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在确信DNA是生物体的遗传物质后，人们更加迫切地想知道：
DNA是怎样储存遗传信息的？
又是怎样决定生物性状的？
要想回答这些问题，首先需要弄清楚DNA的结构。
第三章 基因的本质
第2节 DNA的结构
教学目标
体验DNA双螺旋结构模型的构建过程，领悟模型方法在研究中的应用。
说出DNA结构的主要特点，举例说明碱基互补配对原则。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA的结构是如何揭示的呢？
一、DNA双螺旋结构模型的构建
克里克（1916－2004）
沃森（1928- ）
1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出了DNA双螺旋结构。这一伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑的意义。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
思考与讨论
阅读教材第48-49页“思考与讨论”-《DNA结构模型的构建》，并根据资料回答有关DNA结构方面的问题。
（1)DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
（2)DNA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？
（3)DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
组成DNA分子的基本单位是
脱氧核苷酸
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
1分子脱氧核苷酸= + +
碱 基
A
G
C
T
磷酸
脱氧
核糖
我们一起来回顾DNA结构的模型构建过程。
【模型构建1】
早在19世纪，人们就发现了DNA的化学成分：
DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基
但是，人们并不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的。
4种脱氧核苷酸
磷酸
脱氧核糖
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
磷酸
脱氧核糖
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
磷酸
脱氧核糖
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
磷酸
脱氧核糖
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
【模型构建2】
一条脱氧核苷酸链
每相邻两个脱氧核苷酸之间通过形成3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键连接，多个脱氧核苷酸形成一条长链。
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
在DNA中究竟有几条脱氧核苷酸链呢？
1951年，英国科学家(威尔金斯和富兰克林)提供了DNA的X射线衍射图谱,沃森和克里克推算出DNA分子呈
螺旋结构
【模型构建2】
螺旋
在DNA中究竟是单螺旋还是双螺旋还是三螺旋呢？
1952年，奥地利生物化学家查哥夫测定了DNA中4种碱基的含量，发现：腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等。
查哥夫
A=T C=G
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1953年，沃森、克里克调整了碱基配对方式，A与T配对，C与G配对，DNA的两条链是相反的，制作出了DNA双螺旋结构分子模型，在英国《自然》杂志上发表，并与莫里斯·威尔金斯共同获得了1962年的诺贝尔生理及医学奖。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA分子是由两条链组成的
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
5'
3'
3
平面结构
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
反向平行
5'
3'
3'
5'
DNA分子是由两条链组成的
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（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。
（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起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
2、双螺旋结构特点
(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按___________方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA中的____________________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；__________排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过__________连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：_____一定与T配对，______一定与C配对。碱基之间的这种一 一对应的关系，叫作____________________原则。
反向平行
脱氧核糖和磷酸
碱基
氢键
A
G
碱基互补配对
二、DNA的结构P50
方向：反向平行解析 P50
(1)脱氧核糖上与________相连的碳称作1′—C，与______________相连的碳称作5′—C。
(2)DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′—端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′—端。
(3)DNA的两条单链走向________，从双链的一端起始，一条单链是从5′—端到3′—端的，另一条单链则是从3′—端到5′—端的。
碱基
磷酸基团
相反
二、DNA的结构
3、DNA分子的特性
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。
多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。
特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。
二、DNA的结构
提升
1、判断
(1)DNA分子由四种脱氧核苷酸组成，这四种脱氧核苷酸含有的碱基是A、U、C、G(　　)
(2)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成(　　)
(3)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：C＝T，A＝G(　　)
(4)DNA单链中的A与T的数量一定相等(　　)
(5)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架(　　)
(6)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数(　　)
(7)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的(　　)
×
×
×
×
√
√
√
2、下面关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是（ ）
A.每个DNA分子中通常都含有四种脱氧核苷酸
B.DNA分子的两条链反向平行
C.DNA两条链上的碱基以氢键相连，且A与T配对，G与C配对
D.DNA分子长链的每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
3、关于DNA分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是(　)
A、DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成
B、脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
C、碱基对是构成DNA分子的基本骨架
D、两条链之间的碱基配对方式为A与T配对，G与C配对
D
C
DNA的结构
《DNA分子的碱基相关计算》
一、DNA分子结构中的数量关系
1、DNA分子结构中的数量问题
（1）DNA分子结构可简记为“5、4、3、2、1”，即5种元素、4种碱基(脱氧核苷酸)、3种小分子、2条长链、1个双螺旋。
（2）DNA双链分子中磷酸、脱氧核糖和碱基之间的数量比为1∶1∶1。
（3）A与T之间双氢键链接，C与G三氢键链接。C&G比例越高，DNA分子越稳定。
2、DNA分子中碱基的数量关系
(1)DNA双链结构中：A=T、C=G。
(2)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
(3)DNA双链结构中，非互补碱基之和占全部碱基总数50%
A＋G＝T＋C=50%
(4)DNA双链结构中，A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2；
A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2。
由此可得：
数量上：A=A1+A2
设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,因为A1=T2,T1=A2,所以另一条链上:T2+A2=n%,
整个DNA分子中:A+T=n%。
(5)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中（A1+T1)/(C1+G1)＝m，在互补链(A2＋T2)/(C2＋G2)及整个DNA分子中（A+T)/(C+G)＝m。
提示：A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2；
A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2。
(6)“非互补碱基之和”的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即在DNA一条链中（A1+G1)/(T1+C1)＝m，因为(A1+G1)/(T1+C1)=(T2+C2)/(A2+G2)=m,所以互补链上（A2+G2)/(T2+C2)＝1/m，而在整个DNA分子中（A+G)/(T+C)＝1。
提示：A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2；
A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2。
提升
1、已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．34%和16%　　　　　　 B．34%和18%
C．16%和34% D．32%和18%
2、假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是(　　)
A．26%，312个 B．24%，288个
C．24%，298个 D．12%，144个
A
B
3、从某生物组织中提取DNA进行分析，其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)，所含的碱基中有28%是腺嘌呤，问与H链互补的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( )
A.42% B.27%
C.26% D.14%
C
4、某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是(　　)
C
我是一条DNA,
拥有了A、T、G、C,
可就是没有U（You）。
感谢聆听

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