dna分子的结构
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dna分子结构特点DNA(脱氧核糖核酸)是生物体中存储遗传信息的分子,其分子结构具有许多独特特点。
DNA分子由一个或多个螺旋状的链组成,每条链由磷酸、脱氧核糖和四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)构成。
这些碱基以氢键的方式配对,形成了DNA的双螺旋结构。
DNA的双螺旋结构是由两条互补的链相互缠绕而成的。
其中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键,鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键。
这种氢键的特性使得DNA分子具有很高的稳定性,能够有效地保护其中所包含的遗传信息不受外界环境的影响。
DNA的双螺旋结构中还包含有磷酸基团和脱氧核糖,它们与碱基一起构成了DNA分子的主要组成部分。
磷酸基团位于碱基和脱氧核糖之间,通过磷酸桥连接在一起,形成了DNA的骨架结构。
而脱氧核糖则连接在碱基和磷酸基团之间,起到连接和支撑的作用。
除了双螺旋结构外,DNA分子还具有一些其他特点。
例如,DNA分子是具有方向性的,即每条链上的碱基排列顺序是固定的。
这种方向性是由于DNA链的两端分别有一个5’端和一个3’端,碱基的连接是从5’端到3’端依次排列的。
DNA分子还具有复制、转录和翻译等生物学功能。
在细胞分裂过程中,DNA能够通过复制过程产生两个完全相同的分子,确保遗传信息的传递和稳定。
而在转录和翻译过程中,DNA则作为模板被转录成RNA,再通过翻译过程合成蛋白质,实现基因的表达和功能发挥。
总的来说,DNA分子的结构特点包括双螺旋结构、碱基配对、磷酸基团和脱氧核糖的组成、方向性以及生物学功能等。
这些特点使得DNA能够准确地存储和传递生物体的遗传信息,对维持生命的正常功能起着至关重要的作用。
DNA的结构特点不仅对于生物学研究具有重要意义,也对于人类理解生命的奥秘和探索基因治疗等领域具有深远影响。
DNA分子结构的深入研究将有助于揭示生命的奥秘,推动科学技术的发展,为人类健康和生活质量的提升作出更大的贡献。
dna结构
DNA的一级结构,就是指4种脱氧核苷酸的链接及排列顺序;
DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构;
DNA三级结构是DNA分子可以在双螺旋的基础上,进一步绕同一中心轴扭转,造成额外的螺旋。
1、DNA的一级结构,就是指4种脱氧核苷酸的链接及排列顺序,表示了该DNA分子的化学构成。
核苷酸相互连接形成长的多核苷酸链。
两个核苷酸之间的连接通常是通过磷酸二酯键,该键将一个核苷酸的磷酸基团与另一个核苷酸的脱氧核糖连接。
由四种脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的长链高分子多聚体为DNA分子的一级结构。
2、DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
两条多核苷酸链以相同的旋转绕同一个公共轴形成右手双螺旋,螺旋的直径2.0nm;两条多核苷酸链是反向平行的,一条5’-3方向,另一条3’-5’方向;两条多核苷酸链的糖-磷酸骨架位于双螺旋外侧,碱基平面位于链的内侧;相邻碱基对之间的轴向距离为0.34nm,每个螺旋的轴距为3.4n
3、DNA三级结构是DNA分子可以在双螺旋的基础上,进一步绕同一中心轴扭转,造成额外的螺旋。
环状分子的额外螺旋可以形成超螺旋。
超螺旋可以是右手螺旋(正超螺旋),也可以是左手螺旋(负超螺旋)。
对于环状分子而言,有其拓扑学上特定规律:L=T+W。
∙DNA分子的结构:1、DNA的元素组成:C、H、O、N、P2、DNA分子的结构:DNA的双螺旋结构,两条反向平行脱氧核苷酸链,外侧磷酸和脱氧核糖交替连结,内侧碱基对(氢键)碱基互补配对原则。
3、模型图解:4、DNA分子的结构特性(l)稳定性:DNA分子中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方式不变。
(2)多样性:DNA分子中碱基时排列顺序多种多样。
(3)特异性:每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
∙∙知识点拨:碱基互补配对的规律:∙∙知识拓展:1、两条链之间的脱氧核苷酸数目相等→两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等。
2、碱基配对的关系是:A(或T)一定与T(或A)配对、G(或C)一定与C(或G)配对,这就是碱基互补配对原则。
其中,A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢键。
3、DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分,即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。
∙题文生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。
其中X、Y代表元素,A、B、C是生物大分子,①、②、③代表中心法则的部分过程。
请据图回答下列问题:(1)紫茉莉细胞中A分子中含有的矿质元素是_______,中学生物学实验鉴定A分子通常用_______试剂,鉴定C分子______(需、不需)要沸水浴加热。
(2)甲型H1N1流感病毒体内含有小分子a_____种,小分子b_____种。
(3)不同种生物经过①合成的各新A生物大分子之间存在着三点差异,这些差异是什么?________,_______ _,________。
(4)在经过①合成的各新A生物大分子中,(C+G):(T+A)的比值与其模板DNA的任一单链________(相同、不相同)。
题型:读图填空题难度:偏难来源:广西自治区模拟题答案(1)N、P 二苯胺不需(2)0 4(3)碱基的数目不同碱基的比例不同碱基排列顺序不同(4)相同题文下图是某种遗传病的家系图(显、隐性基因用A、a表示)。
dna的分子结构式DNA(脱氧核糖核酸)是构成遗传物质的基本单位,是生物学重要的分子基础物质之一。
它包括脱氧核糖核苷酸残基(碱素)和磷酸碱。
它的分子结构,也就是双螺旋结构,有一套明确的生物学意义,控制着细胞的结构和功能,而且这种结构也在许多遗传性疾病的发生过程中发挥着重要作用。
DNA分子结构是一个双螺旋结构,每条螺旋由二聚脱氧核糖核酸残基构成,在同一条螺旋上,二聚体使用脱氧核糖核酸残基与磷酸酯结合,因此DNA分子队伍中有4种碱基,即腺嘌呤(A),胸腺嘧啶(T),氨基二苯甲酰胺(C)和鸟嘌呤(G)。
每一对碱基都在另一条螺旋上组合出来,形成一个特殊的结构。
一般来说,DNA分子由一条上下两条螺旋组成,上下螺旋从环形中心处散开,形成一个棒状结构,称为“DNA双螺旋棒状结构”。
DNA分子结构的功能非常复杂,它可以被视为一条穿梭在宇宙中的电线或管道,可以将分子和细胞内外环境联系起来。
它也是一种活体调节系统,可以根据外界的变化,调节自身的内部环境,从而实现内部的平衡和动态协调,保证生物体的正常运转。
此外,DNA分子结构还可以用来传输和翻译遗传信息,使细胞的特定生物结构和功能得以正常表达。
DNA分子在体内构成基因组,其中包含了全部遗传信息。
这些基因可以在体内启动和活跃,从而分子结构可以直接影响细胞的结构和功能。
因此,DNA分子结构很重要,其形成的双螺旋结构代表了一种特殊的生物学意义,这种特殊结构不仅影响着细胞的组成,而且控制着细胞的结构和功能,这在许多遗传性疾病的发生过程中也发挥着重要作用。
此外,DNA分子结构还可以用来传输和翻译遗传信息,从而控制细胞的正常表达。
因此,DNA分子结构是科学家研究生命科学最重要的一个基础。
dna结构归纳总结DNA(Deoxyribonucleic Acid,脱氧核糖核酸)是构成生物遗传信息的基本分子。
它以其特有的双螺旋结构而闻名,这一结构是由四种碱基、磷酸、脱氧核糖和磷酸等部分组成的。
本文将对DNA的结构进行归纳总结,以便更好地理解和应用DNA。
一、碱基配对DNA由四种碱基组成,它们分别是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。
这些碱基按照一定的规则配对,形成稳定的碱基对。
具体来说,A与T之间形成两个氢键连接,G与C之间形成三个氢键连接。
这种有序的碱基配对保证了DNA的稳定性和准确的复制。
二、螺旋结构DNA的双螺旋结构是其最显著的特征。
DNA的两条链通过碱基间的氢键连接相互缠绕,形成一种右旋的双螺旋结构。
这种结构使得两条链互补,并且具有一定的稳定性。
双螺旋结构的发现不仅揭示了DNA的基本构造,而且对于解读DNA的序列信息具有重要意义。
三、多级结构DNA的结构不仅仅局限于双螺旋,还存在多级结构。
在较小的尺度上,DNA会发生自旋、弯曲和环绕等变形,形成一系列结构,如DNA超螺旋、DNA簇和DNA环等。
在较大的尺度上,DNA会卷曲成染色体的形态,形成复杂的三维结构。
这些多级结构对于调控基因的表达以及维持染色体的稳定性至关重要。
四、特殊结构除了基本的双螺旋结构外,DNA还存在一些特殊的结构。
其中最具代表性的是四链DNA,它由两对碱基通过氢键相互连接而成,形成四条链。
这种结构在某些情况下具有重要的生物学功能,如在基因调控、DNA复制和基因重组等过程中发挥作用。
五、DNA的应用DNA的结构不仅仅是一种科学研究的对象,也有广泛的应用。
例如,在医学上,通过解读DNA序列可以诊断和预测遗传性疾病,指导个体化治疗。
在法医学中,通过DNA检验可以确定犯罪嫌疑人和亲子关系等。
此外,DNA还被应用于基因工程、遗传改良、种子保护和生物信息学等领域。
六、未来展望随着科学技术的不断进步,人们对于DNA结构的认识也在不断深化。
普通高中课程标准实验教科书—生物第二册[人教版]
第3章基因的本质
第2节DNA分子的结构
一、知识结构
DNA双螺旋结构模型的构建
DNA分子的结构
DNA分子的结构
二、教学目标
1、概述DNA分子结构的主要特点。
2、制作DNA分子双螺旋结构模型。
3、讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
⑴DNA分子结构的主要特点。
⑵制作DNA分子双螺旋结构模型。
[解决方法]
(1)利用现成的模型,使学生直观地认识到DNA分子结构的主要特点。
(2)在明确DNA分子双螺旋结构的三个特点后,指导学生完成模型的制作。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
DNA分子结构的主要特点。
[解决方法]
以模型为依托,讲解DNA分子结构的主要特点。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
直观教学法、讲解法。
六、教具准备
DNA双螺旋结构模型。
七、学生活动
1、引导学生分析沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的过程,总结科学研究方法。
2、以DNA模型为依托,培养学生的空间想像能力。
八、教学程序
(一)明确目标
(二)教学重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
导言:DNA是主要的遗传物质,它是怎样储存遗传信息的?它是怎样决定生物性状的?
要回答这些问题,首先需要弄清楚DNA的结构。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
学生阅读教材P47——48相关问题,讨论回答下列问题:
1、请你根据资料回答有关DNA结构方面的立体结构?
⑴DNA是由几条链构成的?它具有怎样的立体结构?
⑵DNA的基本骨架是由哪些物质组成的?它们分别位于DNA的什么部位?
⑶DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位?
2、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法?这对你理解生物科学的发展有什么启示?
3、沃森和克里克默契配合,发现DNA双螺旋结构的过程,作为科学家合作研究的典范,在科学界传为佳话。
他们的这种工作方式给予你哪些启示?
展示DNA分子双螺旋结构模型。
二、DNA分子的结构
提问:1、DNA分子立体结构如何?
2、DNA分子的平面结构如何?
3、DNA分子双螺旋结构的主要特点是什么?
4、DNA分子的基本单位是什么?
5、DNA分子有何特点?
⑴稳定性
是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。
与这种稳定性有关的因素主要有以下几点:
①DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成精细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。
②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变。
③DNA分子双螺旋结构中间为碱基对、碱基之间形成氢键,从而维持双螺旋结构的稳定。
④DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。
⑤每个特定的DNA分子中,碱基对的数量和排列顺序稳定不变。
⑵多样性
构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性。
⑶特异性
每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
6、为什么说DNA分子是规则的双螺旋结构?
DNA分子结构的规则性体现在两个方面:第一,DNA分子的每个螺旋都是由10对碱基组成的,相邻两对碱基间的距离为0.34nm;第二,两条长链之间的距离恒等于2nm。
7、为什么碱基配对是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对?
嘌呤碱基A和G是双环化合物,而嘧啶碱基C和T是单环化合物,在碱基互补配对时,只有始终是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对,才能保证两条长链之间的距离恒定。
8、相关计算
双链DNA分子是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的,两条长链上的碱基通过氢键连结起来。
形成碱基对,碱基对的组成有一定规律,这就是,腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧呤(T)配对,鸟嘌呤(G)一定与胞嘧呤(C)配对,利用碱基互补配对原则的计算颇多。
推论:
假设某双链DNA分子的一条链叫α链,其互补链叫β链,且以Aα代表α链上的腺嘌呤,以A代表整个分子中全部的腺嘌呤并以此类推。
Aα=TβAα+Aβ=Tα+TβA=T
⑴由推出
Tα=AβAα+Tα=Aβ+Tβ=(A+T)/2
同理推出G=C
Gα+Cα=Gβ+Cβ=(G+C)/2
⑵由A=T,G=C推出,A+G=T+C=A+C=G+T=碱基总数/2
⑶若已知(A+T)占碱基总数的值为m ,则(Aα+Tα)占α链碱基总数的值为
(Aα+Tα)/(Aα+Tα+Cα+Gα)=[(A+T)/2]/[碱基总数/2]=m
同理推出(Aβ+Tβ)占β链碱基总数的值为m,反之亦然,并同理推出(G+C)的相关值。
例题略。
(三)总结
DNA分子的双螺旋结构的主要特点。
(四)作业布置
教材P51练习
(五)板书设计
第2节DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
二、DNA分子的结构
1、DNA分子的立体结构
2、DNA分子的平面结构
3、DNA分子的双螺旋结构的主要特点
4、DNA分子的基本单位
5、DNA分子的特点:⑴稳定性⑵多样性⑶特异性
6、相关计算
第2课时
一、原理解读
DNA双螺旋结构的特点:
⑴DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
⑵DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。
⑶DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对,并以氢键互相连接。
二、要点突破
1、制作模型前应明确的问题
⑴明确DNA双螺旋结构的三个特点。
⑵DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,它由更小的三个分子组成,其正确连结如图所示:
⑶DNA分子的一条脱氧核苷酸长链中,脱氧核苷酸之间通过磷酸和脱氧核糖形成化学键而连结在一起。
⑷DNA分子的两条链是反向的,可通过表示脱氧核糖的正五角形的顶点表示出来,两条链上的碱基通过氢键连结,并遵循碱基互补配对原则。
如图所示:
⑸DNA分子的立体结构是两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则的双螺旋结构。
2、制作模型时应注意的问题
⑴严格按照实验操作程序,按结构层次从小到大,从简单到复杂依次完成。
⑵制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时,注意各分子的大小比例。
⑶制作含氮碱基模型时:①腺嘌呤(A)和胸腺嘧淀(T)的一端应剪成相互吻合的形状。
同理,鸟嘌呤(G)和胞嘧淀(C)的一端也应剪成另一种吻合的形状。
②这两种碱基对模型的长度应相等,以保证DNA分子中两条平行链之间的距离相等。
⑷制作脱氧核苷酸长链模型时,要注意三点:①两条长链中核苷酸的个数必须相同;②两条长链并排时,必须保证碱基之间能够相互配对;③两条长链走向要相反。
⑸旋转平面结构成立体结构时,如发现某结构部件有扭曲现象,应予以矫正。
⑹整个制作过程,各零件之间的连接应保持足够的牢固性,以免旋转时零件脱落。
三、实验流程
制作支架
↓
制作脱氧核苷酸模型
↓
制作脱氧核苷酸长链模型
↓
制作DNA分子平面结构模型
↓
制作DNA分子立体结构模型
三、总结
四、作业布置
教材P50讨论题
五、板书设计
制作DNA双螺旋结构模型。