高中生物 第二節(jié) DNA的分子結(jié)構(gòu)課件 中圖版必修2

第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu) 1.1.概述概述DNADNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。2.2.制作制作DNADNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。3.3.討論討論DNADNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程。分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程。 美國(guó)美國(guó)“9.11”9.11”事件，共有事件，共有29982998人遇難，醫(yī)療人員通人遇難，醫(yī)療人員通過(guò)過(guò)“DNADNA檢測(cè)檢測(cè)”為遇難者找到各自的親人。為遇難者找到各自的親人。為什么為什么檢測(cè)檢測(cè)DNADNA就就可以確可以確定他們定他們的身份的身份呢呢? ?脫氧核苷酸脫氧核苷酸基本元素基本元素: : C C、H H、O O、N N、P P種類種類腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸 組成：組成： 磷酸、脫氧核糖、含氮堿基磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 一、一、DNADNA的基本組成單位的基本組成單位H HH HH你認(rèn)識(shí)它們嗎？試著寫出它們的名字吧！你認(rèn)識(shí)它們嗎？試著寫出它們的名字吧！胸腺嘧啶胸腺嘧啶（T T）胞嘧啶胞嘧啶（C C）鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤（G G）腺嘌呤腺嘌呤（A A）腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸G GA AC CT T19511951年前后，富蘭克林和年前后，富蘭克林和威爾金斯利用威爾金斯利用X X射線衍射射線衍射技術(shù)技術(shù)得到了清晰的得到了清晰的DNADNA分分子結(jié)晶衍射圖。子結(jié)晶衍射圖。圖形特點(diǎn)：圖形特點(diǎn)：很規(guī)則、具有簡(jiǎn)單對(duì)稱性很規(guī)則、具有簡(jiǎn)單對(duì)稱性關(guān)鍵結(jié)論：關(guān)鍵結(jié)論：DNADNA呈規(guī)則呈規(guī)則雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)二、二、DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代，科學(xué)家對(duì)年代，科學(xué)家對(duì)不同生物來(lái)源不同生物來(lái)源的的DNADNA堿基組成進(jìn)行了分析。堿基組成進(jìn)行了分析。來(lái)源來(lái)源堿基組成堿基組成腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鳥(niǎo)嘌呤（鳥(niǎo)嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）人人30.930.919.9 19.9 19.819.829.429.4母雞母雞28.828.820.520.521.521.529.229.2酵母酵母31.331.318.718.717.117.132.932.9大腸桿菌大腸桿菌24.724.726.026.025.725.723.623.6你能發(fā)現(xiàn)你能發(fā)現(xiàn)DNADNA分子中四種堿基之間存在怎樣的數(shù)量關(guān)系嗎？分子中四種堿基之間存在怎樣的數(shù)量關(guān)系嗎？1.1.所有所有DNADNA分子中堿基含量分子中堿基含量 A=TA=T，G=CG=C 腺嘌呤和胞嘧啶總數(shù)等于鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶總數(shù)，腺嘌呤和胞嘧啶總數(shù)等于鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶總數(shù)，即即A+C=G+TA+C=G+T。 2.2.同一種生物的體細(xì)胞內(nèi)同一種生物的體細(xì)胞內(nèi)DNADNA的堿基含量相同。的堿基含量相同。不同種不同種生物堿基含量生物堿基含量不同不同。DNA平面結(jié)構(gòu)圖DNA立體結(jié)構(gòu)圖堿基之間是如何進(jìn)行配對(duì)的呢？堿基之間是如何進(jìn)行配對(duì)的呢？嘌呤配對(duì)嘌呤配對(duì)嘧啶配對(duì)嘧啶配對(duì)嘌呤和嘧啶配對(duì)嘌呤和嘧啶配對(duì)堿基對(duì)堿基對(duì)另一堿基對(duì)另一堿基對(duì) 嘌呤和嘧啶之間通過(guò)氫鍵連接，形成嘌呤和嘧啶之間通過(guò)氫鍵連接，形成堿基對(duì)堿基對(duì)，且，且A A只和只和T T配對(duì)、配對(duì)、C C只和只和G G配對(duì)，這種堿基之間的一一對(duì)應(yīng)的配對(duì)，這種堿基之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系就叫做關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。ATGC氫鍵氫鍵每個(gè)螺距有每個(gè)螺距有1010個(gè)堿基對(duì)，個(gè)堿基對(duì)，兩個(gè)相鄰堿基對(duì)平面的垂兩個(gè)相鄰堿基對(duì)平面的垂直距離為直距離為0.34nm0.34nm。AATTGGGCCATC（1 1）DNADNA分子是由兩條反分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋成的盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNADNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)AATTGGGCCATC（2 2）DNADNA分子中的脫氧核糖分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，側(cè)，構(gòu)成基本骨架構(gòu)成基本骨架；堿基在；堿基在內(nèi)側(cè)。內(nèi)側(cè)。AATTGGGCCATC（3 3）兩條鏈上的堿基通過(guò)）兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接起來(lái)，形成堿基氫鍵連接起來(lái)，形成堿基對(duì)，且遵循對(duì)，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則原則。不同的不同的DNADNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目有差異，排列順序多種分子中脫氧核苷酸的數(shù)目有差異，排列順序多種多樣。若一個(gè)多樣。若一個(gè)DNADNA分子由分子由n n個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成，則可能出現(xiàn)的組個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成，則可能出現(xiàn)的組合為合為4 4n n種，體現(xiàn)出種，體現(xiàn)出DNADNA分子作為遺傳物質(zhì)的多樣性。分子作為遺傳物質(zhì)的多樣性。每一種每一種DNADNA分子都有特定的堿基對(duì)排列順序，構(gòu)成了分子都有特定的堿基對(duì)排列順序，構(gòu)成了DNADNA分分子的特異性。子的特異性。DNADNA分子中的堿基順序編碼、儲(chǔ)存遺傳信息。分子中的堿基順序編碼、儲(chǔ)存遺傳信息。 知識(shí)拓展知識(shí)拓展 你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則你能根據(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。嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C5050A+T+C+GA+T+C+G也可以寫成以下形式：也可以寫成以下形式：1 1T + G A + GT CA + C A + C T + G相等相等5050規(guī)律概括：在規(guī)律概括：在DNADNA雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和和 ，并為堿基總數(shù)的，并為堿基總數(shù)的 。DNADNA分子中各種堿基的數(shù)量關(guān)系分子中各種堿基的數(shù)量關(guān)系 ： 在整個(gè)在整個(gè)DNADNA分子中，分子中，A=TA=T、G=CG=C； A+G=T+CA+G=T+C，A+C=T+GA+C=T+G； (A+G(A+G）/ /（T+CT+C）=1=1 DNA DNA分子的一條鏈中的分子的一條鏈中的A+T=A+T=另一條鏈中的另一條鏈中的T+A T+A ； 同理，一條鏈中的同理，一條鏈中的G+C=G+C=另一條鏈中的另一條鏈中的C+GC+G如果一條鏈中的如果一條鏈中的(A+T)/(G+C)=a(A+T)/(G+C)=a，則另一條鏈中的則另一條鏈中的(A+T) (A+T) /(G+C)/(G+C)也等于也等于a a；如果一條鏈中的；如果一條鏈中的(A+G)/(T+C)=b(A+G)/(T+C)=b, ,則另一則另一條鏈中條鏈中(A+G)/(T+C)(A+G)/(T+C)的比例是的比例是1/b1/b。在在DNADNA分子的一條鏈中分子的一條鏈中A+TA+T的和占該鏈堿基比例等于另一的和占該鏈堿基比例等于另一條鏈中條鏈中A+TA+T的和占該鏈堿基比例，還等于雙鏈的和占該鏈堿基比例，還等于雙鏈DNADNA分子中分子中A+TA+T的和占整個(gè)的和占整個(gè)DNADNA分子的堿基比例。分子的堿基比例。即：即： (A(A1 1+T+T1 1)% = ( A)% = ( A2 2+T+T2 2)% = )% = 總總( A+T)%( A+T)%同理：同理： (G(G1 1+C+C1 1)% = ( G)% = ( G2 2+C+C2 2)% = )% = 總總( G+C)%( G+C)%1.1.組成脫氧核糖核酸的核苷酸共有（組成脫氧核糖核酸的核苷酸共有（ ）A.4A.4種種 B.5B.5種種 C.8C.8種種 D.20D.20種種A A2.2.一個(gè)一個(gè)DNADNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥(niǎo)嘌呤多分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥(niǎo)嘌呤多40%40%，兩者，兩者之和占之和占DNADNA分子堿基總數(shù)的分子堿基總數(shù)的24%24%，則該，則該DNADNA分子的另一條鏈上，分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的( ( ) )A A44% B44% B24%24%C C14% D14% D28%28%D D【解析【解析】畫出畫出DNADNA簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)圖( (如下圖如下圖) )：依題意，列出等量關(guān)系：依題意，列出等量關(guān)系：(A(A1 1-G-G1 1)/G)/G1 140%A40%A1 11.4G1.4G1 1， 而而(A(A1 1+G+G1 1)/200)/20024%A24%A1 1G G1 14848。 由由、可得，可得，A A1 128%28%，所以所以T T2 228%28%。 3.3.細(xì)胞內(nèi)某一細(xì)胞內(nèi)某一DNADNA片段中有片段中有30%30%的堿基為的堿基為A A，則該片段中，則該片段中( )( ) A AG G的含量為的含量為30% B30% BU U的含量為的含量為30%30% C C嘌呤含量為嘌呤含量為50% D50% D嘧啶含量為嘧啶含量為40%40%【解析【解析】DNADNA片段中嘌呤和嘧啶各占片段中嘌呤和嘧啶各占50%50%。C C4.4.如圖為如圖為DNADNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的正確描述是分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的正確描述是( () )A.A.和和相間排列，構(gòu)成了相間排列，構(gòu)成了DNADNA分子分子的基本骨架的基本骨架B.B.的名稱是胞嘧啶脫氧的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸核苷酸C.C.當(dāng)當(dāng)DNADNA復(fù)制時(shí)，復(fù)制時(shí)，的形成的形成需要需要DNADNA連接酶連接酶D.DNAD.DNA分子中特定的脫氧核分子中特定的脫氧核苷酸序列苷酸序列代表了遺傳信息代表了遺傳信息D D5.5.下列對(duì)雙鏈下列對(duì)雙鏈DNADNA分子的敘述，哪項(xiàng)是不正確的分子的敘述，哪項(xiàng)是不正確的( () )A A若一條鏈中若一條鏈中G G的數(shù)目為的數(shù)目為C C的的2 2倍，則另一條鏈倍，則另一條鏈中中G G的數(shù)目為的數(shù)目為C C的的0.50.5倍倍B B若一條鏈若一條鏈中中A A和和T T的數(shù)目相等，則另一條鏈的數(shù)目相等，則另一條鏈中中A A和和T T的數(shù)目的數(shù)目也相等也相等C C若一條鏈若一條鏈中中的的ATGCATGC12341234，則另一條鏈，則另一條鏈中中相應(yīng)堿基比為相應(yīng)堿基比為21432143D D若一條鏈若一條鏈中中的的GTGT1212，另一條鏈，另一條鏈中中的的CACA2121D DB B6.6.一條雙鏈一條雙鏈DNADNA分子中，分子中，G G和和C C占全部堿基的占全部堿基的4444，其中一條，其中一條鏈的堿基中，鏈的堿基中，2626是是A A，2020是是C C，那么其互補(bǔ)鏈中的，那么其互補(bǔ)鏈中的A A和和C C分別占該鏈全部堿基的百分比是（）分別占該鏈全部堿基的百分比是（）A.28A.28和和2222 B.30B.30和和2424C.26C.26和和2020 D.24D.24和和3030A AT TG GT TA AC CG GC CY YZ Z2020Z Z2626Z ZX XZ ZY YZ Z2020Z Z2626Z ZX XZ ZZ Z個(gè)個(gè)Z Z個(gè)個(gè)【解析【解析】則則A A占的百分比為占的百分比為X%=30%X%=30% C C占的百分比為占的百分比為Y%=24%Y%=24%基本組基本組成單位成單位雙雙螺螺旋旋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基本單位基本單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸種類種類腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋而由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋而成。成。外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架基本骨架 ，內(nèi)側(cè)由堿基對(duì)組成。，內(nèi)側(cè)由堿基對(duì)組成。堿基對(duì)堿基對(duì)由氫鍵相連接。由氫鍵相連接。鍥而舍之，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤。