DNA分子的结构(优质ppt课件)

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第二节,DNA,分子的结构,第三章 第二节DNA分子的结构,DNA分子的结构(优质ppt课件),DNA分子的结构(优质ppt课件),DNA,中文全称：,组成元素：,基本单位,:,结构简式：,脱氧核糖核酸,脱氧核苷酸,脱氧,核糖,含氮碱基,磷酸,1,2,3,4,5,温故知新,DNA,的化学组成,C,、,H,、,O,、,N,、,P,DNA中文全称：脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧含氮碱基磷,A ,腺嘌呤,G ,鸟嘌呤,C ,胞嘧啶,T ,胸腺嘧啶,含氮碱基种类：,因此，脱氧核苷酸也有,4,种：,腺膘呤脱氧核苷酸,A,胞嘧啶脱氧核苷酸,C,鸟瞟呤脱氧核苷酸,G,T,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤含氮碱基种类：因此，脱氧核,一、,DNA,分子双螺旋结构模型的构建,1953,年,4,月,25,日，,克里克,和,沃森,在,自然,杂志上发表了,DNA,的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革,，,更宣告了分子生物学的诞生。,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建1953年4月25日，克里,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？,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,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,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,）,DNA,衍射图谱,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,早凋的“科学玫瑰”,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,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,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？,数据推算出,DNA,是,螺旋,结构！,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建X衍射技术是用X光透过物质,尝试多种不同的双螺旋、三螺旋结构,配对违反了化学规律,尝试多种不同的双螺旋、三螺旋结构配对违反了化学规律,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,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 。,化学家的帮助,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建 查哥夫（E.Charga,A,C,G,T,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,ACGT腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶 胸腺嘧啶,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,。,资料,2,：,DNA,是由,4,种脱氧核苷酸连接而成的长链，这,4,种脱氧核苷酸分别含有,A,、,T,、,C,、,G,四种碱基,。,资料,4,：,奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：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,(G=C),。,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 ，沃森和,克里克推算出DNA,分子呈螺旋结构，随后构建出磷酸,脱氧核糖骨架在外部，碱基在螺旋内部双链螺旋。,资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本,（全品,P,导,例,1,）,下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在,DNA,分子结构构建方面的突出贡献的说法中,正确的是,(,),A.,威尔金斯和富兰克林提供了,DNA,分子的电子显微镜图像,B.,沃森和克里克提出了,DNA,分子的双螺旋结构模型,C.,查哥夫提出了,A,与,T,配对、,C,与,G,配对的正确关系,D.,富兰克林和查哥夫发现碱基,A,量等于,T,量、,C,量等于,G,量,B,（全品P导例1）下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林,思考与讨论,1,、,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？,二、DNA分子结构的主要特点,思考与讨论1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？,C,T,T,G,A,C,A,G,5,5,3,3,磷酸二酯键,1,、,DNA,平面结构,两条链反向平行,CTTGACAG5533磷酸二酯键1、DNA平面结构,H,2,O,H,H,H,H,DNA,的形成过程中有水生成吗？为什么？,H2OHHHHDNA的形成过程中有水生成吗？为什么？,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,2,、磷酸、脱氧核糖交替排列在外侧,构成基本骨架,；碱基排列在内侧,AAATTTGGGGCCCATC2、磷酸、脱氧核糖交替排列在,A,G,C,T,氢键,A,T,G,C,3,、碱基互补配对原则,碱基对,思考：在一个,DNA,分子中，哪些碱基比例较高，则该,DNA,分子就比较稳定？,AGCT氢键ATGC3、碱基互补配对原则碱基对思考：在一个D,（全品,P,导,例,3),如图为,DNA,分子结构示意图,对该图的正确描述是,(,),A.,一条脱氧核苷酸链上相邻的,碱基之间通过氢键相连,B.,的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,C.,每个脱氧核糖都连接一个碱基,和两个磷酸,D.,和相间排列,构成了,DNA,分子的基本骨架,D,（全品P导例3)如图为DNA分子结构示意图,对该图的正确,（全品,P,导,2,）,2018,邢台月考,有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它的其他组成成分是,(,),A.,两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶,B.,两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶,C.,三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶,D.,三个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶,B,（全品P导2）2018邢台月考 有一对氢键连接的脱,(,全品,P,练,11,）,已知A、T之间形成两个氢键,G、C之间形成三个氢键,甲DNA分子中含40%的腺嘌呤,乙DNA分子中含有40%的鸟嘌呤,对这两个DNA分子结构上的稳定性的判断,正确的是(),A.甲强于乙B.乙强于甲,C.甲等于乙D.无法判断,B,(全品P练11）已知A、T之间形成两个氢键,G、C之间形,三、DNA分子的特性,(3),特异性,:,每种,DNA,有别于其他,DNA,的特定的碱基排列顺序。,(1),稳定性,:,DNA,中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。碱基对的长度和间距固定。,(2),多样性,:,碱基数量的不同，碱基对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，碱基对有：,A,T,、,T,A,、,G,C,、,C,G,。请同学们计算,DNA,分子有多少种？,4,种,4000,三、DNA分子的特性(3)特异性:每种DNA有别于其他DNA,四、DNA结构的相关计算,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：,A,1,=T,2,， A,2,=T,1,， G,1,= C,2,，,G,2,=C,1,。,在,DNA,双链中：,A = T ， G = C,可引申为：,双链中，嘌呤数等于嘧啶数。,A+G=T+C,即,A+G/T+C=1,或,A+C=T+G,即,A+C/T+G=1,A,1,T,2,T,1,A,2,G,1,C,2,C,1,G,2,DNA,双链,四、DNA结构的相关计算设DNA一条链为1链，互补链为2链。,（全品,P,练,5.,）,经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个,占全部碱基总数的24%。那么,该DNA片段中C所占比例和数量分别是(),A.24%,600个 B.24%,650个,C.26%,600个 D.26%,650个,D,（全品P练5.）经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有,双链中，,两互补碱基之和,占整个,DNA,分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中,两互补碱基之和,占该链碱基总数的百分比，且其中任何一条链,两互补碱基之和,是整个,DNA,分子,两互补碱基之和,的一半。,A+T,A+T+G+C,A,1,+T,1,+G,1,+C,1,A,1,+T,1,=,=,A,2,+T,2,+G,2,+C,2,A,2,+T,2,=,A,1,+T,1,（A+T）,1,2,=,=,A,2,+T,2,双链中，两互补碱基之和的比等于任一单链中两互补碱基之和的比,。,A+T,G+C,A,1,+T,1,G,1,+C,1,A,2,+T,2,G,2,+C,2,=,=,双链中，两互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的百分比等于,双链中，互补的两条链中,两不互补碱基之和,的比互为倒数。,=,a,， 则,A,1,+G,1,T,1,+C,1,T,2,+C,2,A,2,+G,2,=,1/a,而整个,DNA,分子中,(A+G) / (T+C)=,1,双链中，互补的两条链中两不互补碱基之和的比互为倒数。= a,（全品,P,导,例,4,）,下列对双链,DNA,分子的叙述,不正确的是,(,),A.,若一条链中,G,的数目为,C,的,2,倍,则另一条链,G,的数目为,C,的,1/2,B.,若一条链中,A,和,T,的数目相等,则另一条链,A,和,T,的数目也相等,C.,若一条链的,ATGC=1234,则另一条链相应碱基比为,2143,D.,若一条链的,GT=12,另一条链的,CA=21,D,（全品P导例4）下列对双链DNA分子的叙述,不正确的是,（拓展延伸）,从某生物中提取的一个核酸分子，经分析,A,占,a%,，,G,占,b%,，且,a,b,50,，,C,占,20%,，腺嘌呤共有,150,个，鸟嘌呤共有,225,个，则该生物一定不是,(,),A,T,2,噬菌体,B,酵母菌,C,烟草花叶病毒,D,蓝细菌,A,（全品,P,练,3,、,14,）,（拓展延伸）从某生物中提取的一个核酸分子，经分析A占a%，G,单链中某碱基占该链的比为,b,，则该碱基在双链中的比为,b/2,。,A,1,单链,若 =,b,A,1,双链,则 =,b/2,某,DNA,中，若碱基对数为,n,，则氢键数目为,2n3n,，若已知,A,有,m,个，则氢键数目为,。,3n-m,思考,不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同。,A+T,G+C,比值不同,该比值不同体现了不同生物,DNA,分子的特异性,单链中某碱基占该链的比为b，则该碱基在双链中的比为b/2。,（全品,P,导,例,5,）,从某生物中提取出,DNA,进行化学分析,发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的,46%,又知该,DNA,的一条链,(H,链,),所含的碱基中,28%,是腺嘌呤,问与,H,链互补的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的比例为,(,),A.26% B.24%,C.14% D.11%,A,（全品P导例5）从某生物中提取出DNA进行化学分析,发现,（全品,P,练,9,）,在一个双链,DNA,分子中,碱基总数为,m,腺嘌呤碱基数为,n,。在碱基,A,与,T,之间形成,2,个氢键,G,与,C,之间形成,3,个氢键。则下列叙述正确的是,(,),脱氧核苷酸数,=,磷酸数,=,碱基总数,=,m,碱基之间的氢键数为,(,3,m,/2,),-,n,两条链中,A+T,的数量为,2,n,G,的数量为,m-n,A. B. C. D.,D,（全品P练9）在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌,（拓展延伸）,某研究小组测定了多个不同双链,DNA,分子的碱基组成，根据测定结果绘制了,DNA,分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在,DNA,分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是,(,),答案,C,（拓展延伸）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,（全品,P,练,12,）,用卡片构建,DNA,平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如下表所示,下列说法错误的是,(,),A.,表中最多有,4,个脱氧核苷酸对,B.,表中最多可构建,4,4,种不同碱基序列的,DNA,C.DNA,中并不是每个脱氧核糖均与,2,分子磷酸相连,D.,表中构成的双链,DNA,片段最多有,10,个氢键,P,50,-,制作,DNA,双螺旋结构模型,B,（全品P练12）用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡,2009,年,9,月,4,日，巨型室内雕塑“,生命螺旋”,在中国科技馆新馆揭幕。,2009年9月4日，巨型室内雕塑“生命螺旋”在中国科技馆新,【,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。,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,【课堂反馈】1下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1,DNA分子的结构(优质ppt课件),