: DNA双螺旋模型拼接比赛 1.你们小组的DNA模型是否与其他组相同？ 2.不同的碱基排列顺序有何作用？ 3.DNA如何维系它的遗传稳定性 DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的。碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。 2.3 制作DNA双螺旋结构模型 赛后思考 n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基排列顺序，构成DNA的多样性 碱基排列顺序不同 每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序，也构成了DNA的特异性 外部稳定的基本骨架，碱基对之间的氢键维系两条链的偶联，空间结构是规则的双螺旋结构 练习与应用 写出图中1～10的名称。 胞嘧啶 腺嘌呤 鸟嘌呤 胸腺嘧啶 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸　 一条脱氧核苷酸链的片段 碱基对 氢键 磷酸二酯键 1 链 2 链 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 A1=T2 T1 = A2 C1 = G2 G1 = C2 ①在双链DNA中, ②在双链DNA中, ③即若在一条链中 A+T G+C = m, 则在互补链及整个DNA分子中 A+T G+C = m。 ④若在一条链中 A+G T+C = a, 则在互补链中 A+G T+C = 1/a, A+G T+C = 1. A = T ， G = C A+G=T+C=A+C=T+G=碱基总数的50% ⑤若在一条链中 A+T=n%， 则在互补链中A+T=n% ,在DNA分子中A+T=n% DNA分子中碱基的数量关系计算 例1、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G占其所在链碱基总数的百分含量。 解：已知 DNA： A+T A+T+G+C =54% DNA(1)： A1+T1+G1+C1 G1 =22% 求： DNA(2)： A2+T2+G2+C2 G2 =？ C1 =？ G2 1－ G1－(A1+T1) C1 = = A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 = 1－22%－54% =24% DNA分子中碱基的数量关系计算 $