第二DNA分子的结构

第二节第二节 DNA分子的结构分子的结构离石区江阴高级中学离石区江阴高级中学 高雪琴高雪琴脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸回顾：含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸DNADNA模型建构模型建构【学生活动【学生活动1】: 尝试组建脱氧核苷酸尝试组建脱氧核苷酸 要求：每位同学至少组装一个要求：每位同学至少组装一个AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类 资料1:20:20世纪初，科学家认识到：组成世纪初，科学家认识到：组成DNADNA分分子的单位是子的单位是脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸，它由一分子，它由一分子脱氧脱氧核糖核糖、一分子、一分子磷酸磷酸和一分子的和一分子的含氮碱基含氮碱基构成。构成。DNADNA分子是以四种脱氧核苷酸为单位连接而成的分子是以四种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链长链，这四种脱氧核苷酸分别含有，这四种脱氧核苷酸分别含有A A、T T、C C、G G四种碱基。四种碱基。这些脱氧核这些脱氧核苷酸是怎样苷酸是怎样连接成长链连接成长链的呢的呢?【学生活动【学生活动2】尝试组建脱氧核苷尝试组建脱氧核苷 酸链酸链 要求：每小组合作组建一条即可要求：每小组合作组建一条即可 组建过程中要注意组建过程中要注意保证脱保证脱 氧核苷酸的完整性氧核苷酸的完整性ATGC四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链 连连 接接 ATGCATGC物理物理学家学家 克里克克里克生物生物学家学家 沃森沃森沃森克里克富兰克林威尔金斯DNA衍射图谱DNA衍射图谱资料资料2 2：19511951年富兰克林通过数据年富兰克林通过数据 计算，每个脱氧核苷酸之计算，每个脱氧核苷酸之间是在间是在磷酸磷酸和和脱氧核糖脱氧核糖的的部位连接。部位连接。DNADNA呈呈螺旋螺旋结构。结构。螺旋直径螺旋直径2nm2nm；螺旋周期包含；螺旋周期包含1010对碱对碱基；螺距基；螺距3.4nm3.4nm；相邻碱基；相邻碱基对平面的间距对平面的间距0.34nm0.34nm螺旋螺旋直径直径2nm2nmATGC四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链 连连 接接 ATGCATGC【学生活动【学生活动3】 各小组修正组建各小组修正组建出来的脱氧核苷出来的脱氧核苷酸长链酸长链一、一、DNADNA模型建构模型建构DNA衍射图谱几螺旋资料资料2 2：19511951年富兰克林通过数据计算，每个年富兰克林通过数据计算，每个脱氧核苷酸之间是在脱氧核苷酸之间是在磷酸磷酸和和脱氧核糖脱氧核糖的部位连接。的部位连接。DNADNA呈呈螺旋螺旋结构。结构。螺旋直径螺旋直径2nm2nm；螺旋；螺旋周期包含周期包含1010对碱基；螺距对碱基；螺距3.4nm3.4nm；相；相邻碱基对平面的间距邻碱基对平面的间距0.34nm0.34nm螺旋直径螺旋直径2nm2nmP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP两条链的方向是相反的两条链的方向是相反的P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP这两条链这两条链之间有何之间有何联系联系?它它们是通过们是通过什么部位什么部位连接成一连接成一个整体的个整体的呢？呢？DNA衍射图谱资料资料2 2：19511951年富兰克林通过数据计算，每个年富兰克林通过数据计算，每个脱氧核苷酸之间是在脱氧核苷酸之间是在磷酸磷酸和和脱氧核糖脱氧核糖的部位连接。的部位连接。DNADNA呈呈螺旋螺旋结构。结构。螺旋直径螺旋直径2nm2nm；螺旋；螺旋周期包含周期包含1010对碱基；螺距对碱基；螺距3.4nm3.4nm；相；相邻碱基对平面的间距邻碱基对平面的间距0.34nm0.34nm螺旋直径螺旋直径2nm2nmP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，碱基排列在内侧，碱基排列在内侧，碱基之间碱基之间又怎样连又怎样连接呢？随接呢？随意地连接意地连接吗？吗？结论？AGTC资料资料31952年，沃森和克里克年，沃森和克里克从化学家查哥夫那获得从化学家查哥夫那获得一条重要消息：一条重要消息：DNA中中A的数目总是等于的数目总是等于T的数的数目，目，C的数目总是等于的数目总是等于G的数目的数目资料资料4AP脱氧核糖GP脱氧核糖CP脱氧核糖PT脱氧核糖A TG C碱基互补碱基互补配对原则配对原则CP脱氧核糖脱氧核糖TPCP脱氧核糖GP脱氧核糖AP脱氧核糖GP脱氧核糖3、DNA中的碱基是依靠什么结构连接起来中的碱基是依靠什么结构连接起来的？遵循什么原则？的？遵循什么原则？2、DNA外侧排列的是什么？内侧排列的是外侧排列的是什么？内侧排列的是什么？磷酸和脱氧核糖的排列有什么规律？什么？磷酸和脱氧核糖的排列有什么规律？哪一部分是哪一部分是DNA的基本骨架？的基本骨架？1、从总体上看，、从总体上看，DNA是一种什么结构？是是一种什么结构？是由几条链构成的？两条链的方向如何？由几条链构成的？两条链的方向如何？【思考】【思考】总结总结DNA分子的结构特点分子的结构特点三、三、DNADNA分子的特点：分子的特点：多样性：多样性：一个最短的一个最短的DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可个碱基对，可能的排列方式就有能的排列方式就有4 440004000种。种。 特异性：特异性：不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。基对的排列顺序肯定不同。稳定性：稳定性：中的脱氧核糖和磷酸中的脱氧核糖和磷酸交替连接的交替连接的方式不变方式不变，两条链间碱基互补，两条链间碱基互补配对的原配对的原则不变则不变。（即。（即结构的稳定性结构的稳定性）DNADNA分子分子碱基对的排列顺序千变万化碱基对的排列顺序千变万化。特定的特定的DNADNA分子具有分子具有特定的碱基排列顺序特定的碱基排列顺序。4n(n表示碱基对数表示碱基对数)DNADNA分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的_结构。这一结构的特点是：结构。这一结构的特点是：1.DNA1.DNA分子是由分子是由_条反向平行的条反向平行的_长长链盘旋而成；链盘旋而成； 2.DNA2.DNA分子中的分子中的_和和_交替连结，交替连结，排列在外侧，其顺序是排列在外侧，其顺序是_的，而排列在内侧的的，而排列在内侧的_的排列顺序是的排列顺序是_；3.3.两条链上的碱基通过两条链上的碱基通过_连结起来，配对规律连结起来，配对规律是：是：A A与与_，G G与与_双螺旋双螺旋 两两 脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸氢键氢键千变万化千变万化碱基对碱基对不变不变 T T C C【课堂反馈课堂反馈】【课堂反馈课堂反馈】1 1下面是下面是DNADNA的分子的结构模式图，说出图中的分子的结构模式图，说出图中1 11010的名称。的名称。 12345678109GTCA1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鸟嘌呤鸟嘌呤4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脱氧核糖脱氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对碱基对9. 氢键氢键10. 一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段2 2已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱基对，其中胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有10001000个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸的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数目和腺嘌呤的数目分别是 （ ）A A18001800个和个和800800个个 B B18001800个和个和l800l800个个C C36003600个和个和800800个个 D D36003600个和个和36003600个个C【课堂反馈】【课堂反馈】3 3、 DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个，求整个DNADNA分子中分子中G= _G= _ 29%DNADNA分子的结构分子的结构小结小结1.1.化学元素组成：化学元素组成：C H O N PC H O N P2.2.基本组成单位：基本组成单位：( (四种四种) )脱氧核苷酸脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸3.3.空间结构空间结构: :规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则4.DNA4.DNA分子特点分子特点: :多样性多样性, ,特异性特异性, ,稳定性稳定性在众多研究DNA分子的科学家中，年轻的沃森和克里克能够脱颖而出，它们成功的原因是何在？情感提升情感提升课后作业课后作业就以上话题写一遍300字左右的小短文。