生物人教版（新课程标准）必修2 -3.2DNA分子的结构课件（47张PPT）

(共47张PPT)
XXY形成的原因
父本在减数第一次分裂过程中同源染色体XY未分离，减数第二次分裂正常，产生的含XY的精子与母本正常减数分裂产生的含X 的卵细胞结合而来。
母本在减数第一次分裂过程中同源染色体XX未分离，减数第二次分裂正常，产生的含XX的卵细胞与父本正常减数分裂产生的含Y 的精子结合而来。
母本减数第一次分裂正常，在减数第二次分裂过程中姐妹染色单体未分离，产生的含XX的卵细胞与父本正常减数分裂产生的含Y 的精子结合而来。
根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型,简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案:
(1)甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论
若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。
第三章 基因的本质
第二节 DNA分子的结构
永远不要做房间里最聪明的人，只和能给予你什么的人待在一起。
你和谁是朋友很重要。
我人生中重要的决定都是自己做的，从来没有人告诉我应该怎么做。
我去过非常好的大学，我遇到了非常棒的老师，他们总是鼓励我。这些老师有一个非常好的学术文化，我是在这样的学术文化中被培育起来的。而这种文化并不是基因继承的，你必须去经历它。
资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是 。
脱氧核苷酸
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
一、DNA模型建构
1分子脱氧核苷酸 = + + .
【模型建构1】: 脱氧核苷酸
碱 基
A
G
C
T
磷酸
脱氧
核糖
代表磷酸
代表脱氧核糖
代表4种碱基
代表连接各组分的化学键
脱氧核苷酸的种类
鸟嘌呤脱氧核苷酸
G
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
资料2.1951年,科学家通过计算已经认识到:DNA分子是以4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的长链，且每个脱氧核苷酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。
P
P
P
P
脱氧核苷酸长链
【模型建构2】
模型构建2：脱氧核苷酸长链
资料3.1951年,一直对基因的奥秘深感兴趣的沃森出席了在意大利举行的生物大分子结构会议。会议上英国著名生物物理学家威尔金斯展示了一张DNA的X射线衍射图谱，这给沃森留下了极其深刻的印象。
DNA衍射图谱
同年秋天，沃森来到剑桥大学卡文迪什实验室工作。在这里，他遇到了同样对DNA结构着迷的克里克。沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱和有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋结构。
沃森和克里克尝试了很多中不同的双螺旋和三螺旋结构，在这些模型中，碱基位于螺旋的外部。
【模型建构3】
双螺旋
三螺旋
模型构建3：螺旋模型的形成
资料4.这些双螺旋和三螺旋模型很快就被否定。但是在失败面前，沃森和克里克并没有气馁，他们又重新构建了一个模型：磷酸----脱氧核糖骨架在外部，碱基在内部的双螺旋。碱基是A与A、T与T配对。
A
T
G
C
T
A
C
G
模型建构4
这种模型，化学家指出违反了化学规律，于是这个模型又被抛弃了
失败
模型构建4：模型的建构在失败中前行
DNA来源 A T G C (A+T)/
(G+C)
大肠杆菌 25.4 24.8 24.1 25.7 1.01
小麦 26.8 27.3 23.2 22.7 1.15
鼠 24.1 25.6 21.9 22.8 1.11
猪肝 28.7 29.5 20.5 20.5 1.36
猪胸腺 28.8 28.9 20.4 20.7 1.36
猪脾 28.9 29.2 20.4 20.8 1.36
酵母 32.2 32.9 18.7 17.5 1.54
资料5.1952年春天，奥地利的著名生物化学家查哥夫访问剑桥大学，他为沃森和克里克提供了一个重要的信息：
根据上表，你会得出什么样的结论？
思考
沃森和克里克又根据查哥夫提供的信息重新又做起了一个模型。他们让A与T配对，C与G配对构建出新的DNA模型。
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
【模型建构5】
模型构建5：DNA分子的双螺旋模型
当沃森和克里克用金属材料制作模型与DNA拍摄的X射线衍射照片对比时，发现两者完全相符。
沃森（左）和克里克（右）创建的DNA分子双螺旋结构模型
1953年，沃森和克里克撰写《核酸的分子结构——脱氧核苷酸的一个结构模型》论文发表在《自然》杂志上。1962年沃森、克里克和威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学和医学奖。
沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年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
二、DNA分子的结构
结构特点
DNA的结构模式图
从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构
放大
DNA的空间结构
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
碱基对
另一碱基对
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。
A
T
G
C
氢键
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
DNA分子结构主要特点
1、DNA分子结构主要特点
DNA分子是有 条链组成， 盘旋成 结构。
交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。
碱基通过 连接成碱基对，并遵循
原则。
反向平行
双螺旋
脱氧核糖和磷酸
碱基对
氢键
碱基互补配对
2
二、DNA模型分析
2、DNA的多样性
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。
思考：
研究表明：DNA结构的稳
定性与四种碱基的含量有
关：G和C的含量越多，
DNA的结构就越稳定。
同学们知道是由于什么原因吗？
G与C形成三个氢键，A与T只形成两
个氢键。氢键越多，结合力越强。
3.关于DNA的描述错误的是：
A.每一个DNA分子由两条平行的脱氧核苷酸链缠绕而成
B.两条链的碱基以严格的互补关系配对
C.DNA双链的互补碱基对之间以氢键相连
D.两条链反向平行排列
4.为保持DNA两条脱氧核苷酸链之间的距离不变，碱基对应保持：
A.A-T碱基对相等 B.A-T；G-C碱基对都相等
C.G-C碱基对相等 D.A-G；T-C碱基对都相等
6.一段多核苷酸链中的碱基组成为30%的A，30%的C，20%的G，20%的T,它是一段：
A.双链DNA B.单链DNA
C.双链RNA D.单链RNA
5.DNA分子的基本骨架是
A.通过氢键相互连接的碱基对
B.通过氢键相互连接的核苷酸对
C.交替连接的脱氧核糖和磷酸
D.通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基
3.生物界这样形形色色，丰富多彩的根本原因在于：
A.蛋白质的多种多样
B.DNA分子的多种多样
C.自然环境的多种多样
D.非同源染色体组合形式多样
4.某DNA分子含腺嘌呤200个，占碱基总数的20%，该DNA分子中含胞嘧啶：
A.350 B.200 C.300 D.600
1.画图最直观
2.实施等量代换
3.注意用脚码标注
4.注意区分已知条件属于上述哪种情况
5.规律很多，不必硬记，重在掌握解题方法
有关DNA中的碱基计算
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则，则：
A1 = T2 ，A2 = T1
G1 = C2 ，G2 = C1
且在DNA双链中：
A = T ; G = C
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数
规律1:A+G=C+T
注意：A+T = C+G ？
有关DNA中的碱基计算
（A+G）/（T+C）=
（A+C）/（T+G）=
（A+G）/（A+T+G+C）=
引申练习：
1
1
1 / 2
规律2：DNA双链中，任意两个不互补的碱基之和相等，并为碱基总数的50%
例题：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
解析：
因为 DNA分子中，A+G=T+C=50%
所以 A=50%–23%=27%
有关DNA中的碱基计算
拓展题：你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。
∵A=T G=C
∴A+G=T+C
∴
也可以写成以下形式：
规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的 。
A+G
( )
=
T+G
( )
=50%
A+G
T+C
=
( )
( )
=
( )
( )
=1
A+T+G+C
A+T+G+C
T+G
T+C
A+C
A+G
相 等
一半
【课堂反馈P51】
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_____
20%
60个
【课堂反馈】
有关DNA中的碱基计算
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
一条链中 互补链中 整个DNA分子中
A1+T1
C1+G1
＝ m
A2+T2
C2+G2
＝？
A+T
C+G
＝？
m
m
规律3：互补碱基之和（A+T）/(C+G)的比例在整个DNA分子中的比值和其在任意一条单链中的比值都相等
一条链中 互补链中 整个DNA分子中
规律4：不互补碱基之和（A+G）/(T+C)的的比例在两条（单链）互补链中互为倒数
A1+G1
T1+C1
＝ n
A2+G2
T2+C2
＝？
A+G
T+C
＝？
1
n
1
重点：有关DNA中的碱基计算
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
【课堂反馈】
例2：在DNA的一个单链，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
例1：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
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
结论：两互补碱基之和的比值（A+T）/（G+C）因DNA或生物的种类不同而不同
例：根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中因生物种类不同而不同的是：
A.(A+C)/(T+G)
B.(C+G)/(A+T)
C.(A+G)/(C+T)
D.A/T和G/C　
B
【课堂反馈】
规律5：一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱基在每条单链中所占的比例之和的一半
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
例：一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46％，该DNA分子的一条单链中，A和C分别占该单链的28％和22％，则该DNA分子的另一条单链中，A和C分别占这一单链的百分比是多少？
因为G+C=46%
G=C=23%
所以 A=T=27%
因为A1=28% ； C1=22%
C=（C1+C2）/2 ； A=（A1+A2）/2
所以 A2=26% ； C2=24%
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．32.9%和17.1% B．31.3%和18.7%
C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9%
例题：在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则下列叙述正确的是（ ）（多选）
A.脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m
B.碱基之间的氢键数为（3m-2n）/2
C. 一条链中A+T的数量为n
D.G的数量为m-n
ABC
例：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l800个
C．3600个和800个
D．3600个和3600个
C