DNA的結(jié)構(gòu)+高一下學(xué)期生物人教版必修2

第三章基因的本質(zhì)第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)雅典奧運(yùn)會(huì)開幕式，激光打出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)上?！笆啦┖椭C塔”英國(guó)2003年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)紀(jì)念幣美國(guó)冷泉港實(shí)驗(yàn)室外螺旋時(shí)代造型

中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑資料1

20世紀(jì)30年代，科學(xué)界已經(jīng)認(rèn)識(shí)到：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、G、C4種堿基。脫氧核糖核酸脫氧核苷酸a.DNA中文全稱:C、H、O、N、Pb.組成元素:c.基本組成單位:磷酸脫氧核糖含氮堿基堿基脫氧核糖12345AA—腺嘌呤G—鳥嘌呤C—胞嘧啶T—胸腺嘧啶TGCP腺嘌呤脫氧核糖核苷酸鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸胞嘧啶脫氧核糖核苷酸胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸脫氧核糖腺嘌呤(A)磷酸脫氧核糖鳥嘌呤(G)磷酸脫氧核糖胞嘧啶(C)磷酸脫氧核糖胸腺嘧啶(T)磷酸…相鄰的脫氧核苷酸之間形成：

。磷酸二酯鍵資料2研究蛋白質(zhì)、DNA結(jié)構(gòu)常用的方法是X射線晶體衍射法。美國(guó)加州理工學(xué)院的鮑林及其同事用X射線衍射技術(shù)和分子模型的構(gòu)建,率先解出了蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。資料3

1951年1月,威爾金斯在一場(chǎng)關(guān)于DNA的演講上展示了兩張用X射線做的DNA衍射照片。二十出頭的沃森便是聽眾之一。1951年10月,生物學(xué)家沃森與物理學(xué)家克里克合力推出了三股螺旋的DNA結(jié)構(gòu),他們把磷酸排在內(nèi)側(cè),含氮堿基排在外側(cè)。資料4續(xù)當(dāng)他們邀請(qǐng)威爾金斯和富蘭克林前來(lái)觀看時(shí)被兩人評(píng)價(jià)為“一無(wú)是處”,并告知他們含氮堿基應(yīng)該排列在內(nèi)側(cè)。(J.D.Watson,1928--)沃森(F.Crick,1916--2004)克里克資料5富蘭克林發(fā)現(xiàn)提高空氣的濕度,可以讓DNA的衍射圖譜發(fā)生轉(zhuǎn)變,顯然DNA易吸收水分。所以她認(rèn)為脫氧核糖核苷酸的親水磷酸基團(tuán)應(yīng)該位于DNA的外側(cè),其余部分位于內(nèi)側(cè)。資料6奧地利生物化學(xué)家查哥夫提供了一個(gè)關(guān)于DNA中堿基數(shù)量的關(guān)鍵信息:在DNA中,腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量,鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。資料7沃森和克里克讓A與丁配對(duì),G與C配對(duì),構(gòu)建出新的DNA模型。在這個(gè)模型中,堿基在雙螺旋內(nèi)部,脫氧核糖-磷酸骨架在外部,A與T配對(duì),G與C配對(duì),DNA兩條鏈的方向是相反的。結(jié)果發(fā)現(xiàn):A-T堿基對(duì)與G-C堿基對(duì)具有相同的形狀和直徑,這樣組成的DNA分子具有恒定的直徑,能夠解釋A、T、G、C的數(shù)量關(guān)系。當(dāng)他們把這個(gè)用金屬材料制作的模型與拍攝的X射線衍射照片比較時(shí),發(fā)現(xiàn)模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。平面圖立體雙螺旋結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)５'-端３'-端３'-端５'-端平面結(jié)構(gòu)資料81953年,沃森和克里克撰寫的《核酸的分子結(jié)構(gòu)--脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》論文在英國(guó)《自然》雜志上刊載,引起了極大的轟動(dòng)。資料91962年沃森、克里克和威爾金斯三人因這一研究成果而共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。左一：威爾金斯左三：克里克左五：沃森1.構(gòu)建者：沃森和克里克2.構(gòu)建過程：小結(jié)：DNA模型構(gòu)建1、脫氧核苷酸2、脫氧核苷酸鏈3、DNA雙鏈4、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA的主要特點(diǎn)③堿基通過

連接成堿基對(duì)，并遵循

，

與

、

與

配對(duì)。①DNA分子是由

條

鏈組成，這兩條鏈按

盤旋成規(guī)則的

結(jié)構(gòu)。②

和

交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；

排列在內(nèi)側(cè)。反向平行2雙螺旋脫氧核糖磷酸脫氧核苷酸堿基氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)原則TACG小規(guī)律：“五四三二一”五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、G、C、T三類物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條長(zhǎng)鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)5’端3’端3’端5’端（B）

ACACTTGGDNA分子模型解讀1.數(shù)量關(guān)系每個(gè)DNA分子中,游離的磷酸基團(tuán)有兩個(gè);A-T堿基對(duì)有兩個(gè)氫鍵,G-C堿基對(duì)有三個(gè)氫鍵;脫氧核糖數(shù)=磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)。2.位置關(guān)系單鏈中相鄰的堿基通過脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖連接;互補(bǔ)鏈中相鄰的堿基通過氫鍵連接。3.化學(xué)鍵氫鍵:連接互補(bǔ)鏈中的相鄰堿基。磷酸二酯鍵:連接單鏈中相鄰的兩個(gè)脫氧核苷酸①多樣性:一個(gè)最短的DNA分子也有4000個(gè)堿基對(duì)，可能的排列方式就有44000種。②特異性:③穩(wěn)定性:4n(n表示堿基對(duì)數(shù))不同的生物，堿基對(duì)的數(shù)目可能不同，堿基對(duì)的排列順序肯定不同。主鏈：磷酸與脫氧核糖交替排列穩(wěn)定不變堿基對(duì)：嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

DNA的特性堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序()你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和

，并為堿基總數(shù)的

。A+T+G+C∵A=TG=C∴A+G=T+C∴A+G=()T+GA+T+G+C=1/2也可以寫成以下形式：()T+CA+G==()()()......=1T+GA+CT+CA+G恒等1/2（嘌呤堿基總數(shù)=嘧啶堿基總數(shù)）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的應(yīng)用設(shè)DNA的一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA雙鏈①A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2121/a非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)同一DNA分子中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)堿基之比相等（A+T）/（A+T+G+C）=a，則（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=④a互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等③A1+T1

G1+C1A2+T2

G2+C2A+TG

+C=A2+G2

T2+C2=A1+G1

T1+C1a，②==T2A2C2G2A1T1G1C11.在某DNA分子的堿基中，鳥嘌呤的分子數(shù)占22%，那么胸腺嘧啶的分子數(shù)占_____。【課堂訓(xùn)練】G=22%T=（1-22%×2）/228%3.某DNA分子的一個(gè)單鏈中,(T+C)/(A+G)=2.5,則此比例在其互補(bǔ)鏈中為____,在整個(gè)DNA分子中為___.(T2+C2)/(A2+G2)=(A1+G1)/(T1+C1)=1/2.512.某DNA分子共有200個(gè)堿基對(duì)，其中堿基A占了30%，問這個(gè)DNA分子共有

個(gè)堿基G。800.4【課堂訓(xùn)練】0.44.若DNA的一個(gè)單鏈中,A+T/G+C=0.4,則此比例在其互補(bǔ)鏈中為____,在整個(gè)DNA分子中為____。0.4(A2+T2)/(G2+C2)=(A1+T1)/(G1+C1)=(A+T)/(G+C)5.某雙鏈DNA分子中,A與T之和占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的54%,其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。已知

A+T總=54%,則=46%G+C總所以G1+C11/2總=46%.已知1/2總G1