DNA分子的结构计算全部ppt课件
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《DNA分子的结构》优质课课件
《DNA分子的结构》优质课课件
$number {01}
目 录
• DNA分子简介 • DNA分子的双螺旋结构 • DNA分子结构的生物学意义 • DNA分子的复制 • DNA分子的损伤与修复 • DNA分子结构的研究前景与展望
01
DNA分子简介
DNA的发现历史
01
02
03
1869年，德国科学家 Miescher首次发现DNA。
细胞分裂与增殖
DNA复制是细胞分裂和增殖的基础，保证了生物体的正常生长和发育。
基因表达与遗传变异
DNA复制过程中可能发生变异和突变，为生物进化提供了原材料。
DNA复制过程中的变异与突变
变异
DNA复制过程中可能出现碱基对 的替换、插入或缺失，导致基因 序列的改变。
突变
DNA复制过程中出现的碱基对替 换、插入或缺失，导致基因序列 的永久性改变，可能会对生物体 的性状产生影响。
02
DNA双螺旋结构中，碱基对的配对遵循碱基 互补配对原则，即A与T配对，G与C配对。
04
DNA双螺旋结构的外侧由磷酸和脱氧核糖交替连接 形成，呈现出右手性的双螺旋形态。
03
DNA分子结构的生物学意 义
DNA分子结构与遗传信息的存储
总结词
DNA分子独特的双螺旋结构为遗传信息的稳定存储提供了基础，确保了遗传信 息的准确传递。
每个脱氧核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。
含氮碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），它们在DNA分 子中起着关键的作用，决定了DNA分子的遗传信息。
02
DNA分子的双螺旋结构
沃森和克里克的研究历程
1951年
沃森和克里克开始合作研究DNA 结构。
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目 录
• DNA分子简介 • DNA分子的双螺旋结构 • DNA分子结构的生物学意义 • DNA分子的复制 • DNA分子的损伤与修复 • DNA分子结构的研究前景与展望
01
DNA分子简介
DNA的发现历史
01
02
03
1869年，德国科学家 Miescher首次发现DNA。
细胞分裂与增殖
DNA复制是细胞分裂和增殖的基础，保证了生物体的正常生长和发育。
基因表达与遗传变异
DNA复制过程中可能发生变异和突变，为生物进化提供了原材料。
DNA复制过程中的变异与突变
变异
DNA复制过程中可能出现碱基对 的替换、插入或缺失，导致基因 序列的改变。
突变
DNA复制过程中出现的碱基对替 换、插入或缺失，导致基因序列 的永久性改变，可能会对生物体 的性状产生影响。
02
DNA双螺旋结构中，碱基对的配对遵循碱基 互补配对原则，即A与T配对，G与C配对。
04
DNA双螺旋结构的外侧由磷酸和脱氧核糖交替连接 形成，呈现出右手性的双螺旋形态。
03
DNA分子结构的生物学意 义
DNA分子结构与遗传信息的存储
总结词
DNA分子独特的双螺旋结构为遗传信息的稳定存储提供了基础，确保了遗传信 息的准确传递。
每个脱氧核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。
含氮碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），它们在DNA分 子中起着关键的作用，决定了DNA分子的遗传信息。
02
DNA分子的双螺旋结构
沃森和克里克的研究历程
1951年
沃森和克里克开始合作研究DNA 结构。
【公开课件】DNA的结构+课件高一下学期+生物人教版必修二
双螺旋解开放大
TA GC CG AT GC CG TA GG C
DNA片段的立体结构模式图
DNA片段的平面结构模式图
二、DNA的结构
5'
胸腺嘧啶脱氧核苷酸 磷酸二酯键 鸟嘌呤脱氧核苷酸
3'
TA GC CG AT GC CG TA GG C
3'
一条脱氧核苷酸链片段
DNA分子中 磷酸 = 脱氧核糖 = 含氮碱基
C-G间：3个
单链中相邻碱基：通过脱氧 核糖一磷酸一脱氧核糖连接
氢键越多，结合力越强。G和C的含 量越多，DNA的结构稳定性越强。
特点：(3)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一定与T配对，G一定与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。
5'
特点
DNA分子的稳定性
五、巩固练习
2. 书本P52页 在含有4种碱基的DNA片段中，腺嘌呤有a个，占该 区段全部碱基的比例为b，则（ C ） A.b≤0.5 B.b≥0.5 C.胞嘧啶为a（1/2b-1）个 D.胞嘧啶为b（1/2b-1）个
预告
制作DNA双螺旋结构模型比赛
时间：半期考后一周 材料用具：曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等 常用物品，都可用作模型制作的材料。不可以网上直接购买模型。
腺嘌呤脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
一、DNA双螺旋结构模型的构建
脱氧核苷酸如何形成DNA分子呢？
一、DNA双螺旋结构模型的构建
资料2： 1951年，波林（1954年诺贝尔化学奖
得主），发现蛋白质的长链结构。由此启 发：DNA是由许多个 脱氧核苷酸 连 接而成的 长链 。
DNA的结构ppt课件
A1
T2
（2）在DNA双链中，哪些碱基数量总是相等的？
T1
A2
（3）在1链上，A1等于T1吗？G1和C1的数量一样吗？
G1
C2
C1
G2
（4）已知：双链DNA中，A和T之和占全部碱基的m%，其中一条α链中C占该链碱基数
的比例为n%。则另一条β链中C占β链碱基的百分比是？
（5）若一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基的27%，并测得DNA分子的一条链上的 A占这条链碱基的18%，则另一条链上的A的比例为？
沃森和克里克的 核酸的分子结构
罗莎琳的胸腺核苷酸 酸钠盐的分子构象
威尔金斯的脱氧戊糖 核酸的分子结构
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝
在双链DNA分子中：∵ A = T G = C ∴A+G =T+C
∴A+G/(A+G+C+T) =T+C/(A+G+C+T) =50%
也可写成：A+G = T+G = A+C = T+C =1 T+C A+C T+G A+G
任意两个非互补碱基和的比例为1，则可能为双链
若为双链，则任意两个非互补碱基和的比例为1
图片资料:
磷酸 亲水
碱基 疏水
亲水磷 酸头部磷脂分子疏水脂肪 酸尾部水环境 水环境
思考：请结合磷脂双分子层的排布方式，推测碱基排列在内部还是外部呢？
DNA分子的结构计算全部ppt课件
DNA双 链
A1 T2
T 1 A2
G1 C2 C1 G2
已知：A1=20% T1=22%
G1+C1=58%
G1+G2=58%
G1/(A1+T1+C1+G1) + G2/(A2+T2+C2+G2) =58%
问：G/(A+T+C+G)=？
29%
完整最新ppt
23
引申：一种碱基在两条链中所占的比例等于这 种碱基在每条单链中所占的比例之和的一半
1.DNA分子是由两条 反向平行的脱氧核苷酸长链 盘旋而成的双螺旋结构。
2.DNA分子中的脱 氧核糖和磷酸交替连接，排 列在外侧，构成基本骨架； 碱基在内侧。
3.两条链上的碱基通 过氢键连结，形成碱基对， 且遵循碱基互补配对原则。
完整最新ppt A＝T、G≡C 3
DNA分子的特性
（1）稳定性 具有规则的双螺旋结构 （2）多样性 碱基对的排列顺序千变万化
2
规律5：DNA中互补碱基之和（如A+T或C+G）
占全部碱基总数的比值等于任一条单链中该互补
的两碱基之和占该单链全部碱基的比值。其中任
何一条链A+T（G+C）是整个DNA分子A+T（
G+C完）整最新的ppt一半
20
【课堂反馈】
例题：某双链DNA分子中，A与T之
和占整个DNA碱基总数的54%，其中一
• 例题：分析某生物的双链DNA，发现
腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的
64％，其中一条链上的腺嘌呤占该链
全部碱基的30％，则对应链中腺嘌呤
D 占整个DNA分子碱基的比例是（ ）
3.2 DNA分子的结构 人教版(2019)高中生物必修二课件(共23张PPT)
v1953年4月25日， 克里克和沃森在 《自然》杂志上 发表了DNA的双 螺旋结构，从而 带来了遗传学的 彻底变革，更宣 告了分子生物学 的诞生。
脱氧核苷酸如何形成DNA分子？ DNA的结构又是如何？
2、DNA分子的结构
2.1 脱氧核苷酸的连接:
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
3.DNA分子的结构特点
互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一
互补链中这一 比值的倒数.
A1+G1 T1+C1
=b
A2+G2 =
1
T2+C2
b
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 A1 +T1 +G1 +C1
=
c%
A2 +T2 A2 +T2 +G2 +C2
格里菲思 ——体内转化实验
结论：加热杀死的S型细菌中含有转化因子。
艾弗里——体外转化实验
结论：DNA是遗传物质（遗传因子），蛋白质等不是遗 传物质。
赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验
结论：DNA是遗传物质。（注意：没有证明蛋白质不是遗 传物质。）
第2节 DNA分子的结构
中关村DNA标志 雅典奥运会开幕式经典场景
以1，2，3，4四个数字排列成四位数，有多少种组 合方式？44种 如排列成4000位数？ 44000种
在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱 基对，碱基对有（4种）：A—T、T—A、G—C、C—G。 请同学们计算DNA分子上的碱基对有多少种排列方式？
DNA的结构ppt课件
成
基本骨架；碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过 氢键连接成碱基对，并且碱基配
对具有一定的规律。A与T配对，G与C配对。碱基之间的
这种配一一对应的关系叫做
。
碱基互补配对原则
任务三：DNA分子的特性
思考：DNA作为主要的遗传物质，具有哪些特性？
T
A
A
T
A
T
C
G
C
G
G
C
A
T
A
T
A
T
G
C
G
C
G
C
T
A
T
A
DNA在细胞中始终处于水环境中。
假说一
假说二
பைடு நூலகம்
假说三
假说四
模型建构三：建构脱氧核酸
资料四： 富兰克林发现：碱基疏水，磷酸亲水，DNA在细胞中始终处于水环境中。
假说二
假说三
模型建构三：建构脱氧核酸
资料五：①嘌呤和嘧啶的分子结构图如下，嘌呤的长度较长，嘧啶 的长度较短，但DNA具有稳定的直径，两条链之间恒定在2nm。
谢谢
5´
G
T A
C
3´
5´
DNA平面结构
DNA立体结构
归纳总结DNA的结构特点
活动四：小组合作，构建DNA的结构模型，并归纳总结DNA的结构特点
任务二：DNA的结构特点
① DNA是由两条 脱氧核苷酸链 构成， 这两条链按 式盘旋成 双螺旋结构 。
反向平行
方
②DNA中的 脱氧核糖和磷酸交替排连接排列在外侧，构
3´
H ②
P
o
5´
T
非常稳定，在25℃，pH7.0的水溶液中，
【课件】DNA的结构课件生物人教版必修2
(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)= 1
双链中任意不配对的碱基之和相等且等于50％
A1 T1
C1 G1
T2
A2
G2 C2
互补的两条单链中任意不配对的两个碱基之和的比值互为倒数关系。
(A1+C1)/(T1+G1)=n → (A2+C2)/(T2+G2)= 1/n
(A1+ G1)/(T1+ C1)=m → (A2+ G2)/(T2+ C2)= 1/m
基互补配对方式不变
思考：在生物体内，一个最短DNA分子
也大约有4000个碱基对，请同学们计算
4 DNA分子有多少种？
种 4000
长链中的碱基对的排列顺序是千 变万化的。
DNA分子的特性P59
1. 稳定性: DNA中脱氧核糖和磷酸交替排列的 顺序不变
DNA中碱基配对的方式不变
2.多样性: 3.特异性:
H
3′
2′
5′
O
4′
1′ T
3′
3′
2′
2＇ 3＇
一个双链DNA分子(非
1＇
A
4＇
环状)游离两个磷酸基
5＇
团；
5′
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且配对按碱基互补配对原 则配对
A配T，C配G A与T之间形成2个氢键； C与G之间形成3个氢键。
之间 通过氢键相连；
氢键
一条链的相邻碱基之间
通过
=
1/b
（4)（A1+ T1 ）/（ C1 +G1 ）= a
则（ A2 + T2 ）/（ C2+G2 ）=
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二、DNA模型分析
1、DNA分子结构 DNA分子是有 2 条链组成，反向平行盘旋
成 双螺旋 结构。 脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧， 构成基本骨架； 碱基对 排列在内侧。 碱基通过 氢键 连接成碱基对，并遵循
碱基互补配对 原则（A与T、C与G配对）。
5
A
T
C
G
碱基对 另一碱基对 氢键
G与C形成三个氢键，A与T形成两个氢 键，因此C与G比例越大，DNA结构越 稳定。
腺嘧啶为_2_0_%__
2.一个DNA分子的碱基中， 腺嘌呤占20%，那么在含有 100个碱基对的DNA分子中，
胞嘧啶应是_____60个
17
• 例题：在双链DNA中有腺嘌呤P个， 占全部碱基比例N/M（M>2N），则该
C DNA分子中鸟嘌呤的个数为（ ）
A.P
B.PM/N+P
C.(PM/2N)－P D.PM/2N
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
DNA双螺旋结 构的主要特点
1.DNA分子是由两条 反向平行的脱氧核苷酸长链 盘旋而成的双螺旋结构。
2.DNA分子中的脱 氧核糖和磷酸交替连接，排 列在外侧，构成基本骨架； 碱基在内侧。
3.两条链上的碱基通 过氢键连结，形成碱基对， 且遵循碱基互补配对原则。
A＝T、G≡C 4
第2节 DNA分子的结构
1
学习目标
• DNA分子结构主要特点 • DNA分子的特性
• 有关DNA中的碱基计算
2
回忆一下：
1、DNA的基本单位是什么？ 脱氧核苷酸 2、每个基本单位是由哪几部分构成的？
1分子脱氧核糖，1分子含氮碱基，1分子磷酸
3、构成一分子脱氧核苷酸的三个组分是如何连接的？
脱氧核糖在中间，一边连接含氮碱基，一边连接磷酸。
（A+G）/（A+T+G+C）= 1 / 2 规律2：DNA双链中，任意两个不互补 的碱基之和相等，并为碱基总数的50%
例题：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
解析：因为 DNA分子中，A+G=T+C=50%
所以 A=50%–23%=27%
15
【课堂反馈P51】
拓展题：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。
例题2：将双螺旋结构的DNA分子初
步水解，得到的产物是（
）
8
【课堂反馈P51】
下面是DNA的分子结构模式图，说出图中
1.胞嘧啶 2.腺嘌呤 3.鸟嘌呤
1－10的名称。
10
8
G
1
4.胸腺嘧啶 5.脱氧核糖
T
2
6.磷酸 7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸
C9 3
8.碱基对 9.氢键 10.脱氧核苷酸长链
A
45
6
7
6
DNA分子的结构特性
1) 稳定性：脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，
碱基互补配对原则保持双链平行，氢键 的作用力保持双链的结构牢固。
2）多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
碱基有4种：A、T、G、C。碱基对有4种：A—T、 T—A、G—C、C—G。在生物体内，一个最短DNA 分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算最短
A.(A+C)/(T+G)
B.(C+G)/(A+T)
C.(A+G)/(C+T)
D.A/T和G/C
结论：两互补碱基之和的比值（A+T）/ （G+C）因DNA或生物的种类不同而不同
22
若DNA分子中一条链的碱
基摩尔比为A︰C︰G︰T＝1
︰1.5︰2︰2.5，则其互补链中
嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比
为（ ）
整个DNA分 子中
DNA双链
A1 T2
A1+G1 ＝ n
T1+C1
A2+G2 T2+C2
＝1？ n
A+G T+C
＝？ T 1
1
A2
G1 C2
规律4：不互补碱基之和（A+G） /(T+C)的的比例在整个DNA分子中为 C 1 G 2
1，在两条互补链中互为倒数 20
【课堂反馈】
例1：若DNA的一个单链中， A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补 链和整个DNA分子中分别是多少？
4、组成DNA的碱基分几类？有几种？英文缩写和中文 名称分别是什么？ 两类：嘌呤、嘧啶
A－腺嘌呤，T－胸腺嘧啶，C－胞嘧啶，G－鸟嘌呤
5、依据碱基的不同，构成DNA的脱氧核苷酸有多少种？ 分别是什么？
四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、 3 胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸。
A
T
C
DNA双链
A1
T2
A 5︰4 B 4︰3 T 1
4 种 DNA分子有多少种？ 4000
3）特异特性定：的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。
7
例题1：将双螺旋结构的DNA分子彻
底水解，得到的产物是（
）
• A 四条多聚脱氧核苷酸链
• B 四种脱氧核苷酸
• C 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
• D C、H、O、N、P五种元素
9
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据
碱基互补配对原则，则：
A1 = T2 ，A2 = T1 G1 = C2 ，G2 = C1 且在DNA双链中：
DNA双链
A1
T2
A=T ; G=C
T1
A2
规律1:A+G=C+T
嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数
G1
C2
注意：A+T = C+G ？ C 1
G2
14
引申练习： （A+G）/（T+C）= 1 （A+C）/（T+G）= 1
0.4 0.4
DNA双链
例2：在DNA的一个单链， A 1 T 2
A+G/T+C=0.4，上述比例在 T 1 A2
其互补链和整个DNA分子中 G 1 C 2
分别是多少？
2.5 1
C1
G2Leabharlann 21【课堂反馈】例：根据碱基互补配对原则，在A≠G时，
双链DNA分子中，下列四个式子中因生物种
B 类不同而不同的是：
∵A=T G=C
∴A+G=T+C
∴ A(+AT++GG+C)= (AT++TG+G+)=C50%
也可以写成以下形式：
A+G T+C
=((
T+) G A+C)
=((
T+) C A+G)
=1
规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补
碱基之和 相 等 ，并为碱基总数的 一半 。
16
【课堂反馈】
1.某双链DNA分子的碱基 中，鸟嘌呤占30%，则胸
18
一条链中
互补链中
整个DNA分 子中
DNA双链
A1 T2
A1+T1 ＝ m
C1+G1
A2+T2 ＝？
C2+G2 m
A+T C+G
＝m？
T1
A2
规律3：互补碱基之和（A+T）/(C+G) G 1
C2
的比例在整个DNA分子中的比值和其在 C 1 G 2 任意一条单链中的比值都相等
19
一条链中
互补链中