2020-2021学年高一下学期生物人教版必修23.2DNA分子的结构课件（26张ppt）

(共26张PPT)
第2节 DNA分子的结构
脱氧核苷酸。
一分子脱氧核苷酸分子是由:
一个脱氧核糖、
一个磷酸基、
一个含氮碱基组成的。
问题1：DNA的基本组成单位具体是什么？
问题2：DNA基本组成单位是由哪几种小分子俩组成？
知识回顾：
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
一共有四种。分别是：
问题3：DNA基本组成单位有哪几种，它们各自的名称具体是什么？
四种脱氧核糖核苷酸是怎样构成DNA-----这一具有复杂空间结构的生物大分子的呢
DNA又具有什么样的结构特点能使其作为生物的遗传物质相适应呢？
面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森（左）和英国生物物理学家克里克（右）。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1951年，威尔金斯和富兰克林在DNA结构的研究中，采用了X射线衍射法，得到了一张非常清晰的DNA的X射线衍射图谱。从DNA的衍射图谱的有关数据得出结论：DNA是螺旋的，正是这张照片成为发现DNA结构的关键
资料6：新的发现：
DNA的空间结构
画一条脱氧核苷酸链(含4个以上脱氧核苷酸)
资料1：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
磷酸二酯键
一条脱氧核苷酸链
思考：两个脱氧核苷酸之间怎么连接？在什么部位连接？通过什么连接？
脱氧核苷酸链中碱基的排列顺序是可以不相同的。
小组之间讨论，请画出对应的另一条链？
你遇到最大困惑是什么？
小组之间比较所画的脱氧核苷酸链，有没有什么不同？
资料3：DNA分子是由两条脱氧核苷酸链构成的双链结构。
两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？
资料4：碱基在外部不能形成稳定的结构。
我们既然知道碱基在两条链的内部，目前又出现了第二个困扰：
内部的碱基和碱基之间需要对应吗？如果是对应的，又是怎样对应的？
即碱基是如何配对的？
查哥夫（E.Chargaff,1905--）奥地利著名生物化学家.测定多种生物DNA中碱基的含量。提出了查哥夫（Chargaff）法则，即T与A物质的量相等，且G与C的物质的量相等 。
有化学家指出： A与A配对，T与T配对违反了化学规律
资料5：化学家的帮助
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
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
为什么？
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。
DNA的组成和结构可用“五四三二一”表示
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、G、C、T，组成四种脱氧核苷酸
三种物质：
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条长链：
两条反向平行的脱氧核苷酸长链
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
总 结：
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构。
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
1、DNA双螺旋结构的主要特点
二、DNA分子的结构
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
你注意到了吗？
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。
碱基对的排列顺序就代表了遗传信息。
2、DNA分子具有多样性和特异性
1. DNA分子的双螺旋结构中，基本骨架是稳定不变的，即：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；
2. 碱基对的排列顺序是多样性的；比如：一般来说，一个DNA分子有4,000~400,00,000,000个核苷酸对，其排列顺序的组合是几近无穷的.
3. DNA分子的特异性。每个特定的DNA分子都有其特定的碱基对数量和排列顺序。
DNA双螺旋结构特点总结
1. 稳定性： 双螺旋结构、氢键连接；
2. 方向性： 反向平行；
3. 专一性：碱基互补配对；
4. 多样性： 碱基对排列序列无穷；
5. 特异性：特定DNA分子有特定的碱基对数目和
排列组合顺序。
第2节 DNA分子的结构
小结
★化学组成：
基本组成单位：四种脱氧核苷酸
一分子含氮碱基
一分子脱氧核糖
一分子磷酸
★空间结构
规则的双螺旋结构
两条脱氧核苷酸长链
碱基对
氢键
碱基互补配对原则
★分子结构的多样性和特异性
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
1. 胞嘧啶
2. 腺嘌呤
3. 鸟嘌呤
4. 胸腺嘧啶
5. 脱氧核糖
6. 磷酸
7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
8. 碱基对
9. 氢键
10. 一条脱氧核苷酸链的片段
1、下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10的名称。（见教材P51第1题）
2．已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200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．4000个和900个 B．4000个和l800个
C．8000个和1800个
D．8000个和3600个
C
3. 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+C
( )
=50%
A+G
T+C
=
(
( )
=
( ）
( )
=1
A+G+T+C
A+G+T+C
A+C
T+C
T+G )
A+G
恒等
一半
规律二：在DNA双链因A=T，G=C，故A+G=T+C或A+C=T+G或（A+G）/（T+C）=1； 即A+G＝T+C＝A+C＝T+G＝50%碱基总数。
三、拓展——利用碱基互补配对规律的计算问题
规律六：在双链DNA分子中，（ A1+T1 ）%=（ A2 + T2 ）%=总（ A+T ）%，同理（ G1+C1 ）%=（ G2+C2 ）%=总（ G+C ）%。
最根本的原则：碱基互补配对原则，即A=T，G=C；
规律三：在双链DNA分子中，A1+T1= T2 + A2，同理， G1+C1= C2 + G2；
规律四：DNA双链中，一条单链（ A1+T1 ）/（ G1+C1 ）=a，则另一条互补链（ A2 + T2 ）/（ G2 + C2 ）= a ，整个DNA分子中（A+T）/（G+C）的值相等 。
规律五：在DNA双链中若一条单链的（A1 + G1） /（ T1 + C1 ）=b，则另一条互补链的（ A2 + G2 ）/（ T2 + C2 ）=1/b；
资料2：右图为脱氧核苷酸结构图，在形成脱氧核苷酸链时，脱氧核糖圆圈部分与下一个脱氧核苷酸的磷酸基发生脱水缩合反应，形成磷酸二酯键。
1
2
3
4
5