新第2节―DNA分子的结构

2004年印尼大海啸后的现场第2节DNA的分子结构1’2’3’4’含氮碱基脱氧核糖磷酸5’一、DNA双螺旋结构模型的构建课堂活动:画出一个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二、脱氧核苷酸的种类A腺嘌呤脱氧核苷酸GCT阅读课本47-48页，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？3、通过阅读沃森和克里克构建DNA模型的故事，给你带来什么启示？DNA衍射图谱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（英，R.E.Franklin,1920－1958）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。DNA的X射线衍射图富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图问题：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DNA分子呈双螺旋结构两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？尝试多种不同的双螺旋结构模型构建中最大的问题——两条链的连接——即碱基是如何配对的。查哥夫（E.Chargaff,1905--）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。有化学家指出：A与A配对，T与T配对违反了化学规律化学家的帮助ACGT腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶1953年４月２５日，英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的成果，ＤＮＡ双螺旋结构的分子模型，这一成就后来被誉为２０世纪以来生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志．１９６２年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学和医学奖．思考与讨论21、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？DNA分子结构的主要特点DNA分子是由条链组成，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22.DNA双螺旋结构（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构CTTGACAGDNA平面结构5’5’3’3’4123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH44构成方式磷酸二酯键磷酸二酯键AAATTTGGGGCCCATCDNA平面结构磷酸、脱氧核糖交替连接——构成基本骨架；（2）.外侧：碱基；内侧:AGCT氢键ATGC⑶碱基互补配对原则磷酸二酯键脱氧核苷酸碱基对思考：在一个DNA分子中，那些碱基比例较高，则该DNA分子就比较稳定？化学组成单位双螺旋结构基本单位——脱氧核苷酸种类：四种主要特点碱基互补配对原则：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。—A—A—C—C—G—G—A—T——T—T—G—G—C—C—T—A—DNA的结构DNA双螺旋结构的构建返回(碱基互补配对原则)【课堂反馈】1．下面是DNA的分子的结构模式图，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思考•X链10A—30G—30C--20T•Y链？T—？C—？G--？A•？X链（A+G）/（T+C）=？•？Y链（A+G）/（T+C）=？•？DNA中（A+G）/（T+C）=？•？X链（A+T）/（G+C）=？•？Y链（A+T）/（G+C）=？•？DNA中（A+T）/（G+C）=？103030204/55/411/21/21/2你能从上述结果中总结出什么规律吗？成倒数关系比值相等设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=1A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？27%例2．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C③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+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a例题3、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？2.51;A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链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)A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==即，若：A+T=整个DNA的n%，G+C=整个DNA的m%则：A1+T1=1链的n%，G1+C1=1链的m%A2+T2=2链的n%，G2+C2=2链的m%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。24%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链例4：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。4、一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱基在每条单链中所占的比例之和的一半32%3.拓展题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=TG=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+C()=50%A+GT+C=()()=(）()=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+GA+G恒等一半