生命活動的調節
提問:構成核酸的基本單位是什么?回答:是核苷酸。講述:核苷酸有兩大類:一類是構成rna的基本單位:核糖核苷酸;另一類是構成dna的基本單位:脫氧核糖核苷酸。
提問:在粗提取dna的實驗中,dna哪一個重要特性是在實驗中應引起注意的?(回答:極易吸附于玻璃上因而不能用玻璃試管。)提問:rna與dna有何區別?(學生討論:略)教師小結:出示幻燈片,附表于后。
講述:1953年英國科學家克里克和美國科學家沃森共同提出了dna的雙螺旋結構。
1.構成dna分子的基本單位——脫氧核糖核苷酸。講述:戊糖的第二號碳原子脫去了一個氧原子,故為脫氧核糖;含n堿基與脫氧核糖的第一號碳原子間脫去一個水分子連在一起構成一分子核苷;磷酸分子與脫氧核糖的第五號碳原子間脫去一個水分子連在一起構成一分子脫氧核糖核苷酸;構成脫氧核苷酸的含n堿基共有4種:嘌呤:腺嘌呤a、鳥嘌呤g;嘧啶:胞嘧啶c、胸腺嘧啶t。由此:四種含n堿基分別構成了四種脫氧核苷酸:腺嘌呤(a)脫氧核苷酸。鳥嘌呤(g)脫氧核苷酸。胞嘧啶(c)脫氧核苷酸、胸腺嘧啶(t)脫氧核苷酸。
2.脫氧核苷酸間通過脫水縮合連在一起成為多核苷酸鏈。講述:上一分子脫氧核苷酸的第3號碳原子脫去(—oh),下一分子脫氧核苷酸的磷酸分子脫去(—h),這樣脫去一分子水使兩個脫氧核苷酸連在一起。多個脫氧核苷酸通過脫水縮合便形成了脫氧核苷酸鏈(多核苷酸鏈):外側鏈“磷酸—脫氧核糖”交替排列,含n堿基連在鏈的脫氧核糖上。
3.dna分子是由兩條平行且反向的多核苷酸鏈構成。講述:在雙核苷酸鏈的外側骨架一條為:磷—脫—磷—脫;另一條為:脫—磷—脫—磷;兩條鏈上的脫氧核苷酸數目相等,長度一樣,排列反向;內部的堿基間嚴格遵循堿基互補配對原則:一條鏈上有堿基a,另一條鏈必有堿基t與其配對,一條鏈上有堿基c,另一條鏈上必有堿基g與其配對;堿基間通過氫鍵連在一起:a與t有兩個氫鍵,g與c有三個氫鍵。由此,在雙鏈dna分子中:嘧啶堿基的總數與嘌呤堿基的總數相等。a+g=c+t。這可作為判斷單、雙鏈dna的唯一依據。但不同生物的dna分子中at對和gc對的比例不同:
(a+t)/(g+c)=a(不同生物a值不同)。
4.dna分子的立體結構是規則的雙螺旋結構。(出示dna雙螺旋結構模型)
講述:在dna分子的雙鏈螺旋結構中:①共有四種堿基對:at對、ta對、gc對、cg對。②每螺旋一周一條鏈由10個脫氧核苷酸構成,也就是有10對堿基可螺旋為一周,這樣的螺旋結構對鏈上的脫氧核苷酸順序無任何限制。因此,dna分子中的脫氧核苷酸的排列順序千變萬化。從四種堿基中任選三種在一條鏈上作全排列的形式就有43=64種。假設一條鏈上有4000個堿基,按全排列的公式推算則有多少種排列順序呢?(讓學生通過對數計算可以得出44000=102408種)
這樣千變萬化的順序決定了生物界的多樣性。人類中找不到兩個人的指紋完全相同就在于此。但是,每一dna都有其特異的脫氧核苷酸的排列順序。由此,我們完全可以通過對dna中脫氧核苷酸序列的測定建立人的dna檔案,鑒別人的血緣關系,為刑事案的偵破提供可靠依據,是人類基因組計劃研究的重要組成部分。由上1、2、3、4可知:dna的結構為:(見板書)