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(共24张PPT)
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
知识回顾
DNA的中文全称：_________________
DNA的组成元素：_________________
DNA的结构单位：_________________
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
1分子脱氧核苷酸： ________ + ____________ +______________
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。4种脱氧核苷酸分别含有______________4种碱基
（1）当时科学界对DNA的认识
A、T、C、G
P
A
P
T
P
G
P
C
一、DNA双螺旋结构模型的构建（1953年）
2.模型的构建过程：
1、构建者：（美）沃森和（英）克里克
…
P
A
P
T
P
G
P
C
P
G
P
C
磷酸二酯键
（2）1951年，英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林展示了DNA的X射线的衍射图谱。
沃森与克里克共同分析，推算DNA分子呈______结构。
螺旋
（3）沃森和克里克尝试搭建双螺旋和三螺旋结构模型。
配对违反了化学规律
威尔金斯
富兰克林
（4）1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫处得知: 在DNA中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。
A=T
G=C
沃森和克里克重建模型：
形成DNA双螺旋结构
验证
让A与T配对、G与C配对
（1）DNA具有恒定的 ，
（2）能解释 ，
（3）制作的模型与基于拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符
直径
A、T、G、C的数量关系
DNA双螺旋结构
（5）1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在英国《自然》杂志上。
（6）1962年，沃森、克里克和威尔金斯获诺贝尔生理学或医学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
1.DNA的立体结构
双螺旋解开放大
二、DNA的结构
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA平面结构模式图
2.DNA双螺旋结构的主要特点：
(1)DNA的两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
5'
3'
5'
3'
DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′－端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′－端，两条单链走向相反，一条单链从5′－端到3′－端，另一条单链从3′－端到5′－端。
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
O
CH2
OH
H
磷酸基团
碱基
3′
2′
H
H
1′
4′
5′
H
H
(1)DNA的两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
5'
3'
5'
3'
(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。
(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与T配对，G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。
G
DNA结构模式图
2.DNA双螺旋结构的主要特点：
A
T
G
C
G与C形成三个氢键，A与T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强。——G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。
归纳：DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
五种元素：
四种碱基：
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
C、H、O、N、P
A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
规则的双螺旋结构
三、制作DNA双螺旋模型
探究 实践
目的要求
通过制作模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等。
材料用具
１.制作磷酸脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时,须注意各分子的大小比例。
２.磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三者之间的连接部位要正确。
３.制作两条长链时，注意每条链上碱基总数要一致．碱基对间应是互补配对的两条链方向是相反的。
模型设计
成果展示
四、DNA分子的结构特性
2.多样性：碱基数量的不同，碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
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种
3.特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
1.稳定性：主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。
碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。
人的遗传信息主要分布于染色体的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。
应用DNA指纹技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。
科学 技术 社会
DNA指纹技术
五、DNA有关碱基数量的计算
A
T
T
A
G
C
C
G
DNA双链
氢键数=AT对数×2+GC对数×3
例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
27%
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
五、DNA有关碱基数量的计算
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
A=A1+A2
T=T1+T2
C=C1+C2
G=G1+G2
A1+T1
G1+C1
=
n,
A+T
G+C
A2+T2
G2+C2
=
=
n,
n
证明：若
则
规律2：一条链的　　　值与其互补链的　　　值＿＿，
与整个ＤＮＡ分子的　　　值＿＿。
A +Ｔ
Ｇ+ C
Ｇ＋Ｃ
Ａ＋Ｔ
Ｇ＋Ｃ
Ａ＋Ｔ
相等
相等
例题2、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%
A＋T=54% G+C=46%
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
五、DNA有关碱基数量的计算
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
A=A1+A2
T=T1+T2
C=C1+C2
G=G1+G2
A1+G1
T1+C1
=
m,
A+G
T+C
A2+G2
T2+C2
=
=
1/m,
1
证明：若
则
规律3：一条链的　　　值与其互补链的　　　值＿＿ ，
在整个ＤＮＡ分子的　　　值为＿＿。
A + Ｇ
Ｔ + C
Ｔ＋Ｃ
Ａ＋Ｇ
Ｔ＋Ｃ
Ａ＋Ｇ
互为倒数
1
例题3、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 ;
规律4：计算比值时，可假设该DNA分子为100个碱基对
1链
2链
100
100
例如4：DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _____
29%
化学组成单位
基本单位——脱氧核苷酸
种类：
四种
主要特点
①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
DNA的结构
DNA双螺旋结构的构建
(碱基互补配对原则)
六、小结

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