2.2 DNA分子的结构和复制 课件（共26张PPT）

(共26张PPT)
第二节DNA分子的结构
第二章 遗传的分子基础
学习目标 核心素养
1．概述DNA结构的主要特点。(重点、难点) 2．通过对DNA结构模型构建过程的交流讨论，认同交流合作多学科交叉在科学发展中的作用。 3．制作DNA的双螺旋结构模型。(重点、难点) 1.能相适应的观念基于对DNA结构特点的理解，形成结构与功能适应观。
2.进行DNA分子结构中的相关计算。
3.动手制作模型，培养观察能力、动手能力及空间想象能力。
资料1：1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱 。
资料2：1952年奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
讨论1:当时，科学家对DNA的认识是怎样的？
讨论2：沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的许多经验和成果，其中威尔金斯和同事富兰克林提供的DNA衍射图谱对他们有什么帮助？
讨论3：查可夫定量分析DNA分子的碱基组成对沃森和克里克的DNA模型构建有什么影响？
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。
一、DNA模型建构
碱基
A
G
C
T
磷酸
脱氧
核糖
讨论1:当时，科学家对DNA的认识:
A
C
T
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
G
脱氧核苷酸的种类
由原来认为相同的碱基进行配对，即A与A配对，T与T配对改成: A与T配对，G与C配对
讨论2：
讨论3：
由衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构。
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，能够解释A、T、G、C的数量关系，同时也能解释DNA的复制。
讨论4:上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？
讨论5:沃森和克里克默契配合，建构了DNA双螺旋结构模型，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。这给予你哪些启示？
1.善于学习和借鉴他人的研究成果和经验；
2.善于与他人交流、沟通和合作；
3.大胆设想，科学推理，百折不挠，锲而不舍的精神。
物理学、生物化学、数学和分子生物学；
多学科交叉运用，推动了生物学的发展。
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年诺贝尔医学生理学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
子曰：
三人行必有我师焉。
学会学习
学会借鉴
学会合作
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。
（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。
二、DNA双螺旋结构的主要特点
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。
三、制作DAN双螺旋结构的模型
　　硬塑方框2个（长约10cm），细铁丝2根(长约0.5m)，球形塑料片（代表磷酸）若干，双层五边形塑料片(代表脱氧核糖)若干，4种不同颜色的长方形塑料片（代表4种不同碱基）若干，粗铁丝2根（长约10 cm），订书钉。
　　从基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过钉书针连接成 “基本单位一—脱氧核苷酸”模型，然后把脱氧核苷酸模型按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条DNA链，同样方法制作另一条，再按碱基互补配对方式用钉书针连好两条链，最后旋转。
材料用具：
制作：
【课堂反馈】
　下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。
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双链DNA分子中：
( A+G)/(T+C), (A+C)/(T+G)
(T+C)/(A+G), (T+G)/(A+C)
∵A=T， G=C
∴ A+G= =
两个互补碱基相等
任意两个不互补碱基之和恒等且各占DNA总碱基数的50％
不互补碱基之和的比值等于1．
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
T+C
A+C
T+G
四、DNA分子碱基数量和比例的计算
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
A+T
G+C
A 2 +T 2
G 2 +C 2
A 1+T1
G 1+C1
=n
= n
= n
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
③在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。
A+T
A+T+G+C
A 2 +T 2 +G 2 +C 2
A 2 +T 2
A 1 +T 1 +G 1 +C 1
A 1 +T 1
④两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数.
1
n
A 2+G 2
T 2 +C2
=
T 1 +C 1
=
n
A1+G 1
1、在一条双链DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的胞嘧啶应占（ ）
A、 15% B、 30% C 、35% D 、70%
试一试:
解析：
双链中 A+C=50%，所以C=50%-35%=15%
2.若一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基的27%，并
测得DNA分子一条链上的A占这条链碱基的18%，则另
一条链上的A的比例是（ ）
A.9% B.27% C.28% D.46%
解析
∵G+A=50%，所以 A=23%
假设A1在1链中的比例为18%，A2在2链中的比例为b, 则 (18%+b)/2=23%,
所以b=28%
五、dna分子的特性
1. 稳定性：
2. 多样性：
3. 特异性：
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。
DNA分子中碱基对的排列顺序千变成化。
每个特定的DNA分子都具有其特定的碱基对排列顺序。
自我检测：
1、DNA完全水解，得到的化学物质是（ ）
　　A．氨基酸，葡萄糖，含氮碱基
B．氨基酸，核苷酸，葡萄糖
　　C．核糖，含氮碱基，磷酸 　
D．脱氧核糖，含氮碱基，磷酸
2、下列制作DNA螺旋模型中，连接正确的是（ ）
D
D
3、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 C．8000个和1800个B．4000个和1800个 D．8000个和3600个
C
4、测的DNA分子一条单链中（A+T）/（G+C）
=0.7，在整个DNA分子中这种比例是——
A.1.43 B. 0.7 C. 0.5 D.0.3
B
5、若DNA分子的一条链中(A＋T)/(C＋G)=a，则和该DNA单链互补的单链片段中
(A＋T)/(C＋G)的比值为[ ]
A．a B．1/a C．1 D．1-1/a
6、一段多核苷酸链中的碱基组成为：35％的A、20％的C、35％的G、10％的T。它是一段[ ]
A．双链DNA B．单链DNA
C．双链RNA D．单链RNA　
A
B
7、 在双链DNA分子中，当(A+G)/(T +C)在一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4时，则在另一互补链和整个DNA中，这种比例分别是[ ]
0.4，1 B. 1 ，1
C. 0.6，1 D. 2.5，1
8、由120个碱基对组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达[ ]
120 B. 1204
C. 460 D. 4120
D
D
组成元素：
小结：DNA的结构层次
组成的化合物：
组成的基本单位：
平面结构：
空间结构：
C H O N P
脱氧核糖 磷酸 含氮碱基
四种脱氧核苷酸
两条反向平行的脱氧核苷酸链
规则的双螺旋结构