第二節(jié)第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)1公開課2公開課資料資料1 1：2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代，科學(xué)家認識到：組成年代，科學(xué)家認識到：組成DNADNA分子的基本單分子的基本單位是位是脫氧核苷酸脫氧核苷酸。資料資料2 2：DNADNA是由是由4 4種脫氧核苷酸連接而成的長鏈，這種脫氧核苷酸連接而成的長鏈，這4種脫氧核種脫氧核苷酸分別含有苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基四種堿基。資料資料4 4：奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出：腺嘌呤（奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A A）的量總是等于胸腺嘧啶（的量總是等于胸腺嘧啶（T T）的量）的量(A=T)(A=T)，鳥嘌呤（，鳥嘌呤（G G）的量總）的量總是等于胞嘧啶（是等于胞嘧啶（C C）的量）的量(G=C)(G=C)。一、一、DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)資料資料3：1951年，英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供了年，英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的的X射線衍射圖譜射線衍射圖譜，沃森和，沃森和克里克推算出克里克推算出DNA分子呈螺分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，隨后構(gòu)建出磷酸旋結(jié)構(gòu)，隨后構(gòu)建出磷酸脫氧核糖骨架在外部，堿基在螺脫氧核糖骨架在外部，堿基在螺旋內(nèi)部雙鏈螺旋旋內(nèi)部雙鏈螺旋。3公開課脫氧核苷酸脫氧核苷酸1、DNA的化學(xué)組成 基本單位：基本單位：P脫氧核糖含氮堿基磷酸脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸脫氧核苷酸元素組成：元素組成：C H O N P4公開課2、組成脫氧核苷酸的堿基堿基：胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（）鳥嘌呤（G）因此，脫氧核苷酸也有因此，脫氧核苷酸也有4種種腺膘呤脫氧核苷酸腺膘呤脫氧核苷酸A胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸C鳥瞟呤脫氧核苷酸鳥瞟呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸5公開課早凋的早凋的“科學(xué)玫瑰科學(xué)玫瑰”富蘭克林富蘭克林 （R.E.Franklin）她和同事威爾金斯在她和同事威爾金斯在1951年率先采用年率先采用X射線衍射射線衍射技技術(shù)拍攝到術(shù)拍攝到DNA晶體照片，晶體照片，為推算出為推算出DNA分子呈螺旋分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實驗依據(jù)。性的實驗依據(jù)。(英，英，R.E.Franklin,19201958）但但“科學(xué)玫瑰科學(xué)玫瑰”沒等到分沒等到分享榮耀，在研究成果被承享榮耀，在研究成果被承認之前就已凋謝。認之前就已凋謝。6公開課富蘭克林拍攝的富蘭克林拍攝的DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖 X衍射技術(shù)是用衍射技術(shù)是用X光光透過物質(zhì)的結(jié)晶體，透過物質(zhì)的結(jié)晶體，使其在照片底片上使其在照片底片上衍射出晶體圖案的衍射出晶體圖案的技術(shù)。這個方法可技術(shù)。這個方法可以用來推測晶體的以用來推測晶體的分子排列。分子排列。DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖7公開課 1953年，美國科學(xué)家年，美國科學(xué)家沃森沃森（JD.Watson，1928）和英國科學(xué)）和英國科學(xué)家家克里克克里克（F.Crick，19162004），共），共同提出了同提出了DNA分子的分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。這這是是20世紀(jì)繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又世紀(jì)繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標(biāo)志著生物學(xué)的研究進一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標(biāo)志著生物學(xué)的研究進入分子的層次。因為這項入分子的層次。因為這項“生物科學(xué)中最生物科學(xué)中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)具有革命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學(xué)家獲得了，兩位科學(xué)家獲得了1962年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。8公開課在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克9公開課DAN模型構(gòu)建A脫氧核苷酸脫氧核苷酸一條脫氧核苷酸鏈一條脫氧核苷酸鏈DNA雙鏈雙鏈10公開課3、DNA中的堿基是如何配對的？它們位于中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？的什么部位？2、DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于它們分別位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？1、DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？立體結(jié)構(gòu)？【思考思考3】總結(jié)總結(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點11公開課【模型建構(gòu)模型建構(gòu)2】一條脫氧核苷酸鏈一條脫氧核苷酸鏈DNADNA模型建構(gòu)模型建構(gòu)12公開課【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP13公開課【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP14公開課【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA雙鏈雙鏈P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP15公開課P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA雙鏈雙鏈16公開課P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA雙鏈雙鏈17公開課P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA雙鏈雙鏈18公開課P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP【模型建構(gòu)模型建構(gòu)3】DNA雙鏈雙鏈19公開課AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的反向平行的脫氧核苷酸脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接，排列在排列在外側(cè)外側(cè)，構(gòu)成，構(gòu)成基本基本骨架骨架；堿基在；堿基在內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通）兩條鏈上的堿基通過過氫鍵氫鍵連結(jié)起來，形成連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基對，且遵循堿基互堿基互補配對原則補配對原則。DNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點）20公開課DNA的的 結(jié)構(gòu)和組成可用五四三結(jié)構(gòu)和組成可用五四三二一表示分別表示的是什么？二一表示分別表示的是什么？五種元素：五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：四種堿基：A、G、C、T，相應(yīng)的，相應(yīng)的有四種脫氧核苷酸有四種脫氧核苷酸三種物質(zhì)：三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮磷酸、脫氧核糖、含氮堿基堿基兩條長鏈：兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈一種螺旋：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)21公開課4 4、下圖是、下圖是DNADNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1 11010的名稱。的名稱。PPPPACTG123456789101 23 45 67 89 10胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對堿基對氫鍵氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段一條脫氧核苷酸鏈的片段22公開課AAATTTGGGGCCCATC 思考1：結(jié)構(gòu)中的哪個結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定不變的?哪個結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的？兩條長鏈上的脫兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交氧核糖與磷酸交替排列的順序是替排列的順序是穩(wěn)定不變的。穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對長鏈中的堿基對的排列順序是千的排列順序是千變?nèi)f化的。變?nèi)f化的。23公開課DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型24公開課答：答：DNA通過通過堿基對的排列順序堿基對的排列順序 （即為脫氧核苷酸的排列順序）（即為脫氧核苷酸的排列順序）儲存大量的遺傳信息儲存大量的遺傳信息思考題：思考題：DNA是遺傳物質(zhì)，儲存著大是遺傳物質(zhì)，儲存著大量的遺傳信息，那么量的遺傳信息，那么DNA是通過什么儲是通過什么儲存大量的遺傳信息？存大量的遺傳信息？25公開課基礎(chǔ)知識簡答基礎(chǔ)知識簡答1、沃森和克里克提出了著名的、沃森和克里克提出了著名的 模型，為模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能 奠定了基礎(chǔ)。奠定了基礎(chǔ)。2、DNA又稱又稱 ，組成它的基本單位是，組成它的基本單位是 （由（由一分子一分子 、一分子、一分子 、一分子、一分子 組成）。組成）。組成組成DNA的堿基共有的堿基共有 種（符號表示為種（符號表示為 ），脫氧核苷），脫氧核苷共有共有 種（名稱是種（名稱是 、）。）。DNA雙螺旋雙螺旋脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含氮堿基4A T G C4胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸26公開課3、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是由的雙螺旋結(jié)構(gòu)是由 平行的平行的 長鏈長鏈 而成，而成，排在外側(cè)的排在外側(cè)的 和和 交替連接構(gòu)成基本骨架，通過交替連接構(gòu)成基本骨架，通過 連連接起來的接起來的 排列在內(nèi)側(cè)。堿基對的組成規(guī)律是排列在內(nèi)側(cè)。堿基對的組成規(guī)律是 與與 配配對，對，（A）一定與）一定與 （T）配對，）配對，（G）一定與一定與 （C）配對，反之亦然，這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫）配對，反之亦然，這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫做做 原則。原則。4、DNA的堿基只有的堿基只有 種，堿基對只有種，堿基對只有 種，而分子結(jié)構(gòu)具種，而分子結(jié)構(gòu)具有有 性，這完全是堿基對的性，這完全是堿基對的 千變?nèi)f化的結(jié)果。千變?nèi)f化的結(jié)果。兩條兩條脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸盤旋盤旋脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸氫鍵氫鍵堿基對堿基對嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶鳥嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胞嘧啶堿基互補配對堿基互補配對4兩兩多樣多樣排列次序排列次序27公開課拓展題：你能根據(jù)堿基互補配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？你能根據(jù)堿基互補配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。推導(dǎo)后，嘗試進一步總結(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 C （）（）50也可以寫成以下形式：也可以寫成以下形式：A+GT C1（）（）（）（）規(guī)律概括：在規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基之雙鏈中，任意兩個不互補堿基之和和 ，并為堿基總數(shù)的，并為堿基總數(shù)的 。A+T+C+GA+T+C+GA+C T+GA+C T+G相等相等5028公開課29公開課