高中生物人教版《必修二 遗传与进化》3.2 DNA分子的结构 课件（共60张PPT）

课件60张PPT。1．DNA的结构层次第二节 DNA分子的结构脱氧核苷酸O(1)五种元素：C、H、O、N、P。
(2)四种碱基：A、T、G、C，相对应四种脱氧
核苷酸。
(3)三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基。
(4)两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。
(5)一种结构：规则的双螺旋结构。
面对DNA双螺旋模型的美国生物学家 沃森（左）
英国生物物理学家 克里克（右）。一、DNA双螺旋结构模型的构建富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片，这张照片正是发现DNA结构的关键沃森、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【合作探究一】DNA发现之路1.沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科学成果？
2.他们在构建模型的过程中出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？
3. “DNA发现之路”的学习，给了你哪些启示？1. 经验和科学成果（1）当时科学界发现DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的。
（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供DNA的X射线衍射图谱。
（3）美国生物化学学家鲍林揭示生物大分子结构的方法。
（4）奥地利著名化学家查哥夫的重要信息。2. 在构建模型的过程中出现过哪些错误？如何对待和纠正这些错误的？两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？怎样配对？尝试了多种不同的双螺旋和三螺旋结构……DNA分子的双螺旋结构模型3.通过对“DNA发现之路”的学习，你得到了哪些启示？1、要善于利用他人的研究成果和经验；
2、要善于与他人交流和沟通，闪光的思 想是在交流与撞击中获得的；
3、研究小组成员在知识背景上最好是互补的，
4、对所从事的研究要有兴趣和激情等。 AAATTTGGGGCCCATCDNA分子的平面结构示意图5’3’5’3’3’-5’磷酸二酯键AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基能否示意
一个脱氧核苷酸5’3’5’3’AAATTTGGGGCCCATC（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。DNA双螺旋结构的 主要特点5’3’5’3’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。ATGC氢键(1)两条链 盘旋成双螺旋结构。
(2) 和 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过 连接成碱基对。
2．碱基互补配对原则
A(腺嘌呤)一定与 配对； G(鸟嘌呤)一定与 配对。反向平行脱氧核糖磷酸碱基氢键T(胸腺嘧啶)C(胞嘧啶)DNA双螺旋结构特点AAATTTGGGGCCCATC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。分子中碱基配对的方式稳定不变。DNA分子的特性(1)稳定性：AAATTTGGGGCCCATC分子中的碱基对的排列顺序是千变万化的。(2)多样性：(3)特异性：每个DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。3．结构特点
(1)稳定性：
DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：
DNA分子中碱基对排列顺序千变万化。
(3)特异性：
每个DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。1．DNA分子中的有关数量关系
(1)DNA分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含氮碱基数＝1∶1∶1∶1
(2)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C—G对占比例越大，DNA结构越稳定。
(3)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。2．DNA碱基的计算
(1)嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C

(2)在双链DNA分子中，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。
设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n %，
因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n %。
所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝(n %+ n %)*1/2 ＝ n %。
3．核酸种类的判断方法
(1)若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。
(2)若含T，一定为DNA；若含U，一定为RNA。所以用放射性同位素标记T或U，可探知DNA或RNA。
若大量利用T，可认为进行了DNA的合成；若大量利用U，可认为进行了RNA的合成。(3)若含T，A≠T或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA。因为双链DNA分子中A＝T，G＝C，嘌呤(A＋G)＝嘧啶(T＋C)。
(4)若分子中嘌呤≠嘧啶，肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤≠嘧啶，则可能既有双链DNA又有RNA。间期间期细胞核脱氧核苷酸ATP
解旋酶DNA聚合酶解旋酶碱基互补配对二、 DNA分子复制边解旋边复制半保留复制遗传信息的基因突变DNA分子是在什么时间进行复制的？在减数第一次分裂前的间期进行复制有丝分裂在间期 进行复制新复制两个子代DNA分子是在什么时间分离的？在减数第二次分裂的后期有丝分裂在后期AAATTTGGGGCCCATCDNA
复
制
过
程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的
脱氧核苷酸解旋酶注意，此处
氢键将被打开！AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下
氢键已被打开 DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，
把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代DNA的
一条链作为模板AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋DNA复制特点之一是:通过碱基互补
配对脱氧核苷酸
结合到母链上正在复制边解旋边复制AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一条子代
DNA另一条
子代DNA形成两条完全相同的子代DNA第一代第二代第三代第四代无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子
永远只有两个1．有关DNA复制的几个问题

(1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质中(如质粒)也可进行DNA复制。
(2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。(3) DNA分子复制是从多个起点开始，但不是同时进行的。DNA分子复制是边解旋边双向复制的，这种复制方式提高了复制速率。 DNA分子复制过程示意图2．DNA分子结构分析
(1)脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键，用限制酶处理可切断，用DNA聚合酶连接，还可用DNA连接酶处理连接。
(2)连接两条脱氧核苷酸链碱基之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。
(3)每个脱氧核糖一般连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。
(4)若碱基对为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。3．DNA复制的准确性
(1)一般情况下，DNA能准确地进行复制，其原因有：
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②DNA具有碱基互补配对的能力，能够使复制准确无误地进行。
(2)特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。4．DNA复制的有关计算
(1)1个DNA分子复制n代后，能形成2n个DNA分子，这些DNA分子中，只有两个含有第一代DNA分子的单链。
(2)已知1个DNA分子中的P全部为32P标记，然后转移到31P的培养基中复制n代，其计算规律为：(3)已知某DNA分子中含某种碱基(如腺嘌呤A)的数目为a，该DNA分子经过n次复制，所需要的该种游离碱基数目为a·(2n－1)，第n次复制需要的该种游离碱基数目为a·2n－1。DNA半保留复制的实验证据（选学）最早提出的DNA复制模型有三种可能；1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；一、对DNA复制的推测2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的； 3、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？把原来DNA的单链做上标记，然后观察它在新复制的DNA中出现的情况。1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？只能用实验来证明。沃森和克里克推测是半保留复制 P52必学内容探究DNA分子复制方式实验设计
关键区别亲子代 DNA实验方法同位素示踪法15N14N——密度大——密度小实验材料大肠杆菌将大肠杆菌放在 ?NH4Cl培养液培养……密度梯度离心法实际实验结果是分析：
1、离心处理后，为什么子一代DNA只有杂和链带？
2、子二代DNA出现了轻链带和杂和链带，说明了什么？DNA半保留复制实验结果分析说明如果全保留复制实验结果分析如果说明弥散复制END 亦称平衡密度梯度离心法。
用超离心机对小分子物质溶液，长时间加一个离心力场达到沉降平衡，在沉降池内从液面到底部出现一定的密度梯度。
若在该溶液里加入少量大分子溶液，则溶液内比溶剂密度大的部分就产生大分子沉降，比溶剂密度小的部分就会上浮，最后在重力和浮力平衡的位置，集聚形成大分子带状物。 氯化铯密度梯度离心法5’3’5’3’5’3’5’3’