人教版生物高中必修2第3章第2节-DNA分子的结构(32张PPT)

(共32张PPT)
四川省汶川地区发生7.8级地震
（估计死亡人数超过5万人）
强热带风暴“纳尔吉斯”
卷走缅甸数万人
05年印度洋地震和海啸
(十几万人殉难）
这些灾难造成了大量人员的伤亡，很多尸体都面目全非，无法辨认。人们只能借助于DNA杂交技术来判断某些样本是否来自同一个个体。
第3章
基因的本质
第2节
DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
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
请画出一个脱氧核苷酸，并思考共有多少种，中文名称是什么?
1’
2’
3’
4’
含氮碱基
脱氧
核糖
磷酸
5’
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
资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
一条脱氧核苷酸链
…
阅读教材P47-48思考并讨论下列问题:
1、沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？
2、沃森和克里克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？
磷酸二酯键
英国物理化学家富兰克林和同事生物物理学家威尔金斯在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到DNA晶体照片
DNA衍射图谱
问题：沃森和克里克从衍射图谱中受到什么启示？
DNA分子呈螺旋结构
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
。
化学家的帮助
查哥夫
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
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
二、DNA分子的双螺旋结构
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成双螺旋结构。
（一)DNA分子的结构特点
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成双螺旋结构。
（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。
DNA分子的结构特点
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成双螺旋结构。
（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。
DNA分子的结构特点
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，2个氢键；C只和G配对，3个氢键。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
C
T
T
G
A
C
A
G
DNA平面结构
5’
5’
3’
3’
4
1
2
3
OH
H
CH2
H
p
=
OH
O
OH
O
CH2
H
1
2
3
OH
H
4
4
构成方式
脱去一分子水形成磷酸二酯键
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。
----相对稳定性
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。----多样性
（二)DNA分子的特性
每种生物都有其特定的碱基排列顺序
-----特异性
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。
原因:
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。
思考:含有2000个碱基的DNA，每条链上的碱基
排列方法有（　
　）种
　41000
规律:
一定数量的碱基对所构成的DNA分子种类
或所携带的遗传信息的种类数=4n(n为碱基对数）
例1:下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10的名称。(教材P51)
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
思考:红色方框中的三种物质能否组成一个脱氧核苷酸?
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
分析数量关系：
磷酸
脱氧核糖
碱基
脱氧核苷酸
在DNA分子中，一般情况下一个磷酸与___个脱氧核糖相连，一个脱氧核糖与___个磷酸相连。
=
=
=
=
8
2
2
请画出由8个脱氧核苷酸组成的DNA片段
例2．下列哪一组物质是DNA的组成成分（
）
A．核糖、嘧啶、嘌呤、磷酸
B．脱氧核糖、磷酸、碱基
C．核糖、碱基、磷酸
D．脱氧核糖、核酸、磷酸
例3.下列关于DNA结构的描述错误的是（
）
A.DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对、G与C配对
B.外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架，内部是碱基
C.每一个DNA分子由一条多核苷酸链盘绕而成螺旋结构
D.DNA的两条链等长，但是反向平行
例4.DNA分子的基本骨架是（
）
A．磷脂双分子层
B．规则的双螺旋结构
C．脱氧核糖和磷酸交替排列
D．碱基间的连接
例5.在DNA分子的一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构是（
）
A．氢键
B．—磷酸—脱氧核糖—磷酸
C．肽键
D．—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
三、碱基互补配对原则的应用
思考1:在双链DNA分子中A与T,C与G什么关系?
A=T
C=G
所以
A+G=C+T=50%
A+G/C+T=1
即
嘌呤碱基总数
=
嘧啶碱基总数
注意：A+T=C+G
?
例1．(教材P51)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
拓展题（教材P51）
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
A+C
T+G
T+G
A+C
相等
一半
例2
根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子正确的是（
）
A（A+C）/（G+T）=1
B（A+G）/（G+C）=1
C（A+T）/（G+C）=1
D（A+C）/（G+C）=1
例3
某细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占（
）
A．9%
B．18%
C．32%
D．36%
例4
假设一个DNA分子片段中含碱基C共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基A占的百分比和数目分别为（
）
A
26%
312个
B
24%
288个
C
13%
156个
D
12%
144个
B
例5
下列关于双链DNA的叙述错误的是（　　　）
A　若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等
B　若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C　若一条链上的A：T：G：C＝1：2：3：4，则另一条链也是
A：T：G：C＝1：2：3：4
D　若一条链上的A：T：G：C＝1：2：3：4，则另一条链为
A：T：G：C＝2：1：4：3
C
例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
B
思考2:在DNA两条互补链之间存在怎样的关系?
A
1
T
2
T
1
A2
G
1
C
2
C
1
G
2
DNA双链
例1:在一个DNA分子中，若甲链（A+G）/（C+T）=
1/2，则在互补的乙链中，（A+G）/（C+T）=（
）
在整个DNA分子中，（A+G）/（C+T）=
（
）
例2:在一个DNA分子中，若甲链
（A+T）/（C+G）=
1/2，
则在互补的乙链中，
（A+T）/（C+G）=（
）
在整个DNA分子中，
（A+T）/（C+G）=
（
）
2
1
1/2
1/2
规律1:双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。（不互补的碱基之和的比值）
A1+G1
T1
+C1
=
a
T2
+C2
A2
+G2
=
1/a
A
1
T
2
T
1
A2
G
1
C
2
C
1
G
2
DNA双链
规律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。(互补碱基之和的比值)
A+T
G+C
A1+T1
G1+C1
A2
+T2
G
2
+C2
=
=
若：A+T=整个DNA的n%，
G+C=整个DNA的1-n%
则：A1+T1=1链的n%，G1+C1=1链的1-n%
A2+T2=2链的n%，G2+C2=2链的1-n%
例3
某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的34%，
其中一条链上的C占该链碱基总数的28%，那么，对应
的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是（
）
A
33%
B
5%
C
38%
D
42%
C
B
例5
某双链DNA分子中，A占整个DNA碱基总数的27%
其中一条链上A占该链碱基总数的22%。求另一条链上A
占其所在链碱基总数的百分含量（
)
A
32%
B
64%
C
16%
D
24%
A
例4
DNA的一条链中（G+T）/（A+C）=2，（A+T）/（G+C）=0.5，则该DNA分子中另一条互补链上同样的碱基比例分别为(
)
A.2和2
B.0.5和0.5
C.2和0.5
D.0.5和2