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1、关于分子的结构(2)第1页，讲稿共34张，创作于星期日中关村高科技园区中关村高科技园区DNADNA雕塑雕塑 雅典奥运会开幕式雅典奥运会开幕式经典场景经典场景第2页，讲稿共34张，创作于星期日DNA的空间结构以超高分辨率扫描式电以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的子显微镜拍到的DNADNA照片。照片。从图上可辨认出从图上可辨认出DNADNA是是由两条链交缠在一起由两条链交缠在一起的螺旋结构的螺旋结构第3页，讲稿共34张，创作于星期日放大DNADNA的空间结构的空间结构从图中可见从图中可见DNA具有规则的双具有规则的双螺旋空间结构螺旋空间结构第4页，讲稿共34张，创作于星期日脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基
2、含氮碱基磷酸磷酸1 1、构成的化学元素有几种？、构成的化学元素有几种？_。组成组成DNADNA的基本单位是：的基本单位是：_。脱氧核苷酸脱氧核苷酸C、H、O、N、P脱氧核苷酸脱氧核苷酸一、一、DNADNA的分子结构的分子结构ATCG活动一：组装脱氧核苷酸活动一：组装脱氧核苷酸OHO13452第5页，讲稿共34张，创作于星期日AGCT腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸2.2.脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类第6页，讲稿共34张，创作于星期日ATGCATGCA
3、TGC活动二：组装一条脱氧核苷酸链活动二：组装一条脱氧核苷酸链思考：上一个脱氧核苷酸与下一个脱氧核苷酸是怎样思考：上一个脱氧核苷酸与下一个脱氧核苷酸是怎样连接的？连接的？通过磷酸二酯键连接通过磷酸二酯键连接磷酸二酯键磷酸二酯键第7页，讲稿共34张，创作于星期日年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atson)atson)和和 英国科学家英国科学家克里克克里克（rick)rick)提出提出分子的分子的双螺旋结构双螺旋结构模型。模型。第8页，讲稿共34张，创作于星期日AGCT氢键氢键氢键氢键ATGC平面结构平面结构平面结构平面结构立体结构立体结构立体结构立体结构第9页，讲稿共34张，创作于星期日第10
4、页，讲稿共34张，创作于星期日DNADNA的空间结构的空间结构第11页，讲稿共34张，创作于星期日五种元素：五种元素：四种碱基：四种碱基：三种物质：三种物质：两条长链：两条长链：一种螺旋：一种螺旋：C C、H H、O O、N N、P P A A、G G、C C、T T，相应的四种脱氧核苷酸，相应的四种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条反向平行的脱氧核苷酸链两条反向平行的脱氧核苷酸链 规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构DNA的结构和组成可用的结构和组成可用“五四三二一五四三二一”表示表示 分别表示的是什么？分别表示的是什么？第12页，讲稿共34张，创作于星期日3 3
5、、DNADNA中的碱基是靠什么连接起来的？遵循什么中的碱基是靠什么连接起来的？遵循什么原则？原则？2 2、DNADNA分子外侧排列的是什么？内侧排列的是分子外侧排列的是什么？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DNADNA的基本骨架？的基本骨架？1 1、DNADNA具有怎样的立体结构？它是由几条链构具有怎样的立体结构？它是由几条链构成的？两条链的方向如何？成的？两条链的方向如何？阅读教材阅读教材49页，思考：页，思考：探究活动1：DNA分子的结构特点第13页，讲稿共34张，创作于星期日AAATTTGGGGCCCATC（1）
6、DNA分子是由两条分子是由两条反反向向平行的脱氧核苷酸长链平行的脱氧核苷酸长链盘旋成盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。DNA分子的结构特点分子的结构特点5335第14页，讲稿共34张，创作于星期日“反向平行反向平行”怎么理解？怎么理解？APGPCPTPAPGPCPTP5335第15页，讲稿共34张，创作于星期日AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基；碱基在内侧在
7、内侧。DNA分子的结构特点分子的结构特点第16页，讲稿共34张，创作于星期日碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对碱基对，且且A A只和只和T T配对、配对、C C只和只和G G配对，这种碱基之间的一配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做一对应的关系就叫做碱基互补配对原则碱基互补配对原则。ATGC氢键氢键第17页，讲稿共34张，创作于星期日AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖分子中的脱氧
8、核糖和磷酸交替连接，排列在外和磷酸交替连接，排列在外侧，构成侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在；碱基在内侧。内侧。（3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过氢氢键键连结起来，形成碱基对，且连结起来，形成碱基对，且遵循遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。DNA分子的结构特点分子的结构特点第18页，讲稿共34张，创作于星期日AAATTTGGGGCCCATC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。探究活动探究活动2 2DNADNA分子的特性分子的特性思考：不同思考：不同DNADNA分分子两条长链上的什子两条长链上的什么结构是稳定不变么结构是稳定不
9、变的？的？长链中的什么结构长链中的什么结构是千变万化的。是千变万化的。稳定性稳定性多样性多样性第19页，讲稿共34张，创作于星期日3、特异性：、特异性：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。DNADNA分子中的碱基对排列顺序就代表了分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息遗传信息.思考题：思考题：DNADNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么那么DNADNA是通过什么储存大量的遗传信息？是通过什么储存大量的遗传信息？答：答：DNADNA通过碱基对的排列顺序（即为脱氧核苷酸的排通过碱基对的排列顺序（即为脱氧核苷酸的排列顺
10、序）储存大量的遗传信息列顺序）储存大量的遗传信息不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对的不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对的排列顺序肯定不同。排列顺序肯定不同。思考：每个思考：每个DNADNA分子各自的碱基排列顺序是特分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？定的吗？第20页，讲稿共34张，创作于星期日DNA化学组成化学组成DNADNA的双的双螺旋结构螺旋结构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸4种种元素组成：元素组成：C、H、O、N、PDNADNA分子的特性：稳定性、多样性和特异性分子的特性：稳定性、多样性和特异性由两条由两条反向平行反向平行的的脱氧核苷酸长链盘旋而成。脱氧核苷酸长链盘旋
11、而成。外侧外侧由由脱氧核糖和磷酸交替连接脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨构成基本骨架架 ，碱基碱基排列在排列在内侧内侧。DNADNA分子分子两条链上的碱基两条链上的碱基通过通过氢键氢键连接成连接成碱基碱基对对。且遵循。且遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则第21页，讲稿共34张，创作于星期日12345678109GTCA10.一条脱氧核苷酸链的片一条脱氧核苷酸链的片段段【课堂反馈课堂反馈】1下面是下面是DNA的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中110的名称。的名称。1.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
12、氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对碱基对9.氢键氢键第22页，讲稿共34张，创作于星期日50也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A+GT C1（）（）（）（）规律概括：在规律概括：在DNA双链中，任意两个非互补碱基之和双链中，任意两个非互补碱基之和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA+C T+GA+C T+G相等相等50你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。拓展题：A+G T C=A A T
13、T ，G G C C A+GA+GT+C=A+C=T+G=50%T+C=A+C=T+G=50%（）（）=（互补的碱基数相等）（互补的碱基数相等）第23页，讲稿共34张，创作于星期日设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配链。根据碱基互补配对原则可知：对原则可知：A A1 1=T=T2 2 ，A A2 2=T=T1 1，G G1 1=C=C2 2 ，G G2 2=C=C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中：A=T A=T，G=CG=C可引申为：可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C A+G=T+C 即即
14、A+G/T+C=1A+G/T+C=1或或A+G/A+T+G+C=50%A+G/A+T+G+C=50%或或A%=50%-G%A%=50%-G%A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%规律总结：规律总结：思考：在双链思考：在双链DNADNA分子中，碱基之间有哪些等分
15、子中，碱基之间有哪些等量关系？量关系？第24页，讲稿共34张，创作于星期日双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何一条链的等于其中任何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1G G1 1+C+C1 1A A2 2+T+T2 2G G2 2+C+C2 2=双链双链DNADNA分子中，非互补的两条链中分子中，非互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互互为倒数。为倒数。在在DNADNA分子中，分子中，A+G/C+T=1A+G/C+T=1A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2
16、C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链A A1 1+G+G1 1T T1 1+C+C1 1 =a=aT T2 2+C+C2 2A A2 2+G+G2 2 =1/a=1/a例题例题2 2、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个上述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是分子中分别是多少？多少？2.5 1;2.5 1;=n n互补的两碱基之和在单、双链中所占比例相等互补的两碱基之和在单、双链中所占比例相等第25页，讲稿共34张，创作于星期日A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1
17、C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双双链链双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数的百分比等于其分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中中任何一条链中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1+T+T1 1+G+G1 1+C+C1 1A A1 1+T+T1 1=A A2 2+T+T2 2+G+G2 2 +C+C2 2A A2 2+T+T2 2=A A1 1+T+T
18、1 1（A+TA+T）1 12 2=A A2 2+T+T2 2（G+CG+C）1 12 2G G1 1+C+C1 1GG2 2+C+C2 2=例题例题3 3、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱碱基总数的基总数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在链碱基总数的百分含占其所在链碱基总数的百分含量。量。A AT=54%G+C=46%T=54%G+C=46%24%24%第26页，讲稿共34张，创作于星期日C2已知已知1个个DNA分子中有分子中有180
19、0个碱基对，其中胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有1000个，这个个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数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（目和腺嘌呤的数目分别是（）A 1800个和个和800个个 B 1800个和个和l800个个 C 3600个和个和800个个 D 3600个和个和3600个个【课堂反馈课堂反馈】第27页，讲稿共34张，创作于星期日2.2.某某DNADNA分子的一条单链中分子的一条单链中,A,A占占2020,T,T占占3030，则该则该DNADNA分子中的分子中的C C占全部碱基的（占全部碱基的（）。）。25%1.DNA1.DNA一条链中（一条链中（A+GA+
20、G）/（T+CT+C）0.40.4，上述比在其互，上述比在其互补链和整个补链和整个DNADNA分子中分别是分子中分别是(),().(),().2.51练习练习解析解析:一条链上一条链上A占占20,T占占30，则，则 A+T占占50%,C+G占占=50%;整个分子中该比值整个分子中该比值=50%,而而C=G,故故C占占25%.3.3.双链双链DNADNA分子中，分子中，G G占碱基总数的占碱基总数的3838，其中一条链，其中一条链中的中的T T占碱基总数的占碱基总数的5 5，那么另一条链中的，那么另一条链中的T T占碱占碱基总数的（基总数的（）。）。7%解析解析:双链双链DNA分子中，分子中，G
21、占碱基总数的占碱基总数的38，C占占38%,A、T各占各占12%；一条链上；一条链上T占碱基总数的占碱基总数的5，另一条链上，另一条链上T占碱基占碱基总数的总数的12%-5%=7%。第28页，讲稿共34张，创作于星期日26%24%解析解析:一个一个DNA分子中，分子中，G和和C之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46，A和和T之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的54%；每一条单链中每一条单链中G和和C之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46，A和和T之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的54%，而一条单链中，而一条单链中，A和和C分别分别占该单链的占该单链的28和和22，则，则G占该单链的占该单
22、链的46%-22%=24%，T占该单链的占该单链的54%-28%=26%，则该，则该DNA分分子的另一条单链中，子的另一条单链中，A和和C分别占这一单链的百分比是分别占这一单链的百分比是26%、24%。4.一个一个DNA分子中，分子中，G和和C之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46，该，该DNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A和和C分别占该单分别占该单链的链的28和和22，则该，则该DNA分子的另一条单链中，分子的另一条单链中，A和和C分别占这一单链的百分比是多少？分别占这一单链的百分比是多少？第29页，讲稿共34张，创作于星期日第30页，讲稿共34张，创作于星期日资料资料1 1：20
23、20世纪初，科学家认识到：组成世纪初，科学家认识到：组成DNADNA分子的基本单位分子的基本单位是脱氧核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一是脱氧核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成。分子含氮碱基组成。与与DNA模型构建的相关资料模型构建的相关资料12345第31页，讲稿共34张，创作于星期日资料资料3：沃森和克里克根据富兰克林：沃森和克里克根据富兰克林的的DNA照片，认定照片，认定DNA具有双链螺旋具有双链螺旋结构。结构。资料资料4：威尔金斯和富兰克林通过照片和威尔金斯和富兰克林通过照片和计算得出：计算得出：DNA分子的外侧是脱氧核糖分子的外侧是脱氧核糖和磷酸交
24、替连接，构成基本骨架；内侧和磷酸交替连接，构成基本骨架；内侧是碱基对。是碱基对。资料资料5：科学家研究发现碱基之间通过氢键连结起来：科学家研究发现碱基之间通过氢键连结起来资料资料2:19512:1951年，年，富兰克林通过数据计算，每个脱氧核苷酸之富兰克林通过数据计算，每个脱氧核苷酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。12345 1952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量（的量（A=T），鸟嘌呤），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶的量总是等于胞嘧啶(C)的量的量(G=C).磷酸二酯键磷酸二酯键第32页，讲
25、稿共34张，创作于星期日1 1、稳定性：稳定性：整体：直径约为整体：直径约为2nm2nm、螺距约为、螺距约为3.4nm 3.4nm，每个螺距内有，每个螺距内有1010对碱基对对碱基对 碱基对：严格遵循碱基配对原则。碱基对：严格遵循碱基配对原则。主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。不变。碱基对的排列顺序的千变万化，碱基对的排列顺序的千变万化，构成了构成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。2 2、多样性：、多样性：碱基有碱基有4种：种：A、T、G、C,碱基对有碱基对有4种：种：AT、TA、GC、CG,而而n个碱基对的组合方式有个碱基对的组合方式有4n 种种.如: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。DNA分子的特性分子的特性第33页，讲稿共34张，创作于星期日感感谢谢大大家家观观看看2022/10/17第34页，讲稿共34张，创作于星期日