生物-《DNA分子的结构》（人教版必修2）

北 京 中 关 村 DNA双 螺 旋 结 构 “ 生 命 ” 雕 塑 ，如 今 已 被 看 作 中 关 村 的 标 志 ， 受 到 各 界 好 评 。 在 北 京 大 学 生 命 科 学 学 院 ， 也 有 一 座 类 似 的雕 塑 ， 可 北 大 的 这 个 雕 塑 却 因 旋 转 方 向 的 问题 ， 使 北 京 大 学 惹 上 了 官 司 ， 这 是 怎 么 回 事 ！同 学 们 有 没 有 听 说 过 这 个 案 件 ？ 提 示 :北 大 向 某 公 司 定 了 座 “ DNA雕 塑 ” ， 并 按 双 方 选 定 的 图纸 签 了 合 同 。 后 来 公 司 如 期 交 付 安 装 ， 北 大 也 支 付 了 全 部 费 用 。但 雕 塑 参 展 一 段 时 间 后 ， 一 位 北 大 教 授 发 现 双 螺 旋 雕 塑 的 螺 旋方 向 反 了 ,呈 顺 时 针 方 向 螺 旋 上 升 ， 而 50年 前 发 现 的 双 螺 旋 结 构是 呈 逆 时 针 旋 转 的 。 后 来 公 司 为 北 大 重 做 了 雕 塑 ， 并 要 求 北 大支 付 二 次 制 作 的 成 本 费 ， 北 大 拒 绝 。 该 公 司 就 把 北 大 告 上 了 法庭 。 一 .DNA双 螺 旋 结 构 模 型 的 构 建阅 读 课 本 P47-48的 故 事 ， 思 考 它 带 个 你 的 启示 ， 并 尝 试 总 结 DNA双 螺 旋 结 构 模 型 的 特 点 。课前预习！ 讨 论 1：（ 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 ？ 又 涉 及 到 哪 些 学 科 的知 识 和 方 法 ？（ 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） 沃 森 和 克 里 克 默 契 配 合 ， 发 现 DNA双 螺 旋 结 构的 过 程 ， 作 为 科 学 家 合 作 研 究 的 典 范 ， 在 科 学界 传 为 佳 话 。 他 们 这 种 工 作 方 式 给 予 你 哪 些 启示 ？ 在 生 命 的 旋 梯 上 沃 森 （ 左 ） 和 克 里 克 （ 右 ） 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 ？ 他 们 分 别 位 于 DNA的 什 么 部 位 ？3、 DNA中 的 碱 基 是 如 何 配 对 的 ？ 他 们 位 于 DNA的 什 么 部 位 ？两 条 链 ， 螺 旋 结 构磷 酸 脱 氧 核 糖 ， 在 螺 旋 外 部A与 T配 对 ， G 与 C配 对 ； 排 在 螺 旋 内 部讨 论 2： 二 、 DNA分 子 的 结 构 一 . DNA的基本单位脱氧核苷酸 1234 含 碱 基脱 氧核 糖磷 酸 5 AGCT化学元素组成：C H O N P 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脱氧核苷酸的种类(4种)A脱 氧核 糖磷 酸 G脱 氧核 糖磷 酸C脱 氧核 糖磷 酸 T脱 氧核 糖磷 酸 ATGC磷 酸 二 酯 键 （ 1） 可 以 在 脱 氧 核 苷 酸 的哪 些 部 位 把 它 们 连 接 起 来 ？（ 2） 结 合 课 本 图 ，给 出 正 确 的 连 接 部 位 。 AAAGGCCA TTTGGCTC AAAG GCCA 探究任务2：DNA分子的两条脱氧核苷酸链具有什么联系思考：1.这两条脱氧核苷酸链能构成DNA分子吗？2.有哪些错误，该如何改正？现 在 还 有 问 题 吗 ？ 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 。A TGC 氢 键探 究 任 务 3： 如 何 将 两 条 脱 氧 核 苷 酸 链 连 接 固 定 ？A只和T配对、G只和C配对，是因为嘌呤分子大于嘧啶分子，而构成DNA的两条链是平行的，要保持两条链平行，只有嘌呤和嘧啶配对，碱基对的长度才一样。还因为A和T都刚好能形成两个氢键，G和C能形成三个氢键，这说明配对的双方形状是相互匹配的，就像课本图3-11那样。 AAA TTTGGGGCC CA TC 两 条 脱 氧 核 苷 酸 长 链DNA的 平 面 结 构（ 1） DNA分 子 的 两 条 脱氧 核 苷 酸 长 链 反 向 平 行 。 AAA TTTGGGGCC CA TC 两 条 脱 氧 核 苷 酸 长 链DNA的 平 面 结 构（ 1） DNA分 子 的 两 条 脱氧 核 苷 酸 长 链 反 向 平 行 。（ 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 。 AAA TTTGGGGCC CA TC （ 1） DNA分 子 的 两 条 脱氧 核 苷 酸 长 链 反 向 平 行 。（ 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 。两 条 脱 氧 核 苷 酸 长 链DNA的 平 面 结 构 DNA的 结 构模 式 图DNA的 空 间 结 构 从 图 中 可 见DNA具 有 规 则的 双 螺 旋 空间 结 构 三 .DNA分 子 结 构 特 性1.长 链 中 的 碱 基 对 的 排列 顺 序 是 千 变 万 化 的 每 一 个 DNA分 子 具 有 特定 的 碱 基 （ 对 ） 排 列 顺 序GA TC AA TT C CG G 稳 定 性多 样 性特 异 性2.两 条 长 链 上 的 脱 氧 核 糖 与磷 酸 交 替 排 列 在 外 侧 ， 构 成基 本 骨 架 。 碱 基 排 列 在 内 侧 ，碱 基 互 补 配 对 原 则 保 持 双链 平 行 ， 氢 键 的 作 用 力 保持 双 链 结 构 牢 固 . 小 结二 、 DNA分 子 的 结 构三 、 DNA分 子 结 构 特 性一 、 DNA双 螺 旋 结 构 模 型 的 构 建 1234 5 67810 9GTCA1. 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 下 面 是 DNA的 分 子 的 结 构 模 式 图 ， 说 出 图 中 1 10的 名 称 。 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 ： 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%（ P23导 学 案 第 2题 ） A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA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% 双 链 DNA分 子 中 ， 两 条 链 中 (A总 +T总 ) %=(A1+T1)%=(A2+T2)% ， 且 A1+T1=1/2 (A总 +T总 ) A+TA+T+G+C A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1 = A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1 （ A+T）12= =A2 +T2 A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA双 链 例 题 3、 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%（ G+C）12G1 +C1 G2 +C2= = A T=54% G+C=46% G1A1+T1+G1+C1=22% 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+C A1+T1G1+C1 A2 +T2G 2 +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 ： 0.4 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 = a T2 +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 ？2.5 1 ; A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA双 链 DNA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 中 ， 腺 嘌 呤 的 分 子 数 占 22 ， 那么 ， 胞 嘧 啶 的 分 子 数 占 （ ） A 11 B 22 C 28 D 44 (C) DNA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、 a B、 1/a C、 1 D、 11/a4、 若 DNA分 子 中 一 条 链 的 碱 基 摩 尔 比 为 A C G T 11.5 2 2.5， 则 其 互 补 链 中 嘌 呤 碱 基 与 嘧 啶 碱 基 的 摩尔 比 为A 5 4 B 4 3 C 3 2 D 5 2 (A)（ B） DNA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 （ ） (C)