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第二节DNA分子的结构临猗三中赵亚丽人教版必修二第三章基因的本质DNA不朽的双螺旋课题引入—创设情境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ATCG脱氧核苷酸单链一、探究模型构建过程DNA的基本单位—脱氧核苷酸模型构建法就是搭建模型,也就是拼凑。就像小孩摆积木一样，在实验室里，用一些圆球木棍等来构建分子结构模型。这种方法在科学上发挥着重要的作用。二十世纪的四大发现：宇观世界的宇宙大爆炸模型宏观世界的大地构造板块模型微观世界的物质结构夸克模型DNA分子的双螺旋结构模型鲍林（1901.2.28—1994.8.19）是著名的量子化学家，他在化学的多个领域都有过重大贡献。曾两次荣获诺贝尔奖（1954年化学奖，1962年和平奖），有很高的国际声誉。20世纪50年代，伦敦大学物理学家威尔金斯和化学家富兰克林得到了DNA的X射线晶体衍射图像。威尔金斯富兰克林DNA衍射图谱X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。1951年威尔金斯和富兰克林展示了一张DNA的X射线衍射图沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，从图上他断定DNA的结构是一个规则的螺旋体。他打定主意要制作一个DNA模型。他的这种想法得到了他的合作伙伴克里克的认可。于是他们两人便采用当时著名的化学家鲍林研究蛋白质结构的模型构建法，用纸和铁丝制作模型。你第一眼看到此图认为DNA应该是怎样的结构？构建方案生化学家查哥夫A和T的分子数相等，G和C的分子数相等两条链如何排列碱基怎样配对脱氧核糖和磷酸交替排列在内侧碱基排在外侧CATCGCATCGCA碱基外侧排列模型脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，碱基排在内部,且同型碱基配对A与A配对,T与T配对，C与C配对,G与G配对.碱基内侧同型配对模型ATCGATCGGGAAAATTGGGGCCCATC螺旋的内侧由碱基构成，嘌呤与嘧啶相连，每对碱基对的长度单位相同如何验证呢沃森和克里克搭建的模型与衍射图像一致1953年沃森和克里克在Nature杂志上刊载论文《核酸的分子结构模型－脱氧核糖核酸的一个结构模型》引起了极大的轰动。被认为是“生物学的一个标志，开创了新的时代”。《Nature》杂志上发表的论文情感升华情感目标在沃森和克里克的模型构建过程中借鉴了哪些科学家的哪些理论？涉及到了哪些学科？1、威尔金斯和富兰克林的DNA结晶的X射线衍射图谱（物理）2、查哥夫的碱基数量特点（化学）沃森：生物学家克里克：物理学家从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构二、观察DNA双螺旋结构模型AAATTTGGGGCCCATCDNA双螺旋结构的主要特点（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。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。DNA双螺旋结构的主要特点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。三、DNA双螺旋结构的主要特点ATGC碱基对另一碱基对氢键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，碱基之间的这种一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。下面是DNA的分子结构模式图，说出图中的名称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三、制作DNA双螺旋结构模型你和我一样吗？多样性特异性稳定性(1)稳定性：规则的双螺旋结构，碱基配对方式不变，基本骨架稳定不变。(2)多样性：碱基(或脱氧核苷酸)的数目有差异，碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序多样。若DNA分子由n个碱基对构成，则可代表的遗传信息就有4n种。(3)特异性：碱基(或脱氧核苷酸)特定的排列顺序代表了特定的遗传信息。DNA分子的特性：组成元素：C.H.O.N.P↓组成单位：脱氧核苷酸基本单位间以磷酸二酯键相连接。平面结构：特点：反向平行；外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列构成基本骨架内侧：碱基通过氢键相连构成碱基对。空间结构：2条脱氧核苷酸链盘旋成规则的双螺旋结构。DNA分子的结构四、课堂小结设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。请证明在DNA双链中：A=T，G=CA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链五、知识拓展-练碱基互补配对原则的应用因为：A=A1+A2,T=T1+T2又因为：A1=T2，A2=T1所以：A1+A2=T1+T2，A=T解析：可引申为：①双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；非互补两碱基之和总相等，且为总碱基数的1/2。A+G=T+C即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=1/2②双链DNA分子中A+T/G+C的比值等于其中任何一条链的A+T/G+C的比值。A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==例题1、某双链DNA分子中，G占1/5，求A占多少？解析：因为：DNA分子中，A+G=T+C。所以：A=1/2–1/5=3/10=a③双链DNA分子中A+G/T+C的比值为1，两条单链中A+G/T+C的比值互为倒数。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a例题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？2.51A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链T+CA+G=1DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算1.某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占22％，那么，胞嘧啶的分子数占（）A．11％B．22％1.C．28％D．44％CDNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算2、根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（）CDNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算3、若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为（）A、aB、1/aC、1D、1—1/a4、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为A︰C︰G︰T＝1︰1.5︰2︰2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为（）A5︰4B4︰3C3︰2D5︰2AB