3.2DNA的分子结构(第1课时).pptx
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3.23.2DNA的分子结构
(1)DNA中文全称:
组成元素:
基本单位:
DNADNA的化学组成的化学组成脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸CC、HH、OO、NN、PP脱氧(核糖)核苷酸脱氧(核糖)核苷酸温故知新一、一、DNADNA模型建构模型建构资料资料11:
2020世纪世纪3030年代,科学家认识到:
组成年代,科学家认识到:
组成DNADNA分子的基本分子的基本单位是脱氧核苷酸。
单位是脱氧核苷酸。
1分子脱氧核苷酸=+.【模型建构【模型建构11】:
脱氧核苷脱氧核苷酸酸磷酸55脱氧核糖44O113322含氮碱基AGCT1分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基P44113355220P44113355220PP【模型建构【模型建构22】一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链资料2:
DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
一、一、DNADNA模型建构模型建构一、一、DNADNA模型建构模型建构资料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。
【模型建构【模型建构33】DNADNA分子呈双螺旋结构分子呈双螺旋结构,相同碱基配对,相同碱基配对(RFranklin,19201958)DNA的X射线衍射图谱19501950年,鲍林等利用年,鲍林等利用XX射线技术研究射线技术研究蛋白质结构,提出蛋白质是长链分子蛋白质结构,提出蛋白质是长链分子,并发现了,并发现了螺旋结构。
对蛋白质研螺旋结构。
对蛋白质研究的成功,大大激励了他们把该项技究的成功,大大激励了他们把该项技术应用于术应用于DNADNA分子结构研究。
分子结构研究。
19521952年底,鲍林等人明确提出年底,鲍林等人明确提出DNADNA分分子并非单链结构,而可能是双链或三子并非单链结构,而可能是双链或三链的螺旋体。
链的螺旋体。
生物化学家鲍林鲍林两次获得诺贝尔奖克里克和沃森受到启示,根据克里克和沃森受到启示,根据XX衍射照片试着搭建双螺旋结构衍射照片试着搭建双螺旋结构一、一、DNADNA模型建构模型建构两条链中的碱基是排在外侧,还是在内侧?
两条链中的碱基是排在外侧,还是在内侧?
问题一问题一一、一、DNADNA模型建构模型建构问题二问题二四种碱基之间是怎样配对的?
四种碱基之间是怎样配对的?
一、一、DNADNA模型建构模型建构DNA的来源ATGC小鼠24.124.821.921.8猪肝25.726.720.520.5酵母23.224.118.717.5小麦24.828.123.122.8不同来源不同来源DNADNA四种碱基的摩尔比例关系四种碱基的摩尔比例关系资料4:
奥地利著名生物化学家查哥夫研究一、一、DNADNA模型建构模型建构结果表明:
腺嘌呤结果表明:
腺嘌呤(A)(A)与胸腺嘧啶与胸腺嘧啶(T)(T),鸟嘌呤,鸟嘌呤(G)(G)与胞嘧啶与胞嘧啶(C)(C)比值接近比值接近11:
11,这就是现在众所周知的,这就是现在众所周知的DNADNA分子的“碱基配对”分子的“碱基配对”原则。
原则。
DNA的来源ATGC小鼠24.124.821.921.8猪肝25.726.720.520.5酵母23.224.118.717.5小麦24.828.123.122.8一、一、DNADNA模型建构模型建构再思考:
为什么只能是A配T,G配C,不能是A配C,G配T?
【模型建构【模型建构44】DNADNA分子呈双螺旋结构,分子呈双螺旋结构,AA与与TT、GG与与CC配对配对一、一、DNADNA模型建构模型建构ACGT腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶嘌呤碱是双环化合物,占有空间大;嘧啶碱是单环化合物,占有空间小。
而DNA分子的两条链的距离是固定的。
一、一、DNADNA模型建构模型建构沃森、克里克和英国物沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获命的双螺旋而荣获19621962年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖。
左一:
威尔金斯左三:
克里克左五:
沃森左一:
威尔金斯左三:
克里克左五:
沃森沃森、克里克成功背后的英雄地利量子物理家埃尔文奥学薛定谔(ErwinSchrodinger,18871961)物理和化律同认为学学规样可以用于胞及基因的应细研究。
这本书使许多青年物理学家开始注意生命科学中提出的问题,引导人们用物理学、化学方法去研究生命的本性。
AATTGGGGCCCATC
(2)DNA分子中的脱氧核糖和分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构磷酸交替连接,排列在外侧,构成成基本骨架基本骨架;碱基在内侧。
;碱基在内侧。
(3)两条链上的碱基通过)两条链上的碱基通过氢键氢键连结起来,形成碱基对,且遵循连结起来,形成碱基对,且遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。
DNADNA分子的结构特点:
分子的结构特点:
(1)DNA分子是由两条反向平分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋双螺旋结构结构。
二、二、DNADNA分子的结构分子的结构思考:
思考:
研究表明:
研究表明:
DNA结构的稳定性与四种碱基的含量结构的稳定性与四种碱基的含量有关:
有关:
G和和C的含量越多,的含量越多,DNA的结的结构就越稳定构就越稳定为什么?
为什么?
G与与C形成三个氢键,形成三个氢键,A与与T只形成两个氢键。
氢键只形成两个氢键。
氢键越多,结合力越强。
越多,结合力越强。
二、二、DNADNA分子的结构分子的结构2条脱氧核苷酸链以氢键相连DNA的双螺旋结构点线面体脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNADNA的组成和结构可用的组成和结构可用“五四三二一五四三二一”表示表示五种元素:
五种元素:
C、H、O、N、P四种碱基:
四种碱基:
A、G、C、T,组成四种脱氧核苷酸三种物质:
三种物质:
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链:
两条长链:
两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋:
一种螺旋:
规则的双螺旋结构二、二、DNADNA分子的结构分子的结构P4411335522oP4411335522oPPPP4411335522oP4411335522oPPPGTCGATACGC思考:
结构中的哪个结构是稳定不变的?
哪个结构是千变万化的?
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
多样性:
一个最短的DNA分子也有4000个碱基对,可能的排列方式就有44000种。
特异性:
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。
稳定性:
DNA中的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原则不变。
(即结构的稳定性)DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
4n(n表示碱基对数)三、三、DNADNA分子的特点分子的特点CTTGACAGDNA平面结构55334123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH44构成方式磷酸二酯键磷酸二酯键制作制作DNADNA模型模型作品展示作品展示作品展示作品展示作品展示作品展示某同学制作一DNA片段模型,现准备了10个碱基A塑料片,8个碱基T塑料片,40个脱氧核糖和磷酸的塑料片,那么至少还需准备碱基C塑料片的数目是()A.8B.12C.16D.24B40个脱氧核糖和磷酸20个脱氧核苷酸对20个碱基对10个A和8个T组成8个碱基对12个C-G碱基对化学组化学组成单位成单位双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类种类四种四种主要主要特点特点碱基互补配对碱基互补配对原则原则DNADNA分子的多样性分子的多样性、特异性和稳定性、特异性和稳定性由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,碱基排列在内侧。
,碱基排列在内侧。
DNADNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
基对。
碱基碱基44种、碱基对种、碱基对22种、种、排列顺序不同排列顺序不同AAAACCCCGGGGAATTTTTTGGGGCCCCTTAADNADNA的的结结构构DNADNA双螺旋结构的构建双螺旋结构的构建课堂小结AGCT胞嘧啶(C)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胸腺嘧啶(T)脱氧核糖磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段、【课堂反馈】【课堂反馈】下面是DNA的分子的结构模式图,说出图中110的名称。
每个每个DNADNA片段中有游离的磷酸基团片段中有游离的磷酸基团_个个22判断:
每个判断:
每个脱氧核糖上脱氧核糖上均连有均连有22个个磷酸磷酸
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