浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二节 遗传信息编码在DNA分子上备课ppt课件
展开确信DNA是遗传物质后,人们更加迫切地想知道:
要回答这些问题,首先需要弄清楚DNA的结构
1.DNA是怎样储存遗传信息的?2.又是怎样决定生物性状的?
DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 4种碱基
(1)当时科学界对DNA的认识
双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
看视频了解模型的构建过程
1950年威尔金斯在一场关于DNA演讲上展示了两张用X射线做的DNA衍射照片。
现象:DNA呈现“X”形推断:DNA分子式螺旋的
1950年富兰克林发现提高空气的湿度,发现DNA易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧,其余部分位于内侧。这是解开DNA结构的重要线索。
1951年沃森与克里克推算出三股螺旋的DNA结构(磷酸排在内侧,含氮碱基排在外侧)。他们邀请威尔金斯和富兰克林观看,被两人评价为“一无是处”,并告知他们含氮碱基应该排列在内侧。沃森和克里克默默地记录下了这个关键信息。
1951年奥地利生物化学家卡伽夫对各种不同来源的DNA碱基成分进行了精密的分析,发现:DNA中碱基会相互配对,而且A与T的数量相等,C与G的数量相等。
重建模型:
让A与T配对、G与C配对
(1)DNA具有恒定的 ,(2)能解释 ,(3)制作的模型与基于拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符
A、T、G、C的数量关系
1953年沃森和克里克搭建了DNA双螺旋结构模型,并将撰写的《核酸的分子结构》论文发表在英国《自然》杂志上。
1962年,沃森、克里克和威尔金斯获诺贝尔奖。
左一:威尔金斯 左三:克里克 左五:沃森
3.DNA双螺旋结构的主要特点:
(1)DNA的两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
DNA的一条单链具有两个末端,一端有一个游离的磷酸基团,称作5′-端,另一端有一个羟基(—OH),称作3′-端,两条单链走向相反
(2)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律:A与T配对,G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。
(3)在DNA分子中,A=T,G=C,但A+T不一定等于G+C,这就是DNA中碱基含量的卡伽夫法则
G与C形成三个氢键,A与T只形成两个氢键。氢键越多,结合力越强。——G和C的含量越多,DNA的结构就越稳定。
归纳:DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
制作不同形状、不同大小和不同颜色的物体,用来代替脱氧核糖、磷酸和不同碱基。颜色:6种
4.制作DNA双螺旋结构模型
现有磷酸基团80个、A40个、T15个、C30个、G20个以及其他“连接物”若干。利用上述材料构建制作一个DNA分子模型。(1)、该DNA共有多少碱基对?A:T:C:G的比例是多少?(2)、制作该模型一共需要消耗多少个“连接物”?
连接物1=脱氧核苷酸数×2连接物2=(脱氧核苷酸数-1)×2连接物3=“A-T”对数×2+“C-G”对数×3
1、组装一个含有100对脱氧核苷酸的DNA模型,有多少种组合方式?
2、DNA哪些结构特点使不同DNA分子之间存在不同?
碱基排列顺序编码了遗传信息
两种生物的亲缘关系越近,它们细胞内的核苷酸序列也越相似
通过对DNA中核苷酸的序列分析:1.科学家可以判断各种生物在进化中的亲缘关系2.医生可以对两个人的血缘关系做出参考性的结论3.警察可以对案件中人物的身份进行鉴定
下图中怀疑对象中,谁最可能是嫌疑犯?
重点结论:C、G的比例越高,双螺旋结构越稳定,热稳定性越强
碱基互补配对原则及其应用
2.碱基互补配对原则应用
①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C
则:A+G/T+C=?
A+G/A+T+G+C=?
例:若DNA的一个单链中,A1+T1/G1+C1=n,上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少?
即:②在同一DNA中,双链和单链中互补碱基和之比相等
③非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数
例:在DNA的一个单链中,A1+G1/T1+C1=0.4,上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少?
④双链DNA分子中,A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。
A1+T1= A2+T2 = A+T
G1+C1= G2+C2 = G+C
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