DNA分子的结构优质课课件

中关村DNA标志雅典奥运会开幕式经典场景教学评价历史回顾引导探究威尔金斯富兰克林DNA衍射图谱沃森和克里克查哥夫脱氧核苷酸如何形成DNA分子？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AGCT磷酸脱氧核糖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A脱氧核糖磷酸G脱氧核糖磷酸脱氧核糖C磷酸T脱氧核糖磷酸资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。【模型建构2】一条脱氧核苷酸链…资料3：1951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。【模型建构3】DNA分子呈螺旋结构资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：（1）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(GC)。（2）同种生物体细胞中DNA的含量是相同的，不同种生物的碱基含量是不同的;【模型建构4】DNA分子呈双螺旋结构，A与T、G与C配对【模型建构4】DNA分子呈双螺旋结构，A与T、G与C配对【模型建构5】DNA双链AP41352oCP413520TPGPCP41352oAP413520GPTP由多个核苷酸分子分别构成两条脱氧核苷酸单链，那么这两条单链是如何结合在一起形成一个DNA分子的双链结构？P41352oP413520PP【模型建构3】DNA双链P41352oP413520PPP41352oP413520PP【模型建构3】DNA双链P41352oP413520PP【模型建构3】DNA双链PPPPATCP41352oP413520PPACTGDNA的平面结构102345012345反向平行【模型建构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。ATGC氢键碱基互补配对原则AGCT氢键ATGC平面结构立体结构二、DNA分子的空间结构：规则的双螺旋结构１９５３年美国科学家沃森（Ｊ．Ｄ．Ｗatson)和英国科学家克里克（Ｆ．Ｃrick)提出ＤＮＡ分子的双螺旋结构模型。被誉为20世纪最伟大的发现。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（生物物理学家）左三：克里克（物理学家）左五：沃森（生物学家）二、DNA的空间结构AAATTTGGGGCCCATC（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（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。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AAATTTGGGGCCCAＤＮＡ结构中的哪个结构是稳定不变的?哪个结构是千变万化的？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。（储存遗传信息）DNA的分子结构和组成可用五、四、三、二、一表示分别表示的是什么？【课堂小结】五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、G、C、T，相应的有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链一种螺旋：规则的双螺旋结构DNA分子的结构特性1）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算DNA分子有多少种？4种40002）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性.碱基对的排列顺序就代表了遗传信息3)稳定性DNA分子中在外侧脱氧核糖和磷酸交替连接排列不变，内侧碱基互补配对原则不变。DNA的多样性和特异性从分子水平上说明了生物体具有多样性和特异性的原因。化学组成单位双螺旋结构基本单位——脱氧核苷酸种类四种A、C、G、T主要特点碱基互补配对原则DNA分子的多样性和特异性①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧。③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同DNA结构—A—A—C—C—G—G—A—T——T—T—G—G—C—C—T—A—一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子磷酸【课堂反馈】1．下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。12345678109GTCA1.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、DNA分子结构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（A与T、C与G配对）。问题：根据碱基互补配对原则，你能推导出DNA分子中各种碱基之间有哪些数量关系吗？①双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1规律总结：∵A=T，C=G∴A+G=T+C=A+C=T+G=50%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C可引申为：①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链例题1、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。所以，A=50%–23%=27%A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=n=n①双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。规律总结：∵A=T，C=G∴A+G=T+C=A+C=T+G=50%=nA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12③双链DNA分子中，互补的两条链中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。1nA2+G2T2+C2=④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%T1+C1=n③双链DNA分子中，互补的两条链中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。1nA2+G2T2+C2=④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%T1+C1=n②双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。=A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1=A2+T2+G2+C2A2+T2=A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链例题2、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。A＋T=54%G+C=46%G1A1+T1+G1+C1=22%G+CG1+C1G2+C2==A+T+G+CA1+T1+G1+CA2+T2+G2+C2A1+T1+G1+C1G2=24%③双链DNA分子中，互补的两条链中非互补碱基和之比互为倒数。DNA分子中A+G/T+C之比相等。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a例题3、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？2.51;A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链规律：非互补碱基和之互为倒数④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+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==规律：互补碱基和之比相等例：某DNA分子中，当A+T/G+C在一单链中为0.4时，在其互补链中这个比例是：0.43、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。解析一：设DNA分子碱基总数为100.已知：A+T=54，则G+C=46所以，G1+C1=G2+C2=23已知：G1=×100×22%=1112所以,C2=G1=11则:G2=23–11=12G2A2+T2+G2+C2=1212×100=24%解析二:已知A+T总=54%,则=46%G+C总所以G1+C11/2总=46%.已知1/2总G1=22%所以1/2总C1=46%–22%=24%因为G2=C1所以1/2总G2=24%24%A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=n=n①双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。规律总结：∵A=T，C=G∴A+G=T+C=A+C=T+G=50%=nA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12③双链DNA分子中，互补的两条链中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。1nA2+G2T2+C2=④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%T1+C1=n有关DNA中的碱基计算1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？因为DNA分子中，A+G=T+C=50%。所以，A=50%–23%=27%2、在DNA的一个单链中，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？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？2.510.40.43、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。解析一：设DNA分子碱基总数为100.已知：A+T=54，则G+C=46所以，G1+C1=G2+C2=23已知：G1=×100×22%=1112所以,C2=G1=11则:G2=23–11=12G2A2+T2+G2+C2=1212×100=24%解析二:已知A+T总=54%,则=46%G+C总所以G1+C11/2总=46%.已知1