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(共30张PPT)
第2节
DNA的结构
位于北京中关村高科技园区DNA雕塑，以独特的双螺旋结构被看作中关村的标志。
象征着“生命”的雕塑
结构 功能
在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道：
DNA是怎样储存遗传信息的？
又是怎样决定生物性状的？
答案就隐藏在DNA的结构中，彻底弄清DNA的结构成了当时科学研究的热点
一.DNA双螺旋结构模型的构建
DNA的化学组成
脱氧核糖核酸
C 、H、 O 、N 、P
脱氧核苷酸
DNA全称是 　　　　　　　；
DNA的基本组成元素是 　　　　　　　　　　；DNA的基本单位是 　　　　。　
一.DNA双螺旋结构模型的构建
知识温故
脱氧核苷酸
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
含Ｎ碱基
脱氧
核糖
磷酸
A
G
C
知识温故
一.DNA双螺旋结构模型的构建
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
1′
2′
4′
5′
3′
思考：脱氧核苷酸是怎样连成一条链的呢？
资料1：20世纪30年代，科学家认识到：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、C、G四种碱基。
【模型建构】
一条脱氧核苷酸链
P
A
脱氧核糖
P
T
脱氧核糖
P
C
脱氧核糖
P
G
脱氧核糖
磷酸二酯键
资料2 1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋形的。
双螺旋？三螺旋？
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
DNA呈现“X”形
DNA分子是螺旋的
5’
3’
5’
3’
资料3：1952年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）发现：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。
据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型。脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧，A和T配对，C和G配对。
威尔金斯
克里克
沃森
富兰克林发现，将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。
基于威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱和查哥夫定律，1953年，沃森、克里克成功地构建DNA双螺旋结构模型。标志着分子生物学时代的诞生。
1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
资料4：
5’
3’
3’
5’
CH2
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
5’
4’
3’
2’
1’
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1’-C；与磷酸基团相连的碳叫作5’-C。
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。
二.DNA的结构
3’
5’
5’
3’
（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
二.DNA的结构
DNA的主要特点
（2）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。
二.DNA的结构
DNA的主要特点
（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。
二.DNA的结构
DNA的主要特点
碱基对
另一碱基对
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。
A
T
G
C
氢键
4. 碱基互补配对原则
二.DNA的结构
氢键越多越稳定,因此GC比例越多，DNA分子的热稳定性越高
DNA的主要特点
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。
二.DNA的结构
18
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：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？
44000
2.特异性：
碱基对的特定排列顺序。
3.稳定性：
1.多样性：
①外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成；
②内部碱基对稳定——通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对
原则，加强稳定性；
③空间结构稳定——规则的双螺旋结构；
DNA的结构特性
碱基对的排列顺序的千变万化。
(1)在双链DNA分子中,脱氧核苷酸和碱基的比值是多少
1条单链中的相邻碱基是怎样连接的
思考：
1∶1
通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连接。
(2)在双链DNA分子中,有几个游离的磷酸基团
1个磷酸与几个脱氧核糖相连
1个脱氧核糖与几个磷酸相连
2条链的碱基通过什么相连
(3)若图中1链的序列是5'-ACTGGT-3',那么它的互补链的序列
是什么
2个
1个或2个
1个或2个
氢键
3'-TGACCA-5'
　1．下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1~10的名称。
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
1：胞嘧啶
2：腺嘌呤
3：鸟嘌呤
4：胸腺嘧啶
5： 脱氧核糖
6： 磷酸
7： 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
8： 碱基对
9： 氢键
10：1条脱氧核苷酸链的片段
当堂练习：
在双链DNA中，根据碱基互补配对原则：
①A=T，G=C，
(两条链不互补的碱基之和相等)
（A+G）或（A+C)或(T+G)或（T+C)/（A+T+G+C）=
1/2
规律一：在双链DNA中，任意两个不互补碱基之和相等，并为碱基总数的50%（1/2）
②A+G=T+C
③A+C=T+G
(嘌呤数=嘧啶数)
T+C
=
1
A+G
④
（非配对碱基之和比值为1）
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
四、DNA碱基数量的计算
例题1：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
A=50%–23%=27%
A+T
A+T+G+C
=
A2+T2+G2+C2
A2+T2
=
A1+T1+G1+C1
A1+T1
=
m%
m%
m%
规律二：两互补碱基和之比在DNA的两条单链中相等，在整个分子中此比也都相等
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
四、DNA碱基数量的计算
⑤若
则
A+T
G+C
A2+T2
G2+C2
A1+T1
G1+C1
=
=
规律三：双链DNA分子中，任何一条链中两互补碱基之和占该链碱基总数与整个DNA分子中该两互补碱基之和占总DNA碱基数的百分比相等
=
a
a
a
24
⑥若 则
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
⑦若 b 则
T1+C1
=
A1+G1
T2+C2
=
A2+G2
T+C
=
A+G
1/b
规律四：非互补碱基和之比在DNA的两条单链中互为倒数，在整个分子中此比为1
1
四、DNA碱基数量的计算
补则等，不补则倒
规律五：若A1/单链中的全部碱基=b,则A1/双链中的全部碱基=b/2。
A1 +T1
（A+T）
1
2
=
=
A2 +T2
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
例题3：某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%，求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
24%
例题2：在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，
上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
2.5 ， 1
2．已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000
个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的
数目分别是 （ ）
A．1800个和800个 B．1800个和l800个
C．3600个和800个 D．3600个和3600个
C
当堂练习
3．某高中一实验小组想要制作一个含10个碱基对的DNA分
子双螺旋结构模型，模型设计设定其中一条链所用的A、C、
T、G碱基模型的数量比为1∶2∶3∶4，则模型构建需要准备
的C碱基模型的数量应为（ ）
A．4个 B．5个
C．6个 D．8个
C
当堂练习
4．下列关于DNA结构的叙述中，错误的是（ ）
A．大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构
B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基
C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G配对
D．DNA的两条链反向平行
A
五、课堂小结
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、G、C、T
三种物质：
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条长链：
两条反向平行的脱氧核苷酸长链
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
DNA的组成和结构（可用五四三二一表示）

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