3.2DNA的结构课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第2节 DNA的结构 第3章 基因的本质 肺炎链球菌体内转化实验 格里菲斯 肺炎链球菌体外转化实验 艾弗里 噬菌体侵染大肠杆菌实验 赫尔希、蔡斯 DNA是遗传物质 肺炎链球菌体内转化实验 格里菲斯 肺炎链球菌体外转化实验 艾弗里 噬菌体侵染大肠杆菌实验 赫尔希、蔡斯 DNA是如何发挥功能的? 结构 功能 复习提问 不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的 DNA的中文全称: DNA的组成元素: DNA的基本单位: 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P 脱氧核糖核苷酸 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 DNA的基本结构 脱氧 核糖 P A 脱氧 核糖 P C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P T 威尔金斯 富兰克林 用X射线探测DNA,分析衍射图谱来确定DNA的晶体结构 沃森 克里克 23岁的沃森来剑桥完成烟草花叶病毒的博士后课题 35岁的克里克刚从物理学转行道生物学的研究生,主攻蛋白质晶体结构 查哥夫 如果时光倒流到1951年,根据当时已有研究成果,我们能不能逐步摸索出DNA的结构?DNA的结构到底怎样? 5 问题1:脱氧核苷酸如何连接成长链 资料:DNA是以许多个脱氧核苷酸为单位连接而成的长链 5’ 3’ A T G C 磷酸酯键 p = O OH O 碱基 3′ 2′ 1′ 4′ CH2 O OH H H H H H 5′ p = OH O OH O 碱基 3′ 2′ 1′ 4′ CH2 O H H H H H 5′ O H O OH 磷酸酯键 DNA衍射图谱 证据 推断 DNA衍射图谱呈现“X”形 DNA呈螺旋结构 DNA衍射图谱外围的斑点较浅,研究表明,这是因为另一条螺旋的干扰。 DNA可能呈双螺旋结构 X射线晶体衍射技术 问题2:DNA有几条脱氧核苷酸链? 问题2:DNA有几条脱氧核苷酸链? 富兰克林和威尔金斯发现DNA翻转180 后的图谱与未翻转的一模一样 翻转180 威尔金斯 富兰克林 证据 推断 DNA翻转180 后的图谱与未翻转的一模一样 DNA两条链反向平行 翻转180 问题3:DNA两条脱氧核苷酸链的排列方式? DNA的两条链的位置关系是怎样的呢?如何连接的?构建双链平面模型。 可能性1: 碱基排列在内侧 可能性2: 碱基排列在外侧 【资料】DNA位于液体环境中,磷酸与脱氧核糖亲水,碱基疏水。 资料:嘌呤碱基是双环化合物,嘧啶碱基是单环化合物(如图所示),而DNA分子两条链之间的距离是固定的,直径约为2nm,据此推测位于DNA内部的碱基如何配对?并作出假说。 嘌呤与嘧啶配对。 假说一:A与T配对,G与C配对; 假说二:A与C配对,G与T配对。 问题4:碱基间如何配对? 资料:1952年,奥地利生物化学家查哥夫测定了不同种生物DNA中4种碱基的含量 A与T配对,G与C配对 查哥夫 2个氢键 3个氢键 问题4:碱基间如何配对? C T T G A C A G A与T配对 C与G配对 如何连接? 氢键 一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力,形成氢键。 直径恒定 C T T G A C A G A与T之间有几个氢键? C与G之间有几个氢键? 2个氢键 3个氢键 直径恒定 平面结构: C T T G A C A G DNA双螺旋结构: 1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。 (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的什么部位呢? (3)DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位? DNA是由两条链构成的。 这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸,它们排列在DNA的外侧。 DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对,它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定的规律:A与T配对;G与C配对。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 2.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? 要善于利用他人的研究成果和经验; 要善于与他人交流、合作,闪光的思想是在交流与碰撞中获得的; 研究小组成员在知识背景上最好是互补的,对所从事的研究要有 兴趣和激情等。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 二、DNA的结构 1、DNA 是由_组成的,这两条链按_方式盘旋成_ 2、DNA 中的_交替连接,排列在_,构成基本骨架。_排列在_。 3、两条链上的碱基通过_连接成碱基对:_。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。 5’ 3’ 5’ 3’ 两条单链 反向平行 双螺旋结构 脱氧核糖和磷酸 外侧 碱基 内侧 氢键 A 与 T 配对;G 与 C 配对 三、DNA的特性 DNA只含有4种脱氧核苷酸,它为什么能够储存足够量的遗传信息? 脱氧核苷酸的排列顺序多样,使DNA储存了大量的遗传信息。 在生物体内,一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对。 请计算DNA分子有多少种? 44000 多样性 为什么可以利用DNA指纹来识别身份? 特异性 两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微,因此可以利用DNA指纹来识别身份。 三、DNA的特性 (1)外部稳定的基本骨架—磷酸和脱氧核糖交替连接形成; (2)内部碱基对稳定—通过氢键连接,严格遵循碱基互补配对原则; (3)空间结构稳定—规则的双螺旋结构; 氢键越多,结构越稳定,而G—C碱基对之间含有的氢键多,即含G、C碱基对比例越大,结构越稳定,更耐高温。 稳定性 据测定,G//C碱基对占比越高,DNA越稳定,和其结构有什么关系? 以 DNA 双螺旋结构进行衍生设计 瑞典马尔默旋转塔 高190米/54层 巴拿马螺丝塔 高243米 莫斯科进化大厦 高度255米 沙特吉达钻石塔 高432米 北京中关村的“生命”雕塑 “生命”双螺旋雕塑象征中关村人生生不息的创新精神。更多以DNA结构进行设计的建筑都成为了当地的地标性建筑。然而DNA双螺旋结构的发现更是具有里程碑意义。 总结 五种元素: 四种碱基: 三种物质: 两条长链: 一种螺旋: C、H、O、N、P A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条反向平行的脱氧核苷酸链 规则的双螺旋结构 二 DNA的结构 S z L w h 1.A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA 分子哪个结构更稳定,WHY? G与C含量越多,氢键就越多,DNA结构就越稳定。 2.一个脱氧核糖连接几个磷酸? 3.一个DNA分子有几个游离的磷酸? 1个或2个 2个游离的磷酸 4.一条链上相邻的两个碱基通过什么连接? 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 5.DNA遗传信息是什么? 碱基对的排列顺序就代表了遗传信息 二 DNA的结构 S z L w h 四、DNA的计算 例题:一个DNA分子有1000个碱基对,其中A=240个,该DNA分子中总共含有_个氢键? 1000个碱基对共有2000个碱基 A=240 氢键数=240 2+760 3=2760 G+C= 1520 A+T= 480 T=240 G=C= 760 四、DNA的计算 A+G=T+C=A+C=T+G=碱基总数的50% 例:某生物细胞DNA分子的碱基中,腺嘌呤的分子数占18%,那么鸟嘌呤的分子数占( ) A. 9 % B.18 % C. 32 % D. 64 % C 规律一:在双链DNA中 _ 总数与 _ 总数相等,即A+G等于T+C 嘌呤碱基 嘧啶碱基 三、DNA的计算 A1 +T1 (A+T) 1 2 = = A2 +T2 (G+C) 1 2 G1 +C1 G2 +C2 = = A+T G+C A1+T1 G1+C1 A2 +T2 G2 +C2 = = 例题:某 DNA 中A+T占整个DNA碱基总数的44%,其中一条链上的G占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是( ) A.35% B.29% C.28% D.21% 规律二: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。 A 三、DNA的计算 A1+G1 T1+C1 =a T2+C2 A2+G2 =1/a A1+C1 T1+G1 T2+G2 A2+C2 = 例3:DNA分子中一条单链中,(A+G)/(T+C)=0.4,则互补链中和整个DNA分子中该比值分别是( ) A.0.4和0.6 B.2.5和1.0 C.0.4和0.4 D.0.6和1.0 B 规律三:非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)=a,则在其互补链中(A+G)/(T+C)=?,而在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=? A+G T+C =1 例题: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( ) A. 28% 和 22% B. 30% 和 24% C. 26% 和 20% D. 24% 和 30% B 规律四:某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 三、DNA的计算 三、DNA的计算 易错提醒: (1)看清单双链:所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例。 (2)看清“个”或“对”:题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基。 五、当堂巩固 1、下图是DNA分子结构模式图,用文字填出1—10的名称。 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 胞嘧啶(C) 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胸腺嘧啶(T) 脱氧核糖 1、 2、 3、 4、 5、 五、当堂巩固 1、下图是DNA分子结构模式图,用文字填出1—10的名称。 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 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 6、 7、 8、 9、 10、 五、当堂巩固 2、从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( ) A、26% B、24% C、14% D、11% A 五、当堂巩固 3、已知1个DNA分子中有1800个碱基对,其中胞嘧啶有1000个,这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是 ( ) A.1800个和800个 B.1800个和1800个 C.3600个和800个 D.3600个和3600个 C Than k you EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn $